多因素影響下的煤的瓦斯放散初速度研究試驗(yàn)臺(tái)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及多因素影響下的煤的瓦斯放散初速度研究實(shí)驗(yàn)臺(tái)，由煤樣罐、充氣系統(tǒng)、抽真空系統(tǒng)、測(cè)壓系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)組成。本實(shí)用新型可以測(cè)試的影響因素有：煤樣粒徑、測(cè)定溫度、煤樣水分、吸附時(shí)間、吸附平衡壓力和瓦斯?jié)舛鹊纫蛩貙?duì)煤的瓦斯初速度的影響的趨勢(shì)。實(shí)驗(yàn)可以得到本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)內(nèi)的ΔP值和不同煤樣及實(shí)驗(yàn)環(huán)境下的瓦斯放散過程圖，運(yùn)用這些數(shù)據(jù)可定性分析不同因素對(duì)瓦斯放散初速度ΔP的影響。本實(shí)用新型構(gòu)造簡(jiǎn)潔，實(shí)驗(yàn)過程簡(jiǎn)便，并且可以根據(jù)需要對(duì)實(shí)驗(yàn)條件和環(huán)境進(jìn)行調(diào)整。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一套用于研究相關(guān)因素對(duì)煤的瓦斯放散初速度影響趨勢(shì)的實(shí)驗(yàn) 設(shè)備，具體是多因素影響下的煤的瓦斯放散初速度研究實(shí)驗(yàn)臺(tái)。 多因素影響下的煤的瓦斯放散初速度研究試驗(yàn)臺(tái)

【背景技術(shù)】
[0002] 煤的瓦斯放散初速度是表征吸附瓦斯的煤體放散瓦斯規(guī)律的物理量，在煤層的突 出危險(xiǎn)性鑒定、煤層突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)和突出區(qū)域劃分中得到廣泛應(yīng)用?，F(xiàn)行的《防治煤與瓦 斯突出規(guī)定》中，煤的瓦斯放散初速度ΛΡ作為劃分突出危險(xiǎn)性的主要指標(biāo)之一。國(guó)家安全 生產(chǎn)監(jiān)督管理總局頒布了《煤的瓦斯放散初速度指標(biāo)（Λ P)測(cè)定方法》的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，但不同 煤樣、不同環(huán)境條件對(duì)ΛΡ的影響，目前研究的并不透徹。因此，有必要研究出一套研究幾 個(gè)相關(guān)因素對(duì)△ Ρ指標(biāo)的影響的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，為實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確測(cè)定該指標(biāo)奠定實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本實(shí)用新型的目的是為了判定煤的瓦斯放散初速度的影響因素，更加規(guī)范該指標(biāo) 的測(cè)定條件和環(huán)境，從而實(shí)現(xiàn)該指標(biāo)的準(zhǔn)確測(cè)定，提供一種多因素影響下的煤的瓦斯放散 初速度研究試驗(yàn)臺(tái)。
[0004] 本實(shí)用新型采用的技術(shù)解決方案如下：一種多因素影響下的煤的瓦斯放散初速度 研究試驗(yàn)臺(tái)，包括煤樣罐、充氣系統(tǒng)、抽真空系統(tǒng)、測(cè)壓系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)。罐體（1、5)內(nèi)設(shè)有 煤樣，煤樣上設(shè)有脫脂棉墊（20)，充氣系統(tǒng)由氣囊（4)、閥門（3)、鋼瓶（9)、閥門（7)和壓力 表（8)組成，氣囊（4)通過閥門（3)和PU管連接罐體（1)，常壓條件下吸附瓦期時(shí)，氣囊（4) 內(nèi)充入不同濃度的瓦斯，鋼瓶（9)上設(shè)有閥門（7)和壓力表（8)，鋼瓶（9)通過PU管連接罐 體（5)，非常壓條件下吸附瓦斯時(shí)，鋼瓶（9)作為瓦斯源，罐體（1)和罐體（5)之間通過PU 管連接，抽真空系統(tǒng)由真空泵（15)和閥門（14)組成，真空泵（15)通過閥門（14)和真空橡 膠管連接固定容器（12)，測(cè)壓系統(tǒng)由固定容器（12)、三通（11)、閥門（2、6)、傳感器（13)、真 空計(jì)（16)和計(jì)算機(jī)（18)組成，固定容器（12)通過三通（11)、閥門⑵連接罐體⑴和閥 門（6)連接罐體（5)形成Τ形管路，固定容器（12)通過傳感器（13)連接真空計(jì)（16)，真空 計(jì)（16)通過外設(shè)口連線（17)連接計(jì)算機(jī)（18)，輔助系統(tǒng)由恒溫水浴槽（19)和水分分析儀 (21)組成，恒溫水浴槽（19)內(nèi)設(shè)有罐體（1、5)，罐體（5)內(nèi)煤樣連接水分分析儀（21)。
