[發明專利]煤巖吸附解吸一體化電阻率測量裝置

在審

• 申請號: 201710220704.3
• 申請日: 2017-04-06
• 公開（公告）號: CN107290396A
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發明（設計）人: 劉仰光;周航;王恩營;張璐璐;韓天保
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: G01N27/12
• 分類號: G01N27/12;G01R27/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及煤巖分析領域，具體而言，是測定煤巖吸附解吸的含量對煤巖電阻率變化影響機理研究的一種裝置。

背景技術

隨著我國煤礦開采深度和開采難度的增大，煤與瓦斯突出日益嚴重，礦井瓦斯形成于煤的變質時期，主要吸附在煤巖的孔隙和裂隙中，煤巖-圍巖體系在瓦斯壓力和煤巖共同應力下處于相對平衡狀態，當煤礦開采時，很容易破壞兩者之間的平衡，極易發生煤與瓦斯突出事故。煤巖瓦斯的存在往往會改變煤巖電阻率，很多學者做了大量關于煤巖電性參數的研究工作，準確測定并分析煤巖瓦斯吸附解吸含量和煤巖電阻率的關系，對于評價煤礦開采工作面瓦斯涌出量預測、瓦斯突出預測是重要的依據，也是治理煤與瓦斯突出事故的重要基礎參數。

測量瓦斯吸附解吸含量和煤巖電阻率的儀器研究在我國處于空白領域，該裝置的缺乏嚴重阻礙煤巖瓦斯含量對煤層電阻率變化影響機理研究。一些學者只能單獨通過煤巖電阻率測量裝置和煤巖瓦斯解吸附裝置進行實驗，但是該方法很難得到煤巖吸附解吸隨煤巖電阻率變化的實時數據，所取得數據往往誤差較大。目前，作為我國唯一的煤巖吸附過程中的電阻率測量裝置發明，中國專利號CN 204228822 U，公布了一種煤巖吸附過程中的電阻率測量裝置，包括高壓氦氣瓶、待測瓶、高精度氣體質量流量計、煤巖夾持器、煤巖加壓系統、壓力傳感器、直流電阻率測量儀器和計算機，該裝置雖然可以完成瓦斯吸附含量和煤層電阻率的測定，但是該裝置自動化程度低，操作起來比較復雜；作為我國唯一的煤巖解吸過程中的電阻率測量裝置發明，中國專利號CN 204287324 U，公布了一種煤巖解吸過程中的電阻率測量裝置，包括密封罐、真空泵、氣體儲存罐、直流電阻率測量儀器、氣體質量流量計和計算機。該裝置雖然可以完成瓦斯解吸含量和煤層電阻率的測定，氣體質量流量計的使用極大增加成本，此外煤巖解吸氣體初速度較大，而后期很微弱，氣體流量計無法感應微弱的瓦斯解吸或吸附氣體，很容易超過高精度氣體流量計的量程范圍，故采用氣體質量流量計的煤巖解吸過程中的電阻率測量裝置存在測量誤差較大的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種煤巖吸附解吸一體化電阻率測量裝置，既能同時測量煤巖吸附解吸含量和煤巖電阻率的值，又能保證測量煤巖瓦斯吸附解吸隨煤巖電阻率變化規律分析研究結果的可靠性和準確性，以解決上述背景技術中提出的問題。

本發明提出煤巖吸附解吸一體化電阻率測量裝置，包括高濃度瓦斯罐、氣體質量流量計、電阻率測量儀、煤巖專用罐、恒溫水浴裝置、瓦斯解吸檢測系統、安全系統、集氣袋、信號傳輸線、排氣管、計算機，其中高濃度瓦斯罐通過排氣管與氣體質量流量計連接，氣體質量流量計通過排氣管與煤巖專用罐連接，煤巖專用罐整體處于恒溫水浴裝置中并通過排氣管與瓦斯解吸檢測系統連接，電阻率測量儀通過信號傳輸線、測量電極銅片與煤巖專用罐中的煤巖試件連接，安全系統通過信號傳輸線與瓦斯解吸檢測系統連接，集氣袋通過排氣管分別與瓦斯解吸檢測系統和高濃度瓦斯罐連接，氣體質量流量計、電阻率測量儀和瓦斯解吸檢測系統通過信號傳輸線與計算機連接。

進一步，所述煤巖專用罐包括煤巖試件、吸附缶、測量電極銅片、壓力傳感器、溫度傳感器、精密數字壓力表、氣體壓力系統、絕緣蓋，煤巖試件兩端安置測量電極銅片并引出信號傳輸線，煤巖試件固定在吸附缶，在吸附缶上安置溫度傳感器、壓力傳感器、氣體壓力系統和精密數字壓力表，絕緣蓋密封好煤巖試件。

進一步，所述瓦斯解吸檢測系統包括真空泵、電磁兩位三通閥門、量筒、油槽、激光探測儀、溫度傳感器、控制電路盒、繼電器、單片機，在煤巖專用罐和量筒之間依次設置控制閥門、真空泵、電磁兩位三通閥門，量筒內部安放浮板，量筒下部通過導管與油槽連接，激光探測儀安置在量筒上部并通過信號傳輸線與單片機連接，繼電器與真空泵、控制電路盒、激光探測儀和電磁兩位三通閥門連接。

進一步，所述安全系統包括報警指示燈、緊急制動開關、信號傳輸線，繼電器通過信號傳輸線與報警指示燈和緊急制動開關連接。

進一步，所述集氣袋通過排氣管分別與瓦斯解吸檢測系統和高濃度瓦斯罐連接，集氣袋和瓦斯解吸檢測系統之間安置真空泵，集氣袋和高濃度瓦斯罐之間依次安置真空泵和控制閥門。

進一步，所述量筒內部上部的浮板為圓形泡沫浮板。

進一步，所述量筒內部的油為石蠟油。