[發(fā)明專利]測定巖石瓦斯含量的裝置及其方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201911360340.4 | 申請日: | 2019-12-25 |
| 公開(公告)號: | CN111122380B | 公開(公告)日: | 2022-08-23 |
| 發(fā)明(設(shè)計)人: | 于寶種;林府進(jìn);江萬剛;孫銳;張玉明;劉文;李日富;潘辛;晁建偉;張兆一;馬正恒;姚峰;劉洋;耿延輝;郭恒;賈全敏;程昊;胡樂天 | 申請(專利權(quán))人: | 中煤科工集團(tuán)重慶研究院有限公司 |
| 主分類號: | G01N7/00 | 分類號: | G01N7/00;G01N9/36 |
| 代理公司: | 北京同恒源知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11275 | 代理人: | 楊柳岸 |
| 地址: | 400039 *** | 國省代碼: | 重慶;50 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關(guān)鍵詞: | 測定 巖石 瓦斯 含量 裝置 及其 方法 | ||
本發(fā)明涉及測定巖石瓦斯含量的裝置及其方法,屬于瓦斯含量測定設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域,裝置包括設(shè)有四個閥口的主閥門以及與主閥門的四個閥口分別連通的充氣罐、量筒、壓力室和真空泵;在連接主閥門與充氣罐之間的管路上設(shè)有第一閥門;在連接主閥門與量筒之間的管路上設(shè)有第二閥門;在連接主閥門與壓力室之間的管路上設(shè)有第三閥門;在連接主閥門與真空泵之間的管路上設(shè)有第四閥門。本發(fā)明通過將由巖樣制備的試樣放入壓力室內(nèi)加壓至井下巖石的地應(yīng)力,然后對壓力室抽真空,再向壓力室充入瓦斯氣體至壓力達(dá)到井下瓦斯壓力時,測定試樣內(nèi)的瓦斯含量,然后根據(jù)試樣內(nèi)的瓦斯含量與試樣的質(zhì)量之比,反推巖石的瓦斯含量。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于瓦斯含量測定設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域,涉及測定巖石瓦斯含量的裝置及其方法。
背景技術(shù)
瓦斯是煤體伴生的氣態(tài)地質(zhì)體,因其具有流動性,所以使得瓦斯在煤層及圍巖中賦存并不均勻。在長期的地質(zhì)運動中,煤層中的大量瓦斯會逸散到其他地層及大氣中。煤層不但是瓦斯生氣層,也是瓦斯儲集層。一般情況下,巖石內(nèi)不含有瓦斯,但在灰?guī)r等巖層裂隙非常發(fā)育、具有一定厚度的情況下,這些巖層也會儲存大量瓦斯,成為瓦斯的儲集層。當(dāng)采掘活動擾動這些巖層時,儲存在巖層中的瓦斯就會大量涌向采掘空間,造成瓦斯異常涌出。
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此,本申請的目的在于提供測定巖石瓦斯含量的裝置及其方法,通過在主閥門的四個閥口分別設(shè)置充氣罐、量筒、壓力室、真空泵,為巖石瓦斯含量的測定提供了一種測定裝置。
為達(dá)到上述目的,本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
測定巖石瓦斯含量的裝置,包括設(shè)有四個閥口的主閥門以及與主閥門的四個閥口分別連通的充氣罐、量筒、壓力室和真空泵;所述量筒的底部插入裝有液體的容器中且與其連通,所述量筒的頂部通過管路與主閥門連通,所述容器與空氣連通;在連接所述主閥門與所述充氣罐之間的管路上設(shè)有第一閥門;在連接所述主閥門與所述量筒之間的管路上設(shè)有第二閥門;在連接所述主閥門與所述壓力室之間的管路上設(shè)有第三閥門;在連接所述主閥門與所述真空泵之間的管路上設(shè)有第四閥門;所述充氣罐設(shè)有第一壓力表和第一溫度表;所述壓力室設(shè)有第二壓力表和第二溫度表。
可選地,還包括與所述充氣罐連通的氣源裝置。
可選地,在連接主閥門與壓力室之間的管路上還設(shè)有第三壓力表。
可選地,所述壓力室的頂部設(shè)置有加壓裝置。
一種用于測定巖石瓦斯含量的方法,應(yīng)用上述裝置,包括以下步驟:通過將由巖樣制備的試樣放入壓力室內(nèi)加壓至井下巖石的地應(yīng)力,然后對壓力室抽真空,最后充入瓦斯氣體保證試樣與氣體充分混合,當(dāng)壓力室的壓力達(dá)到井下瓦斯壓力時,測定試樣內(nèi)的瓦斯含量,然后根據(jù)試樣內(nèi)的瓦斯含量與試樣的質(zhì)量之比,反推巖石的瓦斯含量。
可選地,包括以下步驟:鉆孔取巖樣,測量井下巖石的地應(yīng)力PG和井下瓦斯壓力P;用所取的巖樣制作質(zhì)量為m的試樣;測定裝置中公用管路的標(biāo)準(zhǔn)體積Vp、充氣罐的標(biāo)準(zhǔn)體積Vr、壓力室的標(biāo)準(zhǔn)體積Vc;將試樣放入壓力室,然后對壓力室加壓至PG,再對壓力室抽真空,最后利用氣體壓力為P1的充氣罐向壓力室充入瓦斯至壓力室的壓力達(dá)到井下瓦斯壓力P,再記錄充氣罐的壓力P2、充氣罐的溫度t0和壓力室的溫度t1;由氣體狀態(tài)方程推導(dǎo)出試樣中的氣體體積ΔV;反推巖石的瓦斯含量
其中,ΔV=Vt-Vf,
VS為壓力室的自由體積,單位為cm3;
Vt為充入壓力室的瓦斯體積,單位為cm3;
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