[發(fā)明專(zhuān)利]一種煤層擾動(dòng)下煤粉運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的模擬裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710069928.9
• 申請(qǐng)日: 2017-02-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106640043B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉少杰;王生維;肖宇航;李瑞;呂帥鋒;粟冬梅;呂凱;李俊陽(yáng);袁銘;谷媛媛
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）
• 主分類(lèi)號(hào): E21B47/00
• 分類(lèi)號(hào): E21B47/00;E21B49/00;E21B43/00
• 代理公司: 武漢知產(chǎn)時(shí)代知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42238
• 代理人: 曹雄

本發(fā)明提供一種煤層擾動(dòng)下煤粉運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的模擬裝置，所述模擬裝置包括井筒、結(jié)構(gòu)模擬裝置、側(cè)蓋、密封墊圈、水泵、水管、廢液處理箱、集水箱、進(jìn)氣管和空壓機(jī)，所述井筒上端設(shè)有上開(kāi)口，下側(cè)端有側(cè)接頭，所述結(jié)構(gòu)模擬裝置一側(cè)與井筒側(cè)接頭連接，另一側(cè)與所述側(cè)蓋可拆卸的固定連接，所述密封墊圈和側(cè)蓋密封結(jié)構(gòu)模擬裝置的側(cè)面，所述水泵通過(guò)水管輸送液體，所述空壓機(jī)通過(guò)進(jìn)氣管輸送氣體。所述一種煤層擾動(dòng)下煤粉運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的模擬裝置從煤粉產(chǎn)生的源頭開(kāi)始，對(duì)煤層擾動(dòng)下煤粉產(chǎn)生過(guò)程及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行模擬，并方便觀察。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種模擬裝置，尤其涉及一種煤層擾動(dòng)下煤粉運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的模擬裝置。

背景技術(shù)

煤層氣作為一種清潔能源，具有巨大的開(kāi)發(fā)潛能，其排采過(guò)程中存在許多問(wèn)題，其中煤粉問(wèn)題是影響設(shè)備正常排采的關(guān)鍵問(wèn)題，而了解煤粉的產(chǎn)生是解決煤粉問(wèn)題的重要一環(huán)。

常見(jiàn)的煤粉大部分是由于擾動(dòng)煤層而產(chǎn)生的，不同的煤體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生煤粉的量不同，而且煤粉的顆粒大小和形態(tài)也是不同的。現(xiàn)有的裝置沒(méi)能對(duì)煤粉產(chǎn)生過(guò)程進(jìn)行模擬，理論研究也是通過(guò)取煤粉樣進(jìn)行觀察，因此十分需要發(fā)明一種裝置，對(duì)不同煤體結(jié)構(gòu)的煤層進(jìn)行擾動(dòng)，觀察煤粉產(chǎn)生運(yùn)移的規(guī)律，從而佐證現(xiàn)有的關(guān)于煤粉的研究結(jié)果。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，有必要提供一種能模擬煤層擾動(dòng)下煤粉產(chǎn)生過(guò)程及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的模擬裝置。

本發(fā)明提供了一種煤層擾動(dòng)下煤粉運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的模擬裝置，其包括結(jié)構(gòu)模擬裝置、側(cè)蓋、密封墊圈、進(jìn)氣管和空壓機(jī)，所述結(jié)構(gòu)模擬裝置中部設(shè)有一容納腔，所述容納腔上下兩側(cè)依從外向內(nèi)順序?qū)ΨQ(chēng)的設(shè)置有氣囊、第一隔層、裝樣腔、第二隔層和孔隙轉(zhuǎn)換層，所述氣囊、第一隔層、裝樣腔、第二隔層和孔隙轉(zhuǎn)換層固定在結(jié)構(gòu)模擬裝置內(nèi)，所述側(cè)蓋可拆卸的固定在結(jié)構(gòu)模擬裝置側(cè)面，所述密封墊圈位于側(cè)蓋和結(jié)構(gòu)模擬裝置之間，所述密封墊圈和側(cè)蓋一起密封結(jié)構(gòu)模擬裝置的側(cè)面，所述側(cè)蓋上設(shè)有兩個(gè)氣體進(jìn)口，所述氣體進(jìn)口各與一氣囊連接，所述進(jìn)氣管一端連接氣體進(jìn)口，另一端連接空壓機(jī)，所述氣體進(jìn)口和氣囊連通，所述空壓機(jī)提供氣體，氣體經(jīng)所述進(jìn)氣管進(jìn)入氣囊，所述第二隔層設(shè)置有多個(gè)開(kāi)孔，所述孔隙轉(zhuǎn)換層設(shè)有與第二隔層開(kāi)孔對(duì)應(yīng)的開(kāi)孔，所述容納腔上下兩側(cè)設(shè)有與孔隙轉(zhuǎn)換層開(kāi)孔對(duì)應(yīng)的設(shè)有多個(gè)開(kāi)孔，打開(kāi)第二隔層和孔隙轉(zhuǎn)換層的開(kāi)孔，所述容納腔與第二隔層相通。

進(jìn)一步地，所述模擬裝置還包括井筒、第一水管、第二水管、第三水管、水泵、水管、廢液處理箱和集水箱，所述井筒上端設(shè)有上開(kāi)口，下側(cè)端設(shè)有側(cè)接頭，所述側(cè)接頭與容納腔固定連接，所述側(cè)蓋上設(shè)有液體進(jìn)口，所述第一水管一端連接集水箱，另一端固定在液體進(jìn)口上，所述液體進(jìn)口和容納腔連通，所述容納腔和側(cè)接頭連通，所述第二水管一端穿過(guò)上開(kāi)口連接井筒底部，另一端連接水泵，所述第三水管一端連接水泵，另一端連接廢液處理箱。

進(jìn)一步地，所述結(jié)構(gòu)模擬裝置是透明材質(zhì)構(gòu)成，便于觀測(cè)模擬結(jié)果。

進(jìn)一步地，所述進(jìn)氣管上設(shè)有氣體壓力計(jì)和氣體控壓閥，所述氣體控壓閥控制氣體的氣量大小，氣體壓力計(jì)顯示氣體壓力的大小。

進(jìn)一步地，所述第一水管上設(shè)有液體壓力計(jì)、液體流量計(jì)、液體控壓閥，所述液體控壓閥控制液體的流量大小，所述液體壓力計(jì)顯示液體壓力的大小，液體流量計(jì)顯示流量的大小。

進(jìn)一步地，所述側(cè)蓋通過(guò)螺栓可拆卸的固定在所述結(jié)構(gòu)模擬裝置側(cè)面。

進(jìn)一步地，所述側(cè)接頭以螺紋連接的方式與容納腔固定連接。

進(jìn)一步地，所述第二隔層是剛性耐壓材料構(gòu)成，所述第二隔層的開(kāi)孔中嵌有平板狀薄片，所述平板狀薄片通過(guò)杠桿與螺旋小鈕相連，所述螺旋小鈕固定在側(cè)蓋上，所述螺旋小鈕控制第二隔層的開(kāi)孔的開(kāi)閉。

進(jìn)一步地，所述孔隙轉(zhuǎn)換層由厚的剛性材料組成，所述孔隙轉(zhuǎn)換層的開(kāi)孔內(nèi)嵌有圓環(huán)狀薄片，所述圓環(huán)狀薄片通過(guò)杠桿與螺旋大鈕相連，所述螺旋大鈕控制孔隙轉(zhuǎn)換層開(kāi)孔孔徑的大小。