CN106769795A - 一种实验室原煤电阻率和瓦斯渗透率的监测系统 - Google Patents

一种实验室原煤电阻率和瓦斯渗透率的监测系统 Download PDF

Info

Publication number
CN106769795A
CN106769795A CN201710147577.9A CN201710147577A CN106769795A CN 106769795 A CN106769795 A CN 106769795A CN 201710147577 A CN201710147577 A CN 201710147577A CN 106769795 A CN106769795 A CN 106769795A
Authority
CN
China
Prior art keywords
gas
permeation rate
coal
resistivity
gas permeation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710147577.9A
Other languages
English (en)
Inventor
林峰
胡洋
张阳
宋泽方
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Anhui University of Science and Technology
Original Assignee
Anhui University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Anhui University of Science and Technology filed Critical Anhui University of Science and Technology
Priority to CN201710147577.9A priority Critical patent/CN106769795A/zh
Publication of CN106769795A publication Critical patent/CN106769795A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume, or surface-area of porous materials
    • G01N15/08—Investigating permeability, pore-volume, or surface area of porous materials
    • G01N15/082—Investigating permeability by forcing a fluid through a sample
    • G01N15/0826—Investigating permeability by forcing a fluid through a sample and measuring fluid flow rate, i.e. permeation rate or pressure change
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant

Abstract

本发明为一种实验室原煤电阻率和瓦斯渗透率的监测系统，涉及一种监测原煤电阻率和瓦斯渗透率在三轴压缩下变化规律的系统。包括瓦斯罐、轴压加载系统、围压加载系统、煤样、气压表、阀门、瓦斯流量计、真空泵、瓦斯管、导线、电阻仪和计算机。瓦斯罐与煤样上端连接，连接线路之间设有上阀门和一号气压表，煤样下端依次连接下阀门、二号气压表、瓦斯流量计和真空泵；电阻仪通过导线与煤样两端连接；轴压加载系统和围压加载系统由MTS‑816试验机构成。本发明可以监测原煤在不同瓦斯压力和三轴压缩下瓦斯渗透率和电阻率变化关系，为监测高瓦斯矿井瓦斯渗透率变化情况提供一种简单高效低成本的方法。

