一种煤层注水抑制瓦斯解吸效应的模拟测试方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种煤层注水抑制瓦斯解吸效应的模拟测试方法及装置，所述装置包括等温解吸系统、地应力施加系统、瓦斯气体注入系统以及高压注水系统，等温解吸系统包括解吸单元、真空脱气单元以及恒温单元；地应力施加系统、瓦斯注入系统、高压注水系统、真空脱气单元以及恒温单元均分别与解吸单元连接，解吸单元中放入实验煤样后，恒温单元为解吸单元提供水浴恒温，真空脱气单元对解吸单元进行抽真空，高压注水系统对煤样注水，瓦斯注入系统给煤样注入瓦斯，地应力施加系统对煤样施加压力，解吸单元对煤样中瓦斯的解吸特性进行分析并获得数据。本发明结构简单、测试方法简单，使人们更好的利用煤层注水的抑制解吸效应进行煤与瓦斯突出防治。
【专利说明】一种煤层注水抑制瓦斯解吸效应的模拟测试方法及装置
【技术领域】
[0001]本发明属于模拟测试装置领域，尤其涉及一种煤层注水抑制瓦斯解吸效应的模拟测试方法及装置。
【背景技术】
[0002]煤层高压注水作为一种煤与瓦斯突出防治措施，在我国取得了广泛应用。但是，由于长期以来对煤与瓦斯突出机理认识不清，造成在煤层注水防突机理的认识上仍存在较大分歧。
[0003]煤是一种含有大量孔隙、裂隙的多孔介质，随着高压水进入煤体，不仅会改变煤体孔隙特性和力学性质，同时由于水分占据煤体的裂隙和孔隙，还会影响到煤体瓦斯的解吸，对突出煤层的瓦斯解吸速度、残存瓦斯含量、区域性消除突出危险指标和瓦斯抽采指标等产生重大影响，并且，由于水比甲烷更易于被煤吸附，水分对甲烷还有置换效应，煤层注水是一个极其复杂的科学问题，涉及到煤体性质、渗流力学、界面化学和吸附科学等多学科的交叉，因此，对煤层注水的抑制解吸效应进行理论研究具很大的难度。
[0004]目前，虽然国内外学者对煤层注水防突机理的研究上取得了一定成果，例如有学者采用不同的研究方法均证实煤层注水后卸压带长度加大，有利于煤与瓦斯突出防治，但是在煤层注水对煤体瓦斯解吸特性影响方面，国内外系统研究进展较慢，例如，有学者通过现场实测发现注水后工作面瓦斯涌出量较注水前有不同程度的降低，推测煤层注水后残留在微孔隙中的水将对瓦斯解吸起到封堵作用，可是，由于抑制解吸效应是煤体、瓦斯和水的微观作用，现场实验仅能在宏观上了解注水后工作面瓦斯涌出量的变化，所得出的抑制瓦斯解吸效应主要靠经验和理论上的推测，缺少定量的实验数据。
[0005]因此，有必要建立实验装置模拟测试煤层注水后瓦斯的解吸特性，采用实验室实验的方法，对抑制解吸效应进行探讨，以利于人们更加深入地认识煤层注水的防突机理，使人们更好的利用煤层注水的抑制解吸效应进行煤与瓦斯突出防治。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种结构简单、测试方法简单的煤层注水抑制瓦斯解吸效应的模拟测试方法及装置，有助于人们认清煤层注水防治煤与瓦斯突出机理，使人们更好的利用煤层注水的抑制解吸效应进行煤与瓦斯突出防治。
[0007]为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案:一种煤层注水抑制瓦斯解吸效应的模拟测试方法，依次按以下步骤进行:
1)将煤样粉碎后，筛分一定粒度的煤样，混合均匀后，根据实验目的分为多份，称重，放入干燥箱中完全干燥处理；
2)将处理好的干燥煤样，装入解吸实验罐，用真空脱气单元对解吸实验罐高温真空脱气至IOPa以下；
3)通过恒温水浴箱对解吸实验罐水浴恒温，设定水浴温度为煤层温度，通过瓦斯气体注入系统往解吸实验罐充入一定量甲烷气体，待完全吸附平衡后，记录第四压力表的吸附平衡压力；