[0005] 煤樣罐體（1、5)承壓范圍為真空至5MPa ;實(shí)驗(yàn)前氣囊（4)中氣體體積占其容積的 1/5至4/5 ;恒溫水浴槽（19)溫度范圍為5°C至65°C ;真空計(jì)（16)的有效量程為0至標(biāo)準(zhǔn) 大氣壓，精度為IPa。
[0006] 本實(shí)用新型是在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，針對(duì)相關(guān)的影響因素測(cè)試條件和環(huán)境，搭建 的試驗(yàn)臺(tái)。本裝置可以測(cè)試的影響因素有：煤樣粒徑、測(cè)定溫度、煤樣水分、吸附時(shí)間、吸附 平衡壓力和瓦斯?jié)舛取?shí)驗(yàn)可以得到本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)內(nèi)的ΛΡ值和不同煤樣及實(shí)驗(yàn)環(huán)境下的瓦 斯放散過程圖，運(yùn)用這些數(shù)據(jù)可定性分析不同因素對(duì)瓦斯放散初速度ΛΡ的影響趨勢(shì)，本 實(shí)用新型構(gòu)造簡(jiǎn)潔，實(shí)驗(yàn)過程簡(jiǎn)便并且可以根據(jù)需要對(duì)實(shí)驗(yàn)條件和環(huán)境進(jìn)行調(diào)整。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007] 圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0008] -種多因素影響下的煤的瓦斯放散初速度研究試驗(yàn)臺(tái)，包括煤樣罐、充氣系統(tǒng)、抽 真空系統(tǒng)、測(cè)壓系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)。煤樣罐由罐體Ι、Π 1、5和脫脂棉墊20組成，罐體1、111、 5內(nèi)設(shè)有煤樣，煤樣上設(shè)有脫脂棉墊20,充氣系統(tǒng)由氣囊4、閥門13、鋼瓶9、閥門117和壓 力表8組成，氣囊4通過閥門13和PU管連接罐體II，常壓條件下吸附瓦期時(shí)，氣囊4內(nèi)充 入不同濃度的瓦斯，鋼瓶9上設(shè)有閥門117和壓力表8,鋼瓶9通過PU管連接罐體115,非 常壓條件下吸附瓦斯時(shí)，鋼瓶9作為瓦斯源，罐體II和罐體115之間通過PU管連接，抽真 空系統(tǒng)由真空泵15和閥門ΙΙΙ14組成，真空泵15通過閥門ΙΙΙ14和真空橡膠管連接固定 容器12,測(cè)壓系統(tǒng)由固定容器12、三通11、旋鈕1、112、6、傳感器13、真空計(jì)16和計(jì)算機(jī)18 組成，固定容器12通過三通11、閥門12連接罐體II和閥門116連接罐體115形成Τ形管 路，固定容器12通過傳感器13連接真空計(jì)16,真空計(jì)16通過外設(shè)口連線17連接計(jì)算機(jī) 18,輔助系統(tǒng)由恒溫水浴槽19和水分分析儀21組成，恒溫水浴槽19內(nèi)設(shè)有罐體1、111、5， 罐體Π 5內(nèi)煤樣連接水分分析儀21。煤樣罐實(shí)驗(yàn)承壓范圍為真空至5MPa ;實(shí)驗(yàn)前氣囊中氣 體體積占其容積的1/5至4/5 ;恒溫水浴槽的實(shí)驗(yàn)調(diào)節(jié)范圍為5°C至65°C;真空計(jì)的有效量 程為0至標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，精度為IPa ;計(jì)算機(jī)18處理真空計(jì)16傳輸?shù)降臄?shù)據(jù)。
[0009] 實(shí)驗(yàn)前，經(jīng)檢測(cè)整個(gè)系統(tǒng)的氣密性良好后，裝煤樣，蓋上脫脂棉墊20,開啟真空泵 15,緩慢打開旋鈕1、112、6，真空泵同時(shí)抽空兩只煤樣罐內(nèi)煤樣和連接管、固定容器12中的 空氣。脫氣結(jié)束后，依次關(guān)閉旋鈕I、Π 2、6、閥門11114、真空泵15,打開閥門I、113、7,讓 兩只煤樣罐中煤樣吸附瓦斯至平衡（由實(shí)驗(yàn)方案確定時(shí)間）。打開計(jì)算機(jī)18,運(yùn)行實(shí)驗(yàn)軟 件，關(guān)閉閥門I、113、7,再打開旋鈕12時(shí)開始計(jì)時(shí)，煤樣罐體II內(nèi)的煤樣解析的瓦斯放散 到導(dǎo)氣管10和固定容器12,10秒后讀取真空計(jì)16示數(shù)，關(guān)閉至45秒再次打開旋鈕12,至 60秒時(shí)關(guān)閉旋鈕12讀取真空計(jì)示數(shù)。