Description

一种实验室原煤电阻率和瓦斯渗透率的监测系统
技术领域
本发明为一种实验室原煤电阻率和瓦斯渗透率的监测系统，具体涉及一种监测原煤电阻率和瓦斯渗透率在三轴压缩下变化规律的系统。
背景技术
煤炭资源是目前我国的主要能源，近年来随着开采深度的加大，煤矿安全事故频发，尤其是煤矿瓦斯灾害严重，给国家和人民的生命财产安全带来巨大威胁，煤矿瓦斯灾害的监测预警成为煤矿安全生产的重要研究方向。
电阻率作为灾害发生过程中一个重要的力学响应参数，瓦斯渗透率作为煤矿瓦斯防治领域的重要参数，研究含瓦斯煤在三轴压缩作用下电阻率与瓦斯渗透率之间的变化关系具有重要意义，从而达到以监测电阻率变化同时预测煤体应力应变全过程与瓦斯渗透率变化情况。相比于传统的方法具有操作简单，成本低廉，劳动量小的优点。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种实验室原煤电阻率和瓦斯渗透率的监测系统，具体涉及一种监测原煤电阻率和瓦斯渗透率在三轴压缩下变化规律的系统。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种实验室原煤电阻率和瓦斯渗透率的监测系统，该系统包括瓦斯罐、轴压加载系统、围压加载系统、煤样、气压表、阀门、瓦斯流量计、真空泵、瓦斯管、导线、电阻仪和计算机；
所述瓦斯罐与煤样上端连接，连接线路之间设有上阀门和一号气压表，煤样下端依次连接下阀门、二号气压表、瓦斯流量计和真空泵；电阻仪通过导线与煤样两端连接；轴压加载系统和围压加载系统由MTS-816试验机构成；
所述煤样用生料带密闭包好，煤样两端与导线、瓦斯管的连接处采用蜡封；所述生料带化学名称是聚四氟乙烯，无毒无味、具有良好的气密性、绝缘性、韧性好及纵向强度高的特点；
所述瓦斯罐中的瓦斯在阀门打开后，依次流经一号气压表、煤样、二号气压表、瓦斯流量计和真空泵，读出各表示数，从而求出瓦斯渗透率；电阻仪连接煤样两端，直接测出电阻率；
所述瓦斯渗透率计算公式如下，其中Q0为渗透量(cm3/s)；P0为测点大气压力(MPa)；μ为气体黏性系数，取10.8×10-6Pa·s；P1为进口气体压力(Pa)；P2为出口气体压力(Pa)；A为试样的横截面积(cm2)；L为试件长度(cm)；
所述的瓦斯渗透率和电阻率数值同步输入电脑并绘制成随时间变化的曲线进行比较从而得到二者的响应关系。
附图说明
图1为本发明所述系统的结构示意图；
图2为煤样两端接口示意图；
图中：1、瓦斯罐；2、上阀门；3、轴压加载系统；4、一号气压表；5、瓦斯管；6、煤样；7、导线；8、电阻仪；9、计算机；10、围压加载系统；11、下阀门；12、二号气压表；13、瓦斯流量计；14、真空泵；15、生料带。
具体实施方式
一种实验室原煤电阻率和瓦斯渗透率的监测系统，该系统包括瓦斯罐1、轴压加载系统3、围压加载系统10、煤样6、一号气压表4、二号气压表12、上阀门2、下阀门11、瓦斯流量计13、真空泵14、瓦斯管5、导线7、电阻仪8和计算机9；
所述瓦斯罐1与煤样6上端连接，连接线路之间设有上阀门2和一号气压表4，煤样6下端依次连接下阀门11、二号气压表12、瓦斯流量计13和真空泵14；电阻仪8通过导线7与煤样6两端连接；轴压加载系统3和围压加载系统10由MTS-816试验机构成；
所述煤样用生料带15密闭包好，煤样6两端与导线7、瓦斯管5的连接处采用蜡封；所述生料带15化学名称是聚四氟乙烯，无毒无味、具有良好的气密性、绝缘性、韧性好及纵向强度高的特点；
所述瓦斯罐1中的瓦斯在上阀门2和下阀门11打开后，依次流经一号气压表4、煤样、二号气压表12、瓦斯流量计13和真空泵14，读出各表示数，从而求出瓦斯渗透率；电阻仪8连接煤样6两端，直接测出电阻率；
所述瓦斯渗透率计算公式如下，其中Q0为渗透量(cm3/s)；P0为测点大气压力(MPa)；μ为气体黏性系数，取10.8×10-6Pa·s；P1为进口气体压力(Pa)；P2为出口气体压力(Pa)；A为试样的横截面积(cm2)；L为试件长度(cm)；
下面结合附图对本发明做进一步说明。
如图所示，本发明提供了一种实验室原煤电阻率和瓦斯渗透率的监测系统，采用本发明所述系统进行工作的具体步骤如下：
a.按照图1的结构示意图连接好该系统，用生料带15将煤样6完全包裹，放置到加载平台上，煤样6两端与瓦斯管5和导线7连接，接口处采用用蜡封；
b.设定轴压、围压以及瓦斯罐1的瓦斯压力，打开上阀门2，下阀门11，让瓦斯气体依次流经一号气压表4、煤样6、二号气压表12、瓦斯流量计13和真空泵14，读出各表示数，根据上述公式求出瓦斯渗透率；
c.电阻仪8直接测出电阻率；
d.所述的瓦斯渗透率和电阻率数值同步输入电脑并绘制成随时间变化的曲线进行比较从而得到二者的响应关系。

Claims (6)

1.一种实验室原煤电阻率和瓦斯渗透率的监测系统，其特征在于包括瓦斯罐、轴压加载系统、围压加载系统、煤样、气压表、阀门、瓦斯流量计、真空泵、瓦斯管、导线、电阻仪和计算机。
2.根据权利要求1所述的一种实验室原煤电阻率和瓦斯渗透率的监测系统，其特征在于，所述瓦斯罐与煤样上端连接，连接线路之间设有上阀门和一号气压表，煤样下端依次连接下阀门、二号气压表、瓦斯流量计和真空泵；电阻仪通过导线与煤样两端连接；轴压加载系统和围压加载系统由MTS-816试验机构成。
3.根据权利要求1所述的一种实验室原煤电阻率和瓦斯渗透率的监测系统，其特征在于，所述煤样用生料带密闭包好，煤样两端与导线、瓦斯管的连接处采用蜡封。
4.根据权利要求1所述的一种实验室原煤电阻率和瓦斯渗透率的监测系统，其特征在于，所述瓦斯罐中的瓦斯在上阀门和下阀门打开后，依次流经一号气压表、煤样、二号气压表、瓦斯流量计和真空泵，读出各表示数，从而求出瓦斯渗透率；电阻仪连接煤样两端，直接测出电阻率。
5.根据权利要求4所述的一种实验室原煤电阻率和瓦斯渗透率的监测系统，其特征在于，所述瓦斯渗透率计算公式如下，其中Q0为渗透量(cm3/s)；P0为测点大气压力(MPa)；μ为气体黏性系数，取10.8×10-6Pa·s；P1为进口气体压力(Pa)；P2为出口气体压力(Pa)；A为试样的横截面积(cm2)；L为试件长度(cm)。
K = 2 Q 0 P 0 μ L A ( P 1 2 - P 2 2 )
6.根据权利要求4和5所述的一种实验室原煤电阻率和瓦斯渗透率的监测系统，其特征在于，所述的瓦斯渗透率和电阻率数值同步输入电脑。
CN201710147577.9A 2017-03-13 2017-03-13 一种实验室原煤电阻率和瓦斯渗透率的监测系统 Pending CN106769795A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710147577.9A CN106769795A (zh) 2017-03-13 2017-03-13 一种实验室原煤电阻率和瓦斯渗透率的监测系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710147577.9A CN106769795A (zh) 2017-03-13 2017-03-13 一种实验室原煤电阻率和瓦斯渗透率的监测系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106769795A true CN106769795A (zh) 2017-05-31