4)打开第一高压截止阀，使用手动液压泵向干燥煤样施加覆压，覆压施加后记录第四压力表的读数，即瓦斯压力变化，并使瓦斯吸附重新完全平衡后，记录第四压力表的读数，即平衡压力；
5)打开第二高压截止阀以及第六高压截止阀，瓦斯解吸仪测试干燥煤样的瓦斯解吸速度，作为比较依据；
6)重复2)?4)的实验过程，在第5)步之前开动注水泵，设置注水参数，注入不同水
分；
7)待完全平衡后，进行瓦斯解吸实验，此时，通过瓦斯解吸仪对解吸出的瓦斯气体进行收集并分析出具体的实验数据，就可以测试不同注水条件下瓦斯解吸速度的变化情况；
8)根据实验结果，分析不同瓦斯压力、不同覆压、不同注水条件下，注水对实验煤样的抑制解吸效应。
[0008]实现所述方法的煤层注水抑制瓦斯解吸效应的模拟测试装置，它包括等温解吸系统，所述等温解吸系统包括用于在恒温加压环境下对注水后实验煤样吸附或解吸出的瓦斯气体进行数据分析的解吸单元，用于给所述解吸单元在注入瓦斯气体之前提供真空环境的真空脱气单元，以及用于给所述解吸单元提供水浴恒温环境的恒温单元；所述煤层注水抑制瓦斯解吸效应的模拟测试装置还包括用于给所述解吸单元中实验煤样进行加压的地应力施加系统，用于给所述解吸实验罐中实验煤样注入瓦斯气体的瓦斯气体注入系统，以及用于给所述解吸单元中实验煤样进行注水的高压注水系统；所述地应力施加系统、瓦斯注入系统、高压注水系统、真空脱气单元以及恒温单元均分别与解吸单元连接；所述解吸单元包括用于盛放实验煤样的解吸实验罐，以及瓦斯解吸仪；所述恒温单元为恒温水浴箱；所述高压注水系统、真空脱气单元、瓦斯气体注入系统、地应力施加系统以及瓦斯解吸仪分别与解吸实验罐连接；所述解吸实验罐置于恒温水浴箱中。
[0009]所述解吸实验罐包括罐体，与所述罐体通过第一法兰连接的上盖，以及设于所述上盖与罐体对接边沿上的第一密封圈，所述上盖上设有导油孔，且所述上盖靠罐体方向一侧设有上盖腔体，所述上盖腔体内设有油压活塞，所述油压活塞与罐体的内腔适配，所述内腔中放置所述实验煤样，所述油压活塞远离实验煤样方向的一端与地应力施加系统通过导油孔连接；所述油压活塞与内腔之间设有密封圈和防尘圈。
[0010]所述地应力施加系统包括第一压力表，第一高压截止阀，以及通过手压方式给所述储油空间注入液压油的手动油压泵；所述手动油压泵的出油孔与所述上盖的导油孔之间通过第一管道对接，所述第一管道上设有第一压力表以及第一高压截止阀。
[0011]所述解吸实验罐的罐体上设有注水钢管、进气管以及放气管，所述进气管、放气管内分别设有气体体积计量装置，所述进气管的进气口与第二管道连接，所述第二管道上设有第二压力表以及第二高压截止阀；
所述高压注水系统通过第三管道与注水钢管的进水口连接，所述第三管道上设有第三高压截止阀，所述高压注水系统包括注水泵，所述注水泵的出水端与第三管道连接；
所述真空脱气单元通过第四管道连接在第二管道的进气口端，且第四管道上设有第四高压截止阀； 所述瓦斯气体注入系统通过第五管道连接在第二管道的进气口端，且第五管道上设有第五高压截止阀；
所述瓦斯解吸仪通过第六管道连接在第二管道的进气口端，且第六管道上设有第六高压截止阀。
[0012]所述罐体包括罐身，与所述罐身底部通过第二法兰连接的罐底，以及设于所述罐底与罐身对接边沿处的第二密封圈；所述注水钢管、进气管以及放气管均设于罐底上。
[0013]所述罐体还包括与所述注水钢管配套的第一压环密封装置，与进气管以及放气管配套的第二压环密封装置以及第三压环密封装置；
所述第一压环密封装置设于注水钢管与罐底的接口处，所述第二压环密封装置设于进气管与罐底的接口处，所述第三压环密封装置设于出气管与罐底的接口处。
