CN208350550U - 一种全自动煤岩瓦斯吸附解吸模拟试验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种全自动煤岩瓦斯吸附解吸模拟试验装置，包括瓦斯吸附系统、瓦斯解吸系统、解吸检测系统、瓦斯回收罐和计算机；其中瓦斯吸附系统主要包括瓦斯储存罐、精密电子天平和煤岩试件，瓦斯解吸系统主要包括煤岩岩样罐和煤岩试件，解吸检测系统包括红外传感器、圆形泡沫浮板、霍尔元件、量筒、数据传输板和控制电路盒，瓦斯吸附系统通过排气管、第二控制阀门与瓦斯解吸系统连接，瓦斯解吸系统通过排气管、第二真空泵与解吸检测系统连接，解吸检测系统通过第三真空泵、第四真空泵与瓦斯回收罐连接，精密电子天平和数据传输板通过信号传输线与计算机连接。本装置可以实时测量瓦斯吸附与解吸含量，为研究煤岩瓦斯吸附与解吸机理奠定基础。
Description
技术领域
本实用新型涉及煤岩瓦斯分析领域，具体而言，是一种全自动煤岩瓦斯吸附解吸模拟试验装置。
背景技术
随着我国煤矿开采深度和开采难度的增大，煤与瓦斯突出日益严重，矿井瓦斯形成于煤的变质时期，主要吸附在煤岩的孔隙和裂隙中，煤岩-围岩体系在瓦斯压力和煤岩共同应力下处于相对平衡状态，当煤矿开采时，很容易破坏两者之间的平衡，极易发生煤与瓦斯突出事故，因此准确测定煤岩样品的瓦斯解吸含量对评价煤矿开采工作面瓦斯涌出量预测、瓦斯突出预测的重要基础依据，也是治理瓦斯的重要基础参数。目前，我国煤岩瓦斯实验室的瓦斯解吸测量主要采用标有刻度的量筒，该方法通过人工(约48-72小时)不间断人工读数并记录，然后将数据输入计算机处理，这种获得煤岩瓦斯解吸含量的方法不仅繁琐、误差大，而且浪费了大量人力和物力。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种全自动煤岩瓦斯吸附解吸模拟试验装置，既可以实时测量煤岩瓦斯吸附与解吸含量，又能准确的反映煤岩瓦斯吸附与解吸的动态过程，以解决上述背景技术中提出的问题。
本实用新型提出一种全自动煤岩瓦斯吸附解吸模拟试验装置，包括瓦斯吸附系统、瓦斯解吸系统、解吸检测系统、瓦斯回收罐和计算机；其中，所述瓦斯吸附系统主要包括瓦斯储存罐、精密电子天平、煤岩试件、恒温水箱、精密数字压力表、压力指示灯、压力传感器和温度传感器，所述瓦斯解吸系统主要包括煤岩试件和煤岩岩样罐，所述瓦斯储存罐安置于精密电子天平上并通过排气管与煤岩试件连接，煤岩岩样罐以及储存在煤岩岩样罐中煤岩试件均处于恒温水箱中，且煤岩岩样罐顶部安置压力指示灯、压力传感器和温度传感器，压力传感器通过信号传输线与压力指示灯连接；所述解吸检测系统包括量筒、圆形泡沫浮板、霍尔元件、红外传感器、控制电路盒、数据传输板和继电器，瓦斯吸附系统通过排气管、第二控制阀门与瓦斯解吸系统连接，所述量筒内部设有圆形泡沫浮板，量筒顶部开口上方设置有用于测量与圆形泡沫浮板间距离的红外传感器，所述继电器分别与数据传输板和红外传感器连接，数据传输板和继电器均处于控制电路盒中；所述瓦斯解吸系统通过排气管、第二真空泵与解吸检测系统连接，所述解吸检测系统通过排气管、第三真空泵、第四真空泵与瓦斯回收罐连接，所述精密电子天平和数据传输板通过信号传输线与计算机连接。
进一步，所述恒温水箱底部设有可伸缩三角架。
进一步，所述煤岩试件上设有铜网。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：一种全自动煤岩瓦斯吸附解吸模拟试验装置的瓦斯解吸检测系统，均匀设置三个量筒，煤岩瓦斯解吸气体从量筒下端进入，微弱的气泡也能引起量筒内部液面的变化，真空泵通过继电器和三通阀门控制量筒内部瓦斯气体的抽排，红外传感器对于极其微量的瓦斯气体也能检测到，测量更加精准；整套装置的特征在于符合实验原理的全自动数据采集系统，测量过程全自动完成，不仅能实时测量煤岩瓦斯吸附与解吸含量，而且还可以准确的反映煤岩瓦斯吸附与解吸的动态过程，为研究煤岩瓦斯吸附与解吸机理奠定基础。
本实用新型的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并在某种程度上，基于对下文的考察，研究本领域技术人员而言是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。
附图说明
图1为本实用新型全自动煤岩瓦斯吸附解吸模拟试验装置结构示意图。
图2为本实用新型煤岩岩样罐结构示意图。
