CN203787002U - 注气驱替煤层瓦斯物理相似模拟实验台 - Google Patents

注气驱替煤层瓦斯物理相似模拟实验台 Download PDF

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成连华
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丁洋
王红胜
李昊天
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Abstract

本实用新型涉及一种注气驱替煤层瓦斯物理相似模拟实验台，包括加载装置、脱气装置、吸附装置、注气装置、抽采装置、数据采集装置。本实用新型以现场注气驱替煤层瓦斯技术为依托，建立了一套注气驱替煤层瓦斯物理相似模拟实验台。本实用新型可人为的控制和改变实验条件，从而可研究不同种类注入气体、注气压力、注气流量对注气驱替瓦斯效果的影响，实验可模拟现场注气驱替煤层瓦斯技术，为现场注气驱替煤层瓦斯技术的应用提供一定的参考。

Description

注气驱替煤层瓦斯物理相似模拟实验台
技术领域
本实用新型涉及瓦斯抽采领域，主要是提供了一种注气驱替煤层瓦斯物理相似模拟实验台。
背景技术
我国是世界上最大的产煤国，也是发生灾害事故最严重的国家，瓦斯抽采是防治煤矿瓦斯灾害的根本措施，由于我国煤层瓦斯赋存具有“三高三低”的特征，使得煤层瓦斯采前预抽效果不甚理想，为此采取强化措施进行抽采尤为必要。目前国内外强化抽采措施主要有水力压裂、水力割裂、深孔预裂爆破等，但其工艺较为复杂，成本较高。注气驱替抽采瓦斯操作简单、成本较低。经过国内外学者的努力，注气驱替煤层瓦斯技术机理的研究取得了不少成果，但对不同因素条件下注气驱替效果及其可靠性，如不同种类注入气体、注气流量、注气压力及其诱发煤与瓦斯突出，还需进一步研究。然而对该技术的研究，现场试验方面难以实现连续监测，实验室实验缺乏相关的实验台。
发明内容
为了研究不同种类注入气体、注气压力、注气流量等因素对注气驱替瓦斯效果的影响，本实用新型提供了一种注气驱替煤层瓦斯物理相似模拟实验台。
本实用新型是采用如下技术方案实现的：一种注气驱替煤层瓦斯物理相似模拟实验台，包括加载装置、脱气装置、吸附装置、注气装置、抽采装置、数据采集装置。加载装置由箱体(13)、加载压头(18)、液压缸(19)、油路(20)、控制阀(21)、液压泵站(22)、胶囊封孔器(7)组成，箱体(13)内设有型煤(10)，型煤(10)上设有加载压头(18)，加载压头(18)上设有液压缸(19)，液压缸(19)通过控制阀(21)和油路(20)连接液压泵站(22)，型煤(10)中设有钻孔，钻孔通过胶囊封孔器(7)封孔，胶囊封孔器(7)与箱体(13)之间进行密封，胶囊封孔器(7)连接抽采装置和注气装置；脱气装置由真空泵(12)、气体控制阀(4)、真空度计(3)、箱体接头(14)组成，真空泵(12)、气体控制阀(4)、真空度计(3)依次连接然后与箱体接头(14)连接；吸附装置由压力表(8)、气体控制阀(4)、高压气瓶(11)、箱体接头(14)、箱体(13)、卸压阀(9)组成，高压气瓶(11)、气体控制阀(4)、压力表(8)依次连接，然后与箱体接头(14)连接，箱体(13)上设有卸压阀(9)；注气装置由气瓶(17)、气体控制阀(4)、压力表(8)、导气管(2)、增压泵(16)、压力表(8)、气体控制阀(4)、流量传感器(5)、阀门(6)、胶囊封孔器(7)组成，胶囊封孔器(7)依次连接阀门(6)、流量传感器(5)、气体控制阀(4)、压力表(8)、增压泵(16)、导气管(2)、气瓶(17)；抽采装置由抽采泵(1)、导气管(2)、真空度计(3)、气体控制阀(4)、流量传感器(5)、阀门(6)、胶囊封孔器(7)组成，胶囊封孔器(7)依次连接阀门(6)、流量传感器(5)、气体控制阀(4)、真空度计(3)、导气管(2)、抽采泵(1)；数据采集装置由流量传感器(5)、计算机(15)组成，流量传感器(5)连接计算机(15)。
本实用新型以现场注气驱替煤层瓦斯技术为依托，建立了一套注气驱替煤层瓦斯物理相似模拟实验台。本实用新型可人为的控制和改变实验条件，从而可研究不同种类注入气体、注气压力、注气流量对注气驱替瓦斯效果的影响，实验可模拟现场注气驱替煤层瓦斯技术，为现场注气驱替煤层瓦斯技术的应用提供一定的参考。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为加载装置结构示意图。
具体实施方式
一种注气驱替煤层瓦斯物理相似模拟实验台，包括加载装置、脱气装置、吸附装置、注气装置、抽采装置、数据采集装置。加载装置由箱体13(1500mm*1500mm*1500mm)、加载压头18、液压缸19、油路20、控制阀21、液压泵站22、胶囊封孔器7组成，箱体13内设有型煤10，型煤10上设有加载压头18，加载压头18上设有液压缸19，液压缸19通过控制阀21和油路20连接液压泵站22，型煤10中设有钻孔，钻孔通过胶囊封孔器7封孔，胶囊封孔器7与箱体13之间进行密封，胶囊封孔器7连接抽采装置和注气装置；脱气装置由真空泵12、气体控制阀4、真空度计3、箱体接头14组成，真空泵12、气体控制阀4、真空度计3依次连接然后与箱体接头14连接；吸附装置由压力表8、气体控制阀4、高压气瓶11、箱体接头14、箱体13、卸压阀9组成，高压气瓶11、气体控制阀4、压力表8依次连接，然后与箱体接头14连接，箱体13上设有卸压阀9；注气装置由气瓶17、气体控制阀4、压力表8、导气管2、增压泵16、压力表8、气体控制阀4、流量传感器5、阀门6、胶囊封孔器7组成，胶囊封孔器7依次连接阀门6、流量传感器5、气体控制阀4、压力表8、增压泵16、导气管2、气瓶17；抽采装置由抽采泵1、导气管2、真空度计3、气体控制阀4、流量传感器5、阀门6、胶囊封孔器7组成，胶囊封孔器7依次连接阀门6、流量传感器5、气体控制阀4、真空度计3、导气管2、抽采泵1；数据采集装置由流量传感器5、计算机15组成，流量传感器5连接计算机15。
本实用新型具体实施方式如下：实验前将制作好的型煤10放入箱体13内，然后通过液压泵站22控制液压缸19对型煤10进行加载，达到所需压力后，在型煤10中打钻孔，利用胶囊封孔器7进行封孔，同时将胶囊封孔器7与箱体13之间进行密封，然后胶囊封孔器7连接抽采装置，依次连接阀门6、流量传感器5、气体控制阀4、真空度计3、导气管2、抽采泵1，胶囊封孔器7连接注气装置，依次连接阀门6、流量传感器5、气体控制阀4、压力表8、增压泵16、导气管2、气瓶17，最后将脱气装置中的真空泵12、气体控制阀4、真空度计3依次连接之后与箱体接头14相连，吸附装置中的高压气瓶11、气体控制阀4、压力表8依次连接之后与箱体接头14相连，之后打开真空泵12及相连的气体控制阀4进行脱气，待箱体内气体接近与真空时，脱气完成后，打开高压气瓶11及相连的气体控制阀4进行吸附，待吸附完成后，打开气瓶17、气体控制阀4、增压泵16，待压力达到所需压力时，打开气体控制阀4、阀门6进行注气，同时打开抽采泵1、气体控制阀4、阀门6抽采型煤10内瓦斯，流量传感器5将采集的数据传入计算机15进行分析。从而研究不同种类注入气体、注气压力、注气流量对注气驱替瓦斯效果的影响，为现场注气驱替技术的应用提供一定的参考。