[0014]所述真空脱气单元包括真空计、真空硅管以及真空泵；
所述真空泵的出气口与第四管道的进气端连接，所述真空计与真空硅管连接，所述真空硅管连接在第四管道上。
[0015]所述瓦斯气体注入系统包括瓦斯高压气瓶、充气罐、第七管道、第七高压截止阀以及第三压力表；所述瓦斯高压气瓶的出气口通过第七管道与充气罐的进气口连接，所述第七管道上设有第七高压截止阀，所述充气罐的出气口通过第五管道连接在第二管道的进气口端，所述第五管道上设有第三压力表。
[0016]所述高压注水系统包括注水泵，所述注水泵的出水端与第三管道连接。
[0017]本发明优点在于克服了现有技术的不足，提供一种煤层注水抑制瓦斯解吸效应的模拟测试方法及装置，通过设计一个集吸附\解吸瓦斯、地应力施加、高压注水于一体试验罐体，较真实地模拟了煤层注水的环境状态，尤其是地应力的施加更好地模拟了煤层受压孔隙、裂隙闭合状态，能有效地再现注入水分与煤孔隙、裂隙的相互作用，装置的吸附\解吸系统可以实现气体的准确计量，高压注水系统可以实现注水参数和诸如水分的准确计量，本发明有助于人们认清煤层注水防治煤与瓦斯突出机理，使人们更好的利用煤层注水的抑制解吸效应进行煤与瓦斯突出防治。
[0018]相比与现有技术的缺点和不足，本发明能够很好的模拟出煤层在真实环境中的状态，并且可以从各个角度去控制调整实验煤样所处的环境，研究者可以获取更多稳定可靠的数据，对于煤层注水抑制瓦斯解吸效应的研究与应用有着非常重要的帮助和作用。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是本发明的煤层注水抑制瓦斯解吸效应的模拟测试装置的结构示意图；
图2是本发明煤层注水抑制瓦斯解吸效应的模拟测试装置中等温解吸系统的放大示意图；
图3是图2的等温解吸系统中解吸单元的放大示意图；
图4是图3的解吸单元中解吸实验罐的剖面结构示意图。
【具体实施方式】
[0020]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0021]如图1至4所示，本发明的一种煤层注水抑制瓦斯解吸效应的模拟测试装置，包括等温解吸系统，所述等温解吸系统包括用于在恒温加压环境下对注水后的实验煤样中吸附或者解吸出的瓦斯气体进行数据分析的解吸单元11，用于给所述解吸单元11在注入瓦斯气体之前提供真空环境的真空脱气单元，以及用于给所述解吸单元提供水浴恒温环境的恒温单元13 ;所述煤层注水抑制瓦斯解吸效应的模拟测试装置还包括用于给所述解吸单元11中实验煤样进行加压的地应力施加系统，用于给所述解吸实验罐中实验煤样注入瓦斯气体的瓦斯气体注入系统，以及用于给所述解吸单元11中实验煤样进行注水的高压注水系统；其中，所述地应力施加系统、瓦斯气体注入系统、高压注水系统、真空脱气单元以及恒温单元13均分别与解吸单元11连接。
[0022]在本发明实施例的实际应用过程中，首先通过恒温单元13对盛放有实验煤样的解吸单元11进行恒温，然后用真空脱气单元对解吸单元11进行抽真空，接着，瓦斯气体注入系统向解吸单元11内的实验煤样中注入瓦斯气体，并使气体充分吸附平衡后，再由地应力施加系统对解吸单元11内的实验煤样进行加压，待煤样重新吸附平衡后，高压注水系统3向解吸单元11内的实验煤样注水，放置一定时间是注入水分与实验煤样相互作用并平衡后，通过解吸系统I对解吸出的瓦斯气体进行收集并分析出具体的实验数据。
