[實用新型]一種基于核磁共振技術的煤孔隙結構變化測定裝置

有效

• 申請號: 202020196000.4
• 申請日: 2020-02-23
• 公開（公告）號: CN211785239U
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 張嬿妮;舒盼;王安鵬;樊世星;黃浩;劉春輝;鄧軍;王凱;程方明
• 申請（專利權）人: 西安科技大學
• 主分類號: G01N24/08
• 分類號: G01N24/08;G01N15/08
• 代理公司: 西安眾星藍圖知識產權代理有限公司 61234
• 代理人: 張恒陽

本實用新型涉及煤體孔隙結構領域，具體涉及一種基于核磁共振技術的煤孔隙結構變化測定裝置，包括煤樣夾持器、加熱裝置、液氮冷卻裝置、溫度控制器、恒壓泵、氣相色譜儀及控制閥門，所述煤樣夾持器連接有五個管道，所述五個管道包括兩個連接氮氣鋼瓶與空氣壓縮泵的管道、一個連接氣相色譜儀的管道、一個連接儲氣罐管道及一個連接恒壓泵的一個管道。實用新型通過加熱棒和液氮冷卻分別對煤樣提供高、低溫環境，利用恒壓泵給裝置提供地下應力荷載；本實用新型還設置有氣體檢測裝置，可以實時監測吸附、解析過程氣體變化，因此，本實用新型測量煤體孔隙結構更準確。

技術領域

本實用新型涉及煤體孔隙結構領域，具體涉及一種基于核磁共振技術的煤孔隙結構變化測定裝置。

背景技術

煤自燃災害是目前煤炭行業仍需要解決的安全問題之一。在礦井煤自燃引發的事故中，因瓦斯燃燒直接或者間接引燃煤體的事故占非常大的比例，而煤體孔隙結構又是影響瓦斯的儲存和運移的關鍵因素。研究表明，煤表面具有的吸附性是因為煤孔隙表面存在不飽和能，與非極性氣體分子相互作用產生范德華力，從而吸附氣體分子。煤自燃起因是煤與氧氣之間的物理、化學吸附，進而發生化學反應，放出產生的吸附熱和化學反應熱，伴隨熱量逐漸積聚導致煤體溫度升高后引發燃燒的過程?？讖椒植际侨娑糠治霾煌瑲怏w吸附能力、吸附引起的微變形及流氣偶合的重要參數。因此，研究不同溫度、氣體吸附對煤體孔隙結構的影響，對于深入研究煤自燃防治技術、煤層氣抽采和煤礦安全生產具有重要意義。

現階段利用核磁共振技術測定煤孔隙率主要是在常溫下進行的，且未考慮氣體吸附、解吸對煤體孔隙率結構的影響，導致測量的數據不準確、不可靠。

實用新型內容

本實用新型的目的是克服現有測試方法未考慮煤體孔隙結構變化與不同溫度、氣體吸附之間的關系，也沒有實時監測吸附氣體消耗以及生成的變化，因而造成實驗數據不準確的缺陷。為了確保測量出煤體孔隙結構數據準確性，考慮煤體孔隙結構變化與不同溫度和氣體吸附、解析之間的關系，且實時監測吸附、解析過程氣體變化，本實用新型提供一種基于核磁共振技術的煤孔隙結構變化測定裝置，用于測量出煤體孔隙的結構。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案為：一種基于核磁共振技術的煤孔隙結構變化測定裝置，包括煤樣夾持器、加熱裝置、液氮冷卻裝置、溫度控制器、恒壓泵、氣相色譜儀及控制閥門，所述煤樣夾持器連接有五個管道，所述五個管道包括兩個連接液氮鋼瓶與空氣壓縮泵的管道、一個連接氣相色譜儀的管道、一個連接儲氣罐管道及一個連接恒壓泵的一個管道。

所述加熱裝置包括五根加熱棒，所述五根加熱棒呈中心一根，其余四根圍繞在中心一個的四周，所述加熱棒貫穿在煤柱體里。

所述液氮冷卻裝置包括:液氮鋼瓶、空氣壓縮泵、液氮噴嘴，所述液氮鋼瓶頂部設有低溫電磁閥，所述液氮鋼瓶與空氣壓縮泵及設在雙層耐高溫石英玻璃之間的液氮噴嘴相連通。

所述控制閥門包括兩個冷卻閥門、一個氣體流速控制閥門、一個恒壓閥門及一個進氣閥門，所述冷卻閥門連接在空氣壓縮泵與煤樣夾持器之間，所述氣體流速控制閥門連接在氣相色譜儀與煤樣夾持器之間，所述進氣閥門連接在儲氣罐與煤樣夾持器之間，所述恒壓閥門連接在恒壓泵與煤樣夾持器之間。

所述煤樣腔的材料為雙層耐高溫石英玻璃，所述煤樣腔的最外層為硅酸鋁纖維層。

所述溫度傳感器設置在雙層耐高溫石英玻璃內測，煤柱左右兩側的上下端各設置一個，所述溫度傳感器通過導線與溫度控制器連接。

附圖說明

圖1為本實用新型的一種基于核磁共振技術的煤孔隙結構變化測定裝置結構示意圖；