Claims (1)

1.一种注气驱替煤层瓦斯物理相似模拟实验台，包括加载装置、脱气装置、吸附装置、注气装置、抽采装置、数据采集装置，其特征在于：加载装置由箱体(13)、加载压头(18)、液压缸(19)、油路(20)、控制阀(21)、液压泵站(22)、胶囊封孔器(7)组成，箱体(13)内设有型煤(10)，型煤(10)上设有加载压头(18)，加载压头(18)上设有液压缸(19)，液压缸(19)通过控制阀(21)和油路(20)连接液压泵站(22)，型煤(10)中设有钻孔，钻孔通过胶囊封孔器(7)封孔，胶囊封孔器(7)与箱体(13)之间进行密封，胶囊封孔器(7)连接抽采装置和注气装置；脱气装置由真空泵(12)、气体控制阀(4)、真空度计(3)、箱体接头(14)组成，真空泵(12)、气体控制阀(4)、真空度计(3)依次连接然后与箱体接头(14)连接；吸附装置由压力表(8)、气体控制阀(4)、高压气瓶(11)、箱体接头(14)、箱体(13)、卸压阀(9)组成，高压气瓶(11)、气体控制阀(4)、压力表(8)依次连接，然后与箱体接头(14)连接，箱体(13)上设有卸压阀(9)；注气装置由气瓶(17)、气体控制阀(4)、压力表(8)、导气管(2)、增压泵(16)、压力表(8)、气体控制阀(4)、流量传感器(5)、阀门(6)、胶囊封孔器(7)组成，胶囊封孔器(7)依次连接阀门(6)、流量传感器(5)、气体控制阀(4)、压力表(8)、增压泵(16)、导气管(2)、气瓶(17)；抽采装置由抽采泵(1)、导气管(2)、真空度计(3)、气体控制阀(4)、流量传感器(5)、阀门(6)、胶囊封孔器(7)组成，胶囊封孔器(7)依次连接阀门(6)、流量传感器(5)、气体控制阀(4)、真空度计(3)、导气管(2)、抽采泵(1)；数据采集装置由流量传感器(5)、计算机(15)组成，流量传感器(5)连接计算机(15)。
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