[0023]为了探讨注水对解吸速度的影响，在本发明的装置可分别作干燥煤样和注水煤样的瓦斯解吸实验，通过对比寻求注水对瓦斯解吸速度的影响规律，同时为了探讨地应力作用下注水对解吸速度的影响，采用对煤样施加覆压的实验方法进行模拟测试，本发明的装置可以设置不同温度、不同瓦斯压力、不同覆压、不同注水条件，能更好的模拟实际状况，对注水对实验煤样的抑制解吸效应进行全方位的分析，能更好的为研究者提供满足煤层注水抑制瓦斯解吸效应所需的大量数据。
[0024]更具体的，在本发明实施例中，所述解吸单元11包括用于盛放实验煤样的解吸实验罐111，以及用于对所述解吸实验罐中吸附或者解吸出来的气体进行收集和分析的瓦斯解吸仪112 ;所述恒温单元13为恒温水浴箱；其中，所述高压注水系统、真空脱气单元、瓦斯气体注入系统、地应力施加系统以及瓦斯解吸仪112分别与解吸实验罐111连接，所述解吸实验罐111置于恒温水浴箱中。
[0025]在本发明的实际应用过程中，实验煤样置于解吸实验罐111中，恒温单元13用于对解吸实验罐111进行恒温，高压注水系统用于对解吸实验罐111内实验煤样进行注水，真空脱气单元用于对解吸实验罐111进行抽真空，瓦斯气体注入系统用于对解吸实验罐111中注入瓦斯，地应力施加系统用于对解吸实验罐111中实验煤样施加压力。在本发明实施例中，首先通过恒温单元13对盛放有实验煤样的解吸实验罐111进行恒温，然后用真空脱气单元对解吸实验罐111进行抽真空，接着，瓦斯气体注入系统向解吸实验罐111内的实验煤样中注入瓦斯气体，然后，高压注水系统3向解吸实验罐111内的实验煤样注水，再由地应力施加系统对解吸实验罐111内的实验煤样进行加压，实验煤样在加压后其吸收的瓦斯气体会出现解吸现象，此时，瓦斯解吸仪112对解吸出的瓦斯气体进行收集并分析出具体的实验数据。
[0026]更进一步的，为了能使解吸实验罐111与高压注水系统更好的配合工作，在本发明实施例中，所述解吸实验罐111包括罐体1116，与所述罐体1116通过第一法兰1111连接的上盖1112，以及设于所述上盖1112与罐体1116对接边沿上的第一密封圈(图中省略标号)，所述上盖1112上设有导油孔1113，且所述上盖1112靠罐体1116方向一侧设有上盖腔体，所述上盖腔体内设有油压活塞1114，所述油压活塞1114与罐体1116的内腔适配，所述内腔中放置所述实验煤样，所述油压活塞1114远离实验煤样方向的一端与地应力施加系统的油压管道之间通过导油孔1113连接；所述油压活塞1114与内腔之间设有密封圈1115和防尘圈11115。
[0027]在本发明的实际应用过程中，通过将上盖1112打开并把实验煤样放入罐体1116中，然后通过第一法兰1111将上盖1112与罐体1116锁紧，当地应力施加系统开始施加压力时，主要通过导油孔1113输入液油后产生油压，并最终推动油压活塞1114向罐体1116运动并在实验煤样上产生压力，此时，瓦斯解吸仪112可以对解吸出的瓦斯气体进行收集并分析出具体的实验数据。
[0028]更具体的，在本发明实施例中，地应力施加系统包括第一压力表21，第一高压截止阀22，以及通过手压方式注入液压油的手动油压泵23 ;其中，所述手动油压泵23的出油孔与所述上盖1112的导油孔1113之间通过第一管道24对接，所述第一管道24上设有所述第一压力表21以及第一高压截止阀22。
[0029]在本发明实施例的实际应用过程中，研究人员通过手动控制手动油压泵23，操作十分方便并且易于调节和掌握所需的压力。
