[發明專利]一種煤矸石井下充填污染物釋放模擬裝置及方法

有效

• 申請號: 201610398438.9
• 申請日: 2016-06-07
• 公開（公告）號: CN106093343B
• 公開（公告）日: 2018-01-23
• 發明（設計）人: 熊集兵;卞正富;郭廣禮;雷少剛;楊德軍;王濤
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙)32249
• 代理人: 楊曉玲

1.一種煤矸石井下充填污染物釋放模擬裝置，其特征在于：它包括底座(8)，底座(8)上設有內裝煤矸石(7)的樣品容器(6)，樣品容器(6)的外部套裝有與樣品容器(6)同軸的控溫罩(4)，使樣品容器(6)外壁與控溫罩(4)內壁之間構成內裝控溫水(3)的控溫室，控溫罩(4)上方設有穿過控溫罩進入樣品容器(6)內的傳壓棒(5)。

2.根據權利要求1所述的一種煤矸石井下充填污染物釋放模擬裝置，其特征在于：所述的控溫罩(4)內設有顯示溫度的加熱棒(2)。

3.根據權利要求1所述的一種煤矸石井下充填污染物釋放模擬裝置，其特征在于：所述的控溫罩(4)和樣品容器(6)均由不銹鋼管制成。

4.一種使用權利要求1所述裝置的煤矸石井下充填污染物釋放模擬方法，其特征在于：依據地下溫度和壓力經驗公式獲得地下溫度和壓力，通過改變控溫室內的溫度和施加的壓力，模擬不同深度井下環境煤矸石充填污染物釋放規律，具體步驟如下：

a.將試驗用的煤矸石(7)裝入樣品容器(6)，按照固液比加入離子水或礦井水浸泡，并在控溫室內注入控溫水，將傳壓棒(5)經控溫罩(4)插入樣品容器(6)內；

b.根據不同試驗選擇不同種類的煤矸石(7)，并依據地下溫度和壓力設定控溫水的溫度；地下溫度和壓力經驗公式：

T＝0.030H+14

P＝0.023H

式中：0.030——地溫梯度，3℃/100m；

0.023——壓力梯度，0.023MPa/m；

H——地下深度，m；

14——當地地表年平均氣溫，℃；

c.利用壓力機(1)對傳壓棒(5)施壓，進而通過傳壓棒(5)對離子水或礦井水浸泡的煤矸石(7)進行施壓，施加的壓力為200kN～350kN，施壓過程中，通過顯示溫度的加熱棒(2)對水溫進行控制；

d.壓力持續1天、3天、5天和7天，并分別取樣，所得樣品用0.45μm微孔濾膜過濾后采用ICP-MS和LC-MS進行無機物和有機污染物測定，從而揭示不同溫度和壓力耦合條件下隨時間變化煤矸石浸泡液污染物釋放規律。

5.根據權利要求4所述的煤矸石井下充填污染物釋放模擬方法，其特征在于：所述的煤矸石(7)為新鮮煤矸石、半風化煤矸石或風化煤矸石。

6.根據權利要求4所述的煤矸石井下充填污染物釋放模擬方法，其特征在于：所述控溫水的溫度為20℃～40℃。

7.根據權利要求4所述的煤矸石井下充填污染物釋放模擬方法，其特征在于：所述的固液比為1:1、1:2、1:4和1:8。

8.根據權利要求4所述的煤矸石井下充填污染物釋放模擬方法，其特征在于：所述加入離子水或礦井水浸泡的煤矸石(7)時間為1-6個月。