多因素影响下的煤的瓦斯放散初速度研究试验台的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及多因素影响下的煤的瓦斯放散初速度研究实验台，由煤样罐、充气系统、抽真空系统、测压系统和辅助系统组成。本实用新型可以测试的影响因素有：煤样粒径、测定温度、煤样水分、吸附时间、吸附平衡压力和瓦斯浓度等因素对煤的瓦斯初速度的影响的趋势。实验可以得到本实验系统内的ΔP值和不同煤样及实验环境下的瓦斯放散过程图，运用这些数据可定性分析不同因素对瓦斯放散初速度ΔP的影响。本实用新型构造简洁，实验过程简便，并且可以根据需要对实验条件和环境进行调整。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一套用于研究相关因素对煤的瓦斯放散初速度影响趋势的实验 设备，具体是多因素影响下的煤的瓦斯放散初速度研究实验台。 多因素影响下的煤的瓦斯放散初速度研究试验台
【背景技术】
[0002] 煤的瓦斯放散初速度是表征吸附瓦斯的煤体放散瓦斯规律的物理量，在煤层的突 出危险性鉴定、煤层突出危险性预测和突出区域划分中得到广泛应用。现行的《防治煤与瓦 斯突出规定》中，煤的瓦斯放散初速度ΛΡ作为划分突出危险性的主要指标之一。国家安全 生产监督管理总局颁布了《煤的瓦斯放散初速度指标（Λ P)测定方法》的行业标准，但不同 煤样、不同环境条件对ΛΡ的影响，目前研究的并不透彻。因此，有必要研究出一套研究几 个相关因素对△ Ρ指标的影响的实验设备，为实现准确测定该指标奠定实验基础。
【发明内容】
[0003] 本实用新型的目的是为了判定煤的瓦斯放散初速度的影响因素，更加规范该指标 的测定条件和环境，从而实现该指标的准确测定，提供一种多因素影响下的煤的瓦斯放散 初速度研究试验台。
[0004] 本实用新型采用的技术解决方案如下：一种多因素影响下的煤的瓦斯放散初速度 研究试验台，包括煤样罐、充气系统、抽真空系统、测压系统和辅助系统。罐体（1、5)内设有 煤样，煤样上设有脱脂棉垫（20)，充气系统由气囊（4)、阀门（3)、钢瓶（9)、阀门（7)和压力 表（8)组成，气囊（4)通过阀门（3)和PU管连接罐体（1)，常压条件下吸附瓦期时，气囊（4) 内充入不同浓度的瓦斯，钢瓶（9)上设有阀门（7)和压力表（8)，钢瓶（9)通过PU管连接罐 体（5)，非常压条件下吸附瓦斯时，钢瓶（9)作为瓦斯源，罐体（1)和罐体（5)之间通过PU 管连接，抽真空系统由真空泵（15)和阀门（14)组成，真空泵（15)通过阀门（14)和真空橡 胶管连接固定容器（12)，测压系统由固定容器（12)、三通（11)、阀门（2、6)、传感器（13)、真 空计（16)和计算机（18)组成，固定容器（12)通过三通（11)、阀门⑵连接罐体⑴和阀 门（6)连接罐体（5)形成Τ形管路，固定容器（12)通过传感器（13)连接真空计（16)，真空 计（16)通过外设口连线（17)连接计算机（18)，辅助系统由恒温水浴槽（19)和水分分析仪 (21)组成，恒温水浴槽（19)内设有罐体（1、5)，罐体（5)内煤样连接水分分析仪（21)。
[0005] 煤样罐体（1、5)承压范围为真空至5MPa ;实验前气囊（4)中气体体积占其容积的 1/5至4/5 ;恒温水浴槽（19)温度范围为5°C至65°C ;真空计（16)的有效量程为0至标准 大气压，精度为IPa。
[0006] 本实用新型是在行业标准的基础上，针对相关的影响因素测试条件和环境，搭建 的试验台。本装置可以测试的影响因素有：煤样粒径、测定温度、煤样水分、吸附时间、吸附 平衡压力和瓦斯浓度。实验可以得到本实验系统内的ΛΡ值和不同煤样及实验环境下的瓦 斯放散过程图，运用这些数据可定性分析不同因素对瓦斯放散初速度ΛΡ的影响趋势，本 实用新型构造简洁，实验过程简便并且可以根据需要对实验条件和环境进行调整。