[0030]更具体的，在本发明实施例中，解吸实验罐111的罐体1116上设有注水钢管1117、进气管1118以及放气管1119，所述进气管1118、放气管1119内分别设有气体体积计量器11110，所述进气管1118的进气口与第二管道113连接，所述第二管道113上设有第二压力表114以及第二高压截止阀115 ;其中，所述高压注水系统通过第三管道41与注水钢管1117的进水口连接，所述第三管道41上设有第三高压截止阀42以及第三压力表43 ;所述真空脱气单元通过第四管道121连接在第二管道113的进气口端，且第四管道121上设有第四高压截止阀122 ;所述瓦斯气体注入系统通过第五管道31连接在第二管道113的进气口端，且第五管道31上设有第五高压截止阀32以及第四压力表37;所述瓦斯解吸仪112通过第六管道116连接在第二管道113的进气口端，且第六管道116上设有第六高压截止阀117。在本发明中，进气管1118中的气体体积计量器(图中省略标号)通过标定后的瓦斯高压气瓶33和第四压力表37进行测量，放气管1119的气体体积计量器11110通过瓦斯解吸仪112进行测量。
[0031]更具体的，在本发明实施例中，所述真空脱气单元包括真空计123、真空硅管124以及真空泵125 ;其中，所述真空泵125的出气口与第四管道121的进气端连接，所述真空计123与真空硅管124连接，所述真空硅管124连接在第四管道121上。
[0032]更具体的，在本发明实施例中，所述瓦斯气体注入系统包括所述瓦斯高压气瓶33、充气罐34、第七管道35、第七高压截止阀36以及第三压力表37 ;其中，所述瓦斯高压气瓶33的出气口通过第七管道35与充气罐34的进气口连接，所述第七管道35上设有第七高压截止阀37，所述充气罐34的出气口通过第五管道31连接在第二管道113的进气口端，所述第五管道31上设有第三压力表37。
[0033]更具体的，在本发明实施例中，所述高压注水系统包括注水泵44，其中，所述注水泵44的出水端与第三管道41连接。[0034]在本发明的实施例中，真空计123的测量范围1.0 X IO5?1.0 X KT1Pa,真空泵125的抽气速率为2L/s，极限压力可达2X10_2Pa。
[0035]此外，第一压力表21、第二压力表114、第三压力表43以及第四压力表37均为量程O?16MPa、0.25级精度的精密压力表。
[0036]瓦斯气体注入系统中气瓶33内为甲烷气体，并且气瓶33内压力为13±0.5MPa，甲烷气体纯度为99.99% ;充气罐34为不锈钢材质，耐压强度为20MPa。
[0037]瓦斯解吸仪的精度为2ml。
[0038]吸附/解吸实验罐111为不锈钢材质，耐压强度为20MPa。
[0039]恒温单元13中控温范围为:室温为95°C，控温精度S ±0.05°C。
[0040]高压注水系统中，注水泵44的流量0.01?5mL/min，精度±3%，最高压力最大可达 42MPa。
[0041]在本发明的实际应用过程中，采用本发明的装置，需要对解吸实验罐111、充气罐34及其所含管线的自由体积进行标定，标定后为了测试注水对吸附甲烷煤样解吸特性的影响，具体实验过程如下:
1)煤样粉碎后，筛分一定的煤样粒度，混合均匀后，根据实验目的分为多份，称重，放入干燥箱中完全干燥处理；
2)将处理好的干燥煤样，装入解吸实验罐111，真空脱气单元对解吸实验罐111高温真空脱气至IOPa以下；
3)通过恒温水浴箱对解吸实验罐111水浴加热，设定水浴温度为30±0.5°C，通过瓦斯气体注入系统往解吸实验罐111充入一定量甲烷气体，待完全吸附平衡后，记录第四压力表37的吸附平衡压力；
4)打开第一高压截止阀22，使用手动液压泵23向干燥煤样施加覆压，覆压施加后记录第四压力表37的读数(即瓦斯压力变化)，并使瓦斯吸附重新完全平衡后，记录第四压力表37的读数(即平衡压力)；
5)打开第二高压截止阀115以及第六高压截止阀117，瓦斯解吸仪112测试干燥煤样的瓦斯解吸速度，作为比较依据；
