動(dòng)態(tài)監(jiān)測孔隙壓力分布及變化的瓦斯?jié)B流實(shí)驗(yàn)裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于煤炭開采領(lǐng)域，具體涉及一種動(dòng)態(tài)監(jiān)測孔隙壓力分布及變化的瓦斯?jié)B 流實(shí)驗(yàn)裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 煤礦瓦斯災(zāi)害事故頻發(fā)，目前最有效的瓦斯災(zāi)害治理手段之一就是瓦斯抽采，瓦 斯抽采的效率很大程度上決定于瓦斯在煤層中流動(dòng)的難易程度，因此研宄煤層瓦斯流動(dòng)規(guī) 律具有十分重要的意義。
[0003] 學(xué)者們在煤層瓦斯流動(dòng)方面做了大量的研宄，在瓦斯流動(dòng)理論方面目前被多數(shù)學(xué) 者所認(rèn)同的就是瓦斯在煤層中的流動(dòng)遵從達(dá)西定律，即瓦斯的流動(dòng)速度與瓦斯氣體壓力梯 度呈正比關(guān)系：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 動(dòng)態(tài)監(jiān)測孔隙壓力分布及變化的瓦斯?jié)B流實(shí)驗(yàn)裝置，包括滲流室，其特征在于，所 述滲流室由缸體、設(shè)置在缸體上部的活塞壓頭構(gòu)成，缸體與活塞壓頭圍成的腔室為樣品室， 缸體側(cè)壁從上往下均勻設(shè)有多個(gè)測壓孔，缸體底部設(shè)有出氣孔道；所述活塞壓頭上設(shè)有進(jìn) 氣孔道，進(jìn)氣孔道上連接有進(jìn)氣管，進(jìn)氣管通過=通閥分別與瓦斯輸送管道、抽真空管道相 連；所述出氣孔道與數(shù)據(jù)采集裝置相連。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的瓦斯?jié)B流實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述測壓孔有4個(gè)，測壓孔 上安裝有氣體壓力傳感器，氣體壓力傳感器與電腦數(shù)據(jù)采集儀相連。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的瓦斯?jié)B流實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述出氣孔道上連接有 出氣管，出氣管通過快速接頭與數(shù)據(jù)采集裝置相連；所述出氣管上設(shè)有活塞回壓裝置，活塞 回壓裝置與出氣孔道之間的出氣管上設(shè)有閥口和排氣管，排氣管上設(shè)有泄壓閥。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的瓦斯?jié)B流實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集裝置包括四 路并聯(lián)的支管，支管上均設(shè)有氣動(dòng)閥，其中的=路支管分別與量程不同的氣體質(zhì)量流量計(jì) 相連，第四路支管與排水器相連，排水器底部設(shè)有出水管，出水管的另一端連接至集水容 器，集水容器置于電子天平上。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的瓦斯?jié)B流實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述氣體質(zhì)量流量計(jì)的量 程分別為0?lOOmUO?500 mL、0?2000 mL。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的瓦斯?jié)B流實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述瓦斯輸送管與高壓氣 瓶相連，抽真空管道與真空累相連；所述進(jìn)氣管上設(shè)有快速接頭；所述瓦斯輸送管上從高 壓氣瓶開始依次設(shè)有調(diào)壓閥、流量計(jì)、閥口；所述抽真空管道上設(shè)有排氣管、真空容器和閥 n，排氣管上設(shè)有泄壓閥。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的瓦斯?jié)B流實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述滲流室的缸體底部設(shè) 有底座。
8. 利用權(quán)利要求1或2或4或5或6或7所述實(shí)驗(yàn)裝置動(dòng)態(tài)監(jiān)測孔隙壓力分布及變化 的方法，其特征在于，包括W下步驟： (1) 對滲流實(shí)驗(yàn)裝置樣品室內(nèi)的顆粒煤樣施加軸向壓力，然后對樣品室內(nèi)進(jìn)行抽真空 處理； (2) 向樣品室內(nèi)通入瓦斯氣體，待煤樣充分吸附達(dá)到吸附平衡后，改變軸向壓力，記錄 煤樣孔隙壓力分布及變化； (3) 保持軸向壓力不變，改變樣品室出口氣體壓力，從而改變進(jìn)氣孔與出氣孔的壓降梯 度，并記錄煤樣孔隙壓力分布及變化。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，抽真空至真空表壓力20化W下并維持S 小時(shí)W上。
【專利摘要】本發(fā)明公開了動(dòng)態(tài)監(jiān)測孔隙壓力分布及變化的瓦斯?jié)B流實(shí)驗(yàn)裝置及方法，屬于煤炭開采領(lǐng)域，所述實(shí)驗(yàn)裝置包括滲流室，所述滲流室由缸體、設(shè)置在缸體上部的活塞壓頭構(gòu)成，缸體與活塞壓頭圍成的腔室為樣品室，缸體側(cè)壁從上往下均勻設(shè)有多個(gè)測壓孔，缸體底部設(shè)有出氣孔道；所述活塞壓頭上設(shè)有進(jìn)氣孔道，進(jìn)氣孔道上連接有進(jìn)氣管，進(jìn)氣管通過三通閥分別與瓦斯輸送管道、抽真空管道相連；所述出氣孔道與氣體流量采集裝置相連。本發(fā)明提供的實(shí)驗(yàn)裝置能夠在模擬煤體所處地應(yīng)力及瓦斯壓力的受載環(huán)境下進(jìn)行受載含瓦斯煤體滲流實(shí)驗(yàn)，并能夠在實(shí)驗(yàn)過程中動(dòng)態(tài)監(jiān)測煤樣瓦斯孔隙壓力分布及變化。
【IPC分類】G01N15-08, G01N7-10
【公開號】CN104535455
【申請?zhí)枴緾N201510006073
【發(fā)明人】魏建平, 李波, 溫志輝, 王登科, 秦恒潔
【申請人】河南理工大學(xué)
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2015年1月7日