然后再依次打開真空泵15、閥門11114,直到真空計(jì) 示數(shù)穩(wěn)定，關(guān)閉閥門11114、真空泵15,打開旋鈕116時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，煤樣罐115內(nèi)的煤樣解 析的瓦斯放散到導(dǎo)氣管10和固定容器12,10秒后讀取真空計(jì)示數(shù)，關(guān)閉至45秒再次打開 旋鈕11114,至60秒時(shí)關(guān)閉旋鈕116讀取真空計(jì)示數(shù)。分別用兩次示數(shù)之差經(jīng)單位換算得 到本實(shí)驗(yàn)的ΛΡ值，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后利用計(jì)算機(jī)上真空計(jì)數(shù)據(jù)制成煤樣的瓦斯放散過程圖。研 究實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和煤樣的瓦斯放散過程圖，得到不同因素對(duì)煤的瓦斯放散初速度的影響趨勢(shì)。 [〇〇1〇] 測(cè)定不同溫度實(shí)驗(yàn)時(shí)，將煤樣罐置于設(shè)定溫度的恒溫水浴槽19中，其實(shí)驗(yàn)過程同 上；測(cè)定不同水分條件的實(shí)驗(yàn)時(shí)，用不同含水量的煤樣做完實(shí)驗(yàn)后，用水分分析儀21測(cè)定 煤樣含水率；做常壓條件下吸附瓦斯時(shí)，用氣囊袋4做瓦斯源；做非常壓條件下的吸附實(shí) 驗(yàn)，用鋼瓶9做瓦斯源，吸附環(huán)節(jié)之前先向鋼瓶中充入瓦斯使得氣壓在預(yù)計(jì)的壓力范圍；做 不同瓦斯?jié)舛韧咚沟膶?shí)驗(yàn)時(shí)，在氣囊中充入相應(yīng)濃度的瓦斯，完成實(shí)驗(yàn)。
【權(quán)利要求】
1. 一種多因素影響下的煤的瓦斯放散初速度研究試驗(yàn)臺(tái)，包括煤樣罐、充氣系統(tǒng)、抽 真空系統(tǒng)、測(cè)壓系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)，煤樣罐由罐體I、11(1、5)和脫脂棉墊（20)組成，其特征 在于：罐體I、11(1、5)內(nèi)設(shè)有煤樣，煤樣上設(shè)有脫脂棉墊（20)，充氣系統(tǒng)由氣囊（4)、閥門 1⑶、鋼瓶（9)、閥門11(7)和壓力表⑶組成，氣囊⑷通過閥門1(3)和PU管連接罐體 1(1)，常壓條件下吸附瓦期時(shí)，氣囊（4)內(nèi)充入不同濃度的瓦斯，鋼瓶（9)上設(shè)有閥門11(7) 和壓力表（8)，鋼瓶（9)通過PU管連接罐體II (5)，非常壓條件下吸附瓦斯時(shí)，鋼瓶（9)作 為瓦斯源，罐體1(1)和罐體11(5)之間通過PU管連接，抽真空系統(tǒng)由真空泵（15)和閥門 111(14)組成，真空泵（15)通過閥門111(14)和真空橡膠管連接固定容器（12)，測(cè)壓系統(tǒng) 由固定容器（12)、三通（11)、旋鈕I、II (2、6)、傳感器（13)、真空計(jì)（16)和計(jì)算機(jī)（18)組 成，固定容器（12)通過三通（11)、閥門1(2)連接罐體1(1)和閥門11(6)連接罐體11(5) 形成T形管路，固定容器（12)通過傳感器（13)連接真空計(jì)（16)，真空計(jì)（16)通過外設(shè)口 連線（17)連接計(jì)算機(jī)（18)，輔助系統(tǒng)由恒溫水浴槽（19)和水分分析儀（21)組成，恒溫水 浴槽（19)內(nèi)設(shè)有罐體I、II (1、5)，罐體II (5)內(nèi)煤樣連接水分分析儀（21)。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種多因素影響下的煤的瓦斯放散初速度研究試驗(yàn)臺(tái)，其特征 在于：煤樣罐體I、II (1、5)承壓范圍為真空至5MPa ;實(shí)驗(yàn)前氣囊（4)中氣體體積占其容積 的1/5至4/5 ;恒溫水浴槽（19)溫度范圍為5°C至65°C;真空計(jì)（16)的有效量程為0至標(biāo) 準(zhǔn)大氣壓，精度為IPa。
【文檔編號(hào)】G01N7/14GK203881641SQ201420202191
【公開日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2014年4月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月23日
【發(fā)明者】李樹剛, 林海飛, 李正祿, 趙鵬翔, 劉超, 肖鵬, 楊守國(guó), 丁洋, 李志梁, 孫香榮, 安朝峰, 丁智超, 蔚文斌 申請(qǐng)人:西安科技大學(xué)