图中：1瓦斯储存罐、2精密电子天平、301第一控制阀门、302第二控制阀门、303第三控制阀门、401第一真空泵、402第二真空泵、403第三真空泵、404第四真空泵、5煤岩试件、6煤岩岩样罐、7可伸缩三角架、8恒温水温箱、9精密数字压力表、10压力指示灯、 11压力传感器、12温度传感器、13铜网、14固定架、15排气管、16三通阀门、17量筒、 18圆形泡沫浮板、19水槽、20霍尔元件、21红外传感器、22控制电路盒、23数据传输板、 24继电器、25信号传输线、26计算机、27瓦斯回收罐。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1和图2所示，一种全自动煤岩瓦斯吸附解吸模拟试验装置，包括瓦斯吸附系统、瓦斯解吸系统、解吸检测系统、瓦斯回收罐和计算机；其中瓦斯吸附系统主要包括瓦斯储存罐1、精密电子天平2、煤岩试件5、恒温水箱8、精密数字压力表9、压力指示灯10、压力传感器11和温度传感器12，瓦斯解吸系统主要包括煤岩试件5和煤岩岩样罐6，瓦斯储存罐 1安置于精密电子天平2上并通过排气管15与煤岩试件5连接，煤岩岩样罐6以及储存在煤岩岩样罐6中煤岩试件5均处于恒温水箱8中，且煤岩岩样罐6顶部安置压力指示灯10、压力传感器11和温度传感器12，压力传感器11通过信号传输线25与压力指示灯10连接；所述解吸检测系统包括量筒17、圆形泡沫浮板18、霍尔元件20、红外传感器21、控制电路盒 22、数据传输板23和继电器24，所述量筒17内部设有圆形泡沫浮板18，量筒17顶部开口上方设有用于测量与圆形泡沫浮板18间距离的红外传感器21，所述继电器24分别与数据传输板23和红外传感器21连接，数据传输板23和继电器24均处于控制电路盒22中；瓦斯吸附系统通过排气管15、第二控制阀门302与瓦斯解吸系统连接，瓦斯解吸系统通过排气管15、第二真空泵402与解吸检测系统连接，解吸检测系统通过排气管15、第三真空泵403、第四真空泵404与瓦斯回收罐27连接，精密电子天平2和数据传输板23通过信号传输线25与计算机26连接。
其中，恒温水箱8底部设有可伸缩三角架7；煤岩试件5上设有铜网13。
工作原理：先打开第一控制阀门301，向瓦斯储存罐1注满瓦斯气体后，并检查整套装置的气密性是否良好；然后打开第二控制阀门302，第一真空泵401将瓦斯气体抽入到煤岩岩样罐6中，精密电子天平2实时测量流入的瓦斯气体并通过信号传输线25将数据传递给计算机26；当压力指示灯10亮时，关闭第二控制阀门302，打开第三控制阀门303，煤岩岩样罐6中的煤岩试件5开始进行解吸，第二真空泵402将解吸的瓦斯气体抽入到量筒17中，红外传感器21通过检测量筒17内部圆形泡沫浮板18的高度变化得到煤岩试件5瓦斯解吸的含量，排水体积为排水高度与量筒截面积的乘积，数据传输板23通过信号传输线25将数据实时传递给计算机26，直至煤岩无解吸气体产生(当红外传感器21检测量筒17内部液面的高度不再变化时，说明煤岩试件5的瓦斯已经完全解吸)，或人工终止。计算机26能够自动记录、储存煤岩瓦斯吸附以解吸含量并拟合出二者和时间相应的关系曲线。
显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。在本实用新型的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本实用新型无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
Claims (3)
1.一种全自动煤岩瓦斯吸附解吸模拟试验装置，包括瓦斯吸附系统、瓦斯解吸系统、解吸检测系统、瓦斯回收罐和计算机；其特征在于：所述瓦斯吸附系统主要包括瓦斯储存罐(1)、精密电子天平(2)、煤岩试件(5)、恒温水箱(8)、精密数字压力表(9)、压力指示灯(10)、压力传感器(11)和温度传感器(12)，所述瓦斯解吸系统主要包括煤岩试件(5)和煤岩岩样罐(6)，所述瓦斯储存罐(1)安置于精密电子天平(2)上并通过排气管(15)与煤岩试件(5)连接，煤岩岩样罐(6)以及储存在煤岩岩样罐(6)中煤岩试件(5)均处于恒温水箱(8)中，且煤岩岩样罐(6)顶部安置压力指示灯(10)、压力传感器(11)和温度传感器(12)，压力传感器(11)通过信号传输线(25)与压力指示灯(10)连接；所述解吸检测系统主要包括量筒(17)、圆形泡沫浮板(18)、霍尔元件(20)、红外传感器(21)、控制电路盒(22)、数据传输板(23)和继电器(24)，所述量筒(17)内部设有圆形泡沫浮板(18)，量筒(17)顶部开口上方设置有用于测量与圆形泡沫浮板(18)间距离的红外传感器(21)，所述继电器(24)分别与数据传输板(23)和红外传感器(21)连接，数据传输板(23)和继电器(24)均处于控制电路盒(22)中；所述瓦斯吸附系统通过排气管(15)、第二控制阀门(302)与瓦斯解吸系统连接，瓦斯解吸系统通过排气管(15)、第二真空泵(402)与解吸检测系统连接，解吸检测系统通过排气管(15)、第三真空泵(403)、第四真空泵(404)与瓦斯回收罐(27)连接，精密电子天平(2)和数据传输板(23)通过信号传输线(25)与计算机(26)连接。
2.根据权利要求1所述的一种全自动煤岩瓦斯吸附解吸模拟试验装置，其特征在于：所述恒温水箱(8)底部设有可伸缩三角架(7)。
3.根据权利要求1所述的一种全自动煤岩瓦斯吸附解吸模拟试验装置，其特征在于：所述煤岩试件(5)上设有铜网(13)。
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| CN112903559A (zh) * | 2021-01-21 | 2021-06-04 | 中国矿业大学 | 非平衡状态下煤岩三重孔隙变形耦合规律的测试方法 |
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