6)重复(2)?(4)的实验过程，在第(5)步之前开动注水泵44，设置注水参数，注入不同水分；
7)待完全平衡后，进行瓦斯解吸实验，测试不同注水条件下瓦斯解吸速度的变化情
况；
8)根据实验结果，分析不同瓦斯压力、不同覆压、不同注水条件下，注水对实验煤样的抑制解吸效应，所述分析方法为本【技术领域】的技术人员的常规能力，具体方法不再赘述。
[0042]在进一步的实施过程中，为了便于解吸实验罐111的拆装和换洗，在本发明实施例中，所述罐体1116包括罐身，与所述罐身底部通过第二法兰11111连接的罐底，以及设于所述罐底与罐身对接边沿处的第二密封圈(图中省略标号);其中，所述注水钢管1117、进气管1118以及放气管1119均设于罐底上。
[0043]在进一步的实施过程中，为了能使解吸实验罐111具有良好的气密性，保证实验测试过程中数据的稳定可靠，在本发明实施例中，所述罐体1116还包括与所述注水钢管1117配套的第一压环密封装置11113，与进气管1118以及放气管1119配套的第二压环密封装置11112以及第三压环密封装置11114 ;其中，所述第一压环密封装置11113设于注水钢管1117与罐底的接口处，所述第二压环密封装置11112设于进气管1118与罐底的接口处，所述第三压环密封装置11114设于出气管1119与罐底的接口处。
[0044]以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【权利要求】
1.一种煤层注水抑制瓦斯解吸效应的模拟测试方法，其特征在于依次按以下步骤进行: 1)将煤样粉碎后，筛分一定粒度的煤样，混合均匀后，根据实验目的分为多份，称重，放入干燥箱中完全干燥处理； 2)将处理好的干燥煤样，装入解吸实验罐，用真空脱气单元对解吸实验罐高温真空脱气至IOPa以下； 3)通过恒温水浴箱对解吸实验罐水浴恒温，设定水浴温度为煤层温度，通过瓦斯气体注入系统往解吸实验罐充入一定量甲烷气体，待完全吸附平衡后，记录第四压力表的吸附平衡压力； 4)打开第一高压截止阀，使用手动液压泵向干燥煤样施加覆压，覆压施加后记录第四压力表的读数，即瓦斯压力变化，并使瓦斯吸附重新完全平衡后，记录第四压力表的读数，即平衡压力； 5)打开第二高压截止阀以及第六高压截止阀，瓦斯解吸仪测试干燥煤样的瓦斯解吸速度，作为比较依据； 6)重复2)~4)的实验过程，在第5)步之前开动注水泵，设置注水参数，注入不同水分； 7)待完全平衡后，进行瓦斯解吸实验，此时，通过瓦斯解吸仪对解吸出的瓦斯气体进行收集并分析出具体的实验数据，就可以测试不同注水条件下瓦斯解吸速度的变化情况； 8)根据实验结果， 分析不同瓦斯压力、不同覆压、不同注水条件下，注水对实验煤样的抑制解吸效应。
2.实现权利要求1所述方法的煤层注水抑制瓦斯解吸效应的模拟测试装置，其特征在于:它包括等温解吸系统，所述等温解吸系统包括用于在恒温加压环境下对注水后实验煤样吸附或解吸出的瓦斯气体进行数据分析的解吸单元，用于给所述解吸单元在注入瓦斯气体之前提供真空环境的真空脱气单元，以及用于给所述解吸单元提供水浴恒温环境的恒温单元；所述煤层注水抑制瓦斯解吸效应的模拟测试装置还包括用于给所述解吸单元中实验煤样进行加压的地应力施加系统，用于给所述解吸实验罐中实验煤样注入瓦斯气体的瓦斯气体注入系统，以及用于给所述解吸单元中实验煤样进行注水的高压注水系统；所述地应力施加系统、瓦斯注入系统、高压注水系统、真空脱气单元以及恒温单元均分别与解吸单元连接；所述解吸单元包括用于盛放实验煤样的解吸实验罐，以及瓦斯解吸仪；所述恒温单元为恒温水浴箱；所述高压注水系统、真空脱气单元、瓦斯气体注入系统、地应力施加系统以及瓦斯解吸仪分别与解吸实验罐连接；所述解吸实验罐置于恒温水浴箱中。
