[發明專利]一種實驗室原煤電阻率和瓦斯滲透率的監測系統

在審

• 申請號: 201710147577.9
• 申請日: 2017-03-13
• 公開（公告）號: CN106769795A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 林峰;胡洋;張陽;宋澤方
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08;G01R27/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明為一種實驗室原煤電阻率和瓦斯滲透率的監測系統，具體涉及一種監測原煤電阻率和瓦斯滲透率在三軸壓縮下變化規律的系統。

背景技術

煤炭資源是目前我國的主要能源，近年來隨著開采深度的加大，煤礦安全事故頻發，尤其是煤礦瓦斯災害嚴重，給國家和人民的生命財產安全帶來巨大威脅，煤礦瓦斯災害的監測預警成為煤礦安全生產的重要研究方向。

電阻率作為災害發生過程中一個重要的力學響應參數，瓦斯滲透率作為煤礦瓦斯防治領域的重要參數，研究含瓦斯煤在三軸壓縮作用下電阻率與瓦斯滲透率之間的變化關系具有重要意義，從而達到以監測電阻率變化同時預測煤體應力應變全過程與瓦斯滲透率變化情況。相比于傳統的方法具有操作簡單，成本低廉，勞動量小的優點。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種實驗室原煤電阻率和瓦斯滲透率的監測系統，具體涉及一種監測原煤電阻率和瓦斯滲透率在三軸壓縮下變化規律的系統。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種實驗室原煤電阻率和瓦斯滲透率的監測系統，該系統包括瓦斯罐、軸壓加載系統、圍壓加載系統、煤樣、氣壓表、閥門、瓦斯流量計、真空泵、瓦斯管、導線、電阻儀和計算機；

所述瓦斯罐與煤樣上端連接，連接線路之間設有上閥門和一號氣壓表，煤樣下端依次連接下閥門、二號氣壓表、瓦斯流量計和真空泵；電阻儀通過導線與煤樣兩端連接；軸壓加載系統和圍壓加載系統由MTS-816試驗機構成；

所述煤樣用生料帶密閉包好，煤樣兩端與導線、瓦斯管的連接處采用蠟封；所述生料帶化學名稱是聚四氟乙烯，無毒無味、具有良好的氣密性、絕緣性、韌性好及縱向強度高的特點；

所述瓦斯罐中的瓦斯在閥門打開后，依次流經一號氣壓表、煤樣、二號氣壓表、瓦斯流量計和真空泵，讀出各表示數，從而求出瓦斯滲透率；電阻儀連接煤樣兩端，直接測出電阻率；

所述瓦斯滲透率計算公式如下，其中Q₀為滲透量(cm³/s)；P₀為測點大氣壓力(MPa)；μ為氣體黏性系數，取10.8×10^-6Pa·s；P₁為進口氣體壓力(Pa)；P₂為出口氣體壓力(Pa)；A為試樣的橫截面積(cm²)；L為試件長度(cm)；

所述的瓦斯滲透率和電阻率數值同步輸入電腦并繪制成隨時間變化的曲線進行比較從而得到二者的響應關系。

附圖說明

圖1為本發明所述系統的結構示意圖；

圖2為煤樣兩端接口示意圖；

圖中：1、瓦斯罐；2、上閥門；3、軸壓加載系統；4、一號氣壓表；5、瓦斯管；6、煤樣；7、導線；8、電阻儀；9、計算機；10、圍壓加載系統；11、下閥門；12、二號氣壓表；13、瓦斯流量計；14、真空泵；15、生料帶。

具體實施方式

一種實驗室原煤電阻率和瓦斯滲透率的監測系統，該系統包括瓦斯罐1、軸壓加載系統3、圍壓加載系統10、煤樣6、一號氣壓表4、二號氣壓表12、上閥門2、下閥門11、瓦斯流量計13、真空泵14、瓦斯管5、導線7、電阻儀8和計算機9；

所述瓦斯罐1與煤樣6上端連接，連接線路之間設有上閥門2和一號氣壓表4，煤樣6下端依次連接下閥門11、二號氣壓表12、瓦斯流量計13和真空泵14；電阻儀8通過導線7與煤樣6兩端連接；軸壓加載系統3和圍壓加載系統10由MTS-816試驗機構成；

所述煤樣用生料帶15密閉包好，煤樣6兩端與導線7、瓦斯管5的連接處采用蠟封；所述生料帶15化學名稱是聚四氟乙烯，無毒無味、具有良好的氣密性、絕緣性、韌性好及縱向強度高的特點；

所述瓦斯罐1中的瓦斯在上閥門2和下閥門11打開后，依次流經一號氣壓表4、煤樣、二號氣壓表12、瓦斯流量計13和真空泵14，讀出各表示數，從而求出瓦斯滲透率；電阻儀8連接煤樣6兩端，直接測出電阻率；

所述瓦斯滲透率計算公式如下，其中Q₀為滲透量(cm³/s)；P₀為測點大氣壓力(MPa)；μ為氣體黏性系數，取10.8×10^-6Pa·s；P₁為進口氣體壓力(Pa)；P₂為出口氣體壓力(Pa)；A為試樣的橫截面積(cm²)；L為試件長度(cm)；

下面結合附圖對本發明做進一步說明。