[實用新型]變溫條件下受載含瓦斯煤吸附-解吸-滲流實驗系統

有效

• 申請號: 201220395426.8
• 申請日: 2012-08-10
• 公開（公告）號: CN202710543U
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 魏建平;王登科;李波;位樂;鄢桂云;吳松剛;秦恒潔
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: G01N33/22
• 分類號: G01N33/22;G01N15/00
• 代理公司: 鄭州聯科專利事務所(普通合伙) 41104
• 代理人: 時立新

技術領域

本實用新型涉及一種煤礦開采過程中受載含瓦斯煤吸附-解吸-滲流規律的實驗研究技術，是一種適用于變溫條件下含瓦斯煤的吸附-解吸-滲流實驗系統。

背景技術

在煤礦開采過程中，煤體與瓦斯氣體之間存在著十分復雜的互動關系，瓦斯在煤體中的運移受瓦斯吸附解析、瓦斯壓力、地應力狀態、地下水、地溫、煤體結構等等諸多因素的制約，煤體變形與瓦斯運移之間表現出強烈的多因素動態耦合關系。煤礦瓦斯事故，特別是煤與瓦斯突出，便是這些因素耦合作用后在特定條件下的一種外在反映與表現。隨著我國煤礦開采深度不斷的增加，煤體處于更為復雜的賦存環境（高地應力、高地溫、高滲透壓），加之強烈的采動影響和時間效應，致使深部煤巖體的組織結構、基本行為特征和工程響應均發生很大變化，煤體與瓦斯之間的吸附、解吸、滲流、變形規律及其之間的相互作用只會變得更加錯綜復雜。在煤層開采實際中，所有煤層瓦斯的吸附、解析和運移過程都是在一定的載荷條件下發生的，深部開采更是如此。因此研究受載條件下的煤層瓦斯吸附-解析特征及運移規律，對解釋煤礦瓦斯災害的發生和指導煤礦安全生產更具針對性和實效性。

在我國，很多專家學者對含瓦斯煤的吸附、解析、運移特性及規律做了大量深入細致的科研工作，但是還存在以下不足：

（1）沒有對溫控、加載過程、吸附-解析影響、煤樣變形等因素進行綜合考慮，并做較為完善的整體設計。

（2）所加載荷（包括圍壓、軸向壓力、孔隙壓力等）范圍較小，無法表征深部開采條件下的載荷特征，不能滿足對受載含瓦斯煤深入研究的科研需求。

（3）很難做到長期加載，導致實驗載荷不夠穩定。

（4）由于密封方法和技術的問題，很多實驗裝置氣密性不夠好，常常出現漏氣、漏油現象，導致實驗載荷條件不穩定，致使結果不夠準確，很難反映特定實驗載荷條件下含瓦斯煤的真實特征。

（5）煤樣的充氣方式很難完全保證瓦斯氣體以面充氣的方式均勻地流經煤樣。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種結構簡單、操作方便、設計合理、實驗精度高、價格低廉的受載含瓦斯煤在變溫條件下的吸附-解吸-滲流實驗系統。

為實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案：一種變溫條件下受載含瓦斯煤吸附-解吸-滲流實驗系統，包括用于盛裝恒溫水浴的池體，池體內設三軸壓力室，三軸壓力室內設煤室，煤室內安裝煤樣，煤樣上貼有應變片，應變片與動態應變儀連接，煤室一端開口并在開口內設有壓頭，壓頭與壓力裝置連接；煤室連通有真空管路以及高壓瓦斯管路，煤室與三軸壓力室之間的腔室連通有用于輸送液壓油的圍壓管路。

所述煤室包括煤室底座和熱縮管，煤室底座與壓頭上下相對，熱縮管兩端分別包裹在壓頭的底端外圈與煤室底座的頂端外圈。

環繞煤樣的周圈設有1mm-2mm的硅橡膠層。

三軸壓力室密閉設置，壓頭在三軸壓力室頂板上插接。

所述壓力裝置為三軸壓力室上側固定連接的反力架，反力架液壓缸的液壓桿向下伸出并連接壓頭，液壓桿與壓頭之間設有位移傳感器和應力傳感器，反力架設有吊環。

所述圍壓管路包括連接在三軸壓力室的進油管和排油管，進油管上依次連接油壓表、油壓調節閥、第一圍壓開關閥和液壓泵站，排油管上設有第二圍壓開關閥；三軸壓力室的頂端連接有設置開關閥的排空管。

所述真空管路與高壓瓦斯管路通過三通閥連接一進氣管路，進氣管路端部通過壓頭設置的進氣通道接入煤室頂端，煤室底座設有排氣通道，三軸壓力室底板設有與排氣通道連接的中間孔，中間孔的外端口連接有用于排氣的出氣管路。

所述高壓瓦斯管路上設有高壓瓦斯罐，三通閥至高壓瓦斯管之間的高壓瓦斯管路上依次設有開關閥、氣壓表、氣壓調節閥、減壓閥和開關閥。

所述真空管路設有真空泵，三通閥至真空泵之間的真空管路上依次設有真空計和開關閥。

進氣通道至三通閥之間的進氣管路上依次設有氣體質量流量計和開關閥，出氣管路上也設有氣體流量計和開關閥。?