Family

ID=58962661

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710147577.9A Pending CN106769795A (zh) 2017-03-13 2017-03-13 一种实验室原煤电阻率和瓦斯渗透率的监测系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106769795A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108645776A (zh) * 2018-05-14 2018-10-12 河海大学 一种利用电导率测量介质渗透系数的渗流试验装置及方法
CN110487703A (zh) * 2019-10-01 2019-11-22 太原理工大学 低渗煤层瓦斯滑脱系数精确测量方法
CN113358480A (zh) * 2021-05-13 2021-09-07 太原理工大学 一种煤岩力学试验装置及试验方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103163059A (zh) * 2013-04-09 2013-06-19 中国矿业大学 一种覆压加温下煤岩孔渗电声应力应变联测装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103163059A (zh) * 2013-04-09 2013-06-19 中国矿业大学 一种覆压加温下煤岩孔渗电声应力应变联测装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108645776A (zh) * 2018-05-14 2018-10-12 河海大学 一种利用电导率测量介质渗透系数的渗流试验装置及方法
CN110487703A (zh) * 2019-10-01 2019-11-22 太原理工大学 低渗煤层瓦斯滑脱系数精确测量方法
CN110487703B (zh) * 2019-10-01 2021-12-31 太原理工大学 低渗煤层瓦斯滑脱系数精确测量方法
CN113358480A (zh) * 2021-05-13 2021-09-07 太原理工大学 一种煤岩力学试验装置及试验方法
CN113358480B (zh) * 2021-05-13 2022-08-05 太原理工大学 一种煤岩力学试验装置及试验方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106769767B (zh) 一种各向异性岩石渗透率和弹性模量的测量装置及方法
CN101825555B (zh) 煤的轴向加卸载气体渗透率测试装置
CN104729948B (zh) 含瓦斯煤水气两相渗流实验系统和方法
CN106066291B (zh) Co2置换页岩气及页岩对页岩气或co2的吸附解析模拟测试系统与方法
CN106769795A (zh) 一种实验室原煤电阻率和瓦斯渗透率的监测系统
CN106093345B (zh) 一种模拟co2驱替置换页岩气动态过程的方法
CN206573380U (zh) 煤岩三轴蠕变渗流试验系统
CN106153522B (zh) 岩心孔隙度测量装置及测量方法
CN103244112A (zh) 页岩裂缝网络导流能力测试方法和装置
CN104977394B (zh) 一种燃气组分和热值在线测量装置
CN108844850A (zh) 基于动态平衡的页岩吸附解吸及降压开采模拟装置及方法
CN106872328A (zh) 一种低渗透岩心孔隙度和渗透率的测试装置及测试方法
CN203929557U (zh) 一种含气页岩裂隙演化与渗流特征测试装置
CN208537357U (zh) 一种煤体渗透率测试装置
CN217332081U (zh) 岩石化学腐蚀环境下co2三轴渗流测试系统
CN103983533A (zh) 一种含气页岩裂隙演化与渗流特征测试装置及方法
CN108318666A (zh) 非常规天然气的岩、气多过程耦合试验装置
CN204855316U (zh) 基于数字图像的三轴渗流应力温度蠕变耦合实验装置
CN204575498U (zh) 一种测量低渗透岩心的气测渗透率装置
CN102914485B (zh) 一种多孔介质中天然气偏差因子的测定装置及方法
CN205785703U (zh) 一种累积法泄漏检测系统
CN205333483U (zh) 气体渗透率测试系统
CN201681031U (zh) 煤的轴向加卸载气体渗透率测试装置
CN207832632U (zh) 煤层气直井单相流阶段合理排采速度模拟装置
CN206258160U (zh) 一种煤气检测仪表用在线更换装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20170531