3.根据权利要求2所述的煤层注水抑制瓦斯解吸效应的模拟测试装置，其特征在于，所述解吸实验罐包括罐体，与所述罐体通过第一法兰连接的上盖，以及设于所述上盖与罐体对接边沿上的第一密封圈，所述上盖上设有导油孔，且所述上盖靠罐体方向一侧设有上盖腔体，所述上盖腔体内设有油压活塞，所述油压活塞与罐体的内腔适配，所述内腔中放置所述实验煤样，所述油压活塞远离实验煤样方向的一端与地应力施加系统通过导油孔连接；所述油压活塞与内腔之间设有密封圈和防尘圈。
4.根据权利要求3所述的煤层注水抑制瓦斯解吸效应的模拟测试装置，其特征在于，所述地应力施加系统包括第一压力表，第一高压截止阀，以及通过手压方式给所述储油空间注入液压油的手动油压泵；所述手动油压泵的出油孔与所述上盖的导油孔之间通过第一管道对接，所述第一管道上设有第一压力表以及第一高压截止阀。
5.根据权利要求3所述的煤层注水抑制瓦斯解吸效应的模拟测试装置，其特征在于，所述解吸实验罐的罐体上设有注水钢管、进气管以及放气管，所述进气管、放气管内分别设有气体体积计量装置，所述进气管的进气口与第二管道连接，所述第二管道上设有第二压力表以及第二高压截止阀； 所述高压注水系统通过第三管道与注水钢管的进水口连接，所述第三管道上设有第三高压截止阀，所述高压注水系统包括注水泵，所述注水泵的出水端与第三管道连接； 所述真空脱气单元通过第四管道连接在第二管道的进气口端，且第四管道上设有第四高压截止阀； 所述瓦斯气体注入系统通过第五管道连接在第二管道的进气口端，且第五管道上设有第五高压截止阀； 所述瓦斯解吸仪通过第六管道连接在第二管道的进气口端，且第六管道上设有第六高压截止阀。
6.根据权利要求5所述的煤层注水抑制瓦斯解吸效应的模拟测试装置，其特征在于，所述罐体包括罐身，与所述罐身底部通过第二法兰连接的罐底，以及设于所述罐底与罐身对接边沿处的第二密封圈；所述注水钢管、进气管以及放气管均设于罐底上。
7.根据权利要求6所述的煤层注水抑制瓦斯解吸效应的模拟测试装置，其特征在于，所述罐体还包括与所述注水钢管配套的第一压环密封装置，与进气管以及放气管配套的第二压环密封装置以及第三压环密封装置； 所述第一压环密封装置设于注水钢管与罐底的接口处，所述第二压环密封装置设于进气管与罐底的接口处，所述第三压环密封装置设于出气管与罐底的接口处。
8.根据权利要求5所述的煤层注水抑制瓦斯解吸效应的模拟测试装置，其特征在于，所述真空脱气单元包括真空计、真空硅管以及真空泵； 所述真空泵的出气口与第四管道的进气端连接，所述真空计与真空硅管连接，所述真空硅管连接在第四管道上。
9.根据权利要求5所述的煤层注水抑制瓦斯解吸效应的模拟测试装置，其特征在于，所述瓦斯气体注入系统包括瓦斯高压气瓶、充气罐、第七管道、第七高压截止阀以及第三压力表；所述瓦斯高压气瓶的出气口通过第七管道与充气罐的进气口连接，所述第七管道上设有第七高压截止阀，所述充气罐的出气口通过第五管道连接在第二管道的进气口端，所述第五管道上设有第三压力表。
10.根据权利要求5所述的煤层注水抑制瓦斯解吸效应的模拟测试装置，其特征在于，所述高压注水系统包括注水泵，所述注水泵的出水端与第三管道连接。
【文档编号】G01N33/22GK103776979SQ201410011978
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2014年1月10日 优先权日:2014年1月10日
【发明者】肖知国, 王兆丰, 常红, 杨宏民, 李志强, 白万备, 何俊, 孟雷庭, 张攀, 王志军 申请人:河南理工大学