【专利附图】
【附图说明】
[0007] 图1为本实用新型的结构示意图。
【具体实施方式】
[0008] -种多因素影响下的煤的瓦斯放散初速度研究试验台，包括煤样罐、充气系统、抽 真空系统、测压系统和辅助系统。煤样罐由罐体Ι、Π 1、5和脱脂棉垫20组成，罐体1、111、 5内设有煤样，煤样上设有脱脂棉垫20,充气系统由气囊4、阀门13、钢瓶9、阀门117和压 力表8组成，气囊4通过阀门13和PU管连接罐体II，常压条件下吸附瓦期时，气囊4内充 入不同浓度的瓦斯，钢瓶9上设有阀门117和压力表8,钢瓶9通过PU管连接罐体115,非 常压条件下吸附瓦斯时，钢瓶9作为瓦斯源，罐体II和罐体115之间通过PU管连接，抽真 空系统由真空泵15和阀门ΙΙΙ14组成，真空泵15通过阀门ΙΙΙ14和真空橡胶管连接固定 容器12,测压系统由固定容器12、三通11、旋钮1、112、6、传感器13、真空计16和计算机18 组成，固定容器12通过三通11、阀门12连接罐体II和阀门116连接罐体115形成Τ形管 路，固定容器12通过传感器13连接真空计16,真空计16通过外设口连线17连接计算机 18,辅助系统由恒温水浴槽19和水分分析仪21组成，恒温水浴槽19内设有罐体1、111、5， 罐体Π 5内煤样连接水分分析仪21。煤样罐实验承压范围为真空至5MPa ;实验前气囊中气 体体积占其容积的1/5至4/5 ;恒温水浴槽的实验调节范围为5°C至65°C;真空计的有效量 程为0至标准大气压，精度为IPa ;计算机18处理真空计16传输到的数据。
[0009] 实验前，经检测整个系统的气密性良好后，装煤样，盖上脱脂棉垫20,开启真空泵 15,缓慢打开旋钮1、112、6，真空泵同时抽空两只煤样罐内煤样和连接管、固定容器12中的 空气。脱气结束后，依次关闭旋钮I、Π 2、6、阀门11114、真空泵15,打开阀门I、113、7,让 两只煤样罐中煤样吸附瓦斯至平衡（由实验方案确定时间）。打开计算机18,运行实验软 件，关闭阀门I、113、7,再打开旋钮12时开始计时，煤样罐体II内的煤样解析的瓦斯放散 到导气管10和固定容器12,10秒后读取真空计16示数，关闭至45秒再次打开旋钮12,至 60秒时关闭旋钮12读取真空计示数。然后再依次打开真空泵15、阀门11114,直到真空计 示数稳定，关闭阀门11114、真空泵15,打开旋钮116时刻开始计时，煤样罐115内的煤样解 析的瓦斯放散到导气管10和固定容器12,10秒后读取真空计示数，关闭至45秒再次打开 旋钮11114,至60秒时关闭旋钮116读取真空计示数。分别用两次示数之差经单位换算得 到本实验的ΛΡ值，实验结束后利用计算机上真空计数据制成煤样的瓦斯放散过程图。研 究实验数据和煤样的瓦斯放散过程图，得到不同因素对煤的瓦斯放散初速度的影响趋势。 [〇〇1〇] 测定不同温度实验时，将煤样罐置于设定温度的恒温水浴槽19中，其实验过程同 上；测定不同水分条件的实验时，用不同含水量的煤样做完实验后，用水分分析仪21测定 煤样含水率；做常压条件下吸附瓦斯时，用气囊袋4做瓦斯源；做非常压条件下的吸附实 验，用钢瓶9做瓦斯源，吸附环节之前先向钢瓶中充入瓦斯使得气压在预计的压力范围；做 不同瓦斯浓度瓦斯的实验时，在气囊中充入相应浓度的瓦斯，完成实验。
【权利要求】
1. 一种多因素影响下的煤的瓦斯放散初速度研究试验台，包括煤样罐、充气系统、抽 真空系统、测压系统和辅助系统，煤样罐由罐体I、11(1、5)和脱脂棉垫（20)组成，其特征 在于：罐体I、11(1、5)内设有煤样，煤样上设有脱脂棉垫（20)，充气系统由气囊（4)、阀门 1⑶、钢瓶（9)、阀门11(7)和压力表⑶组成，气囊⑷通过阀门1(3)和PU管连接罐体 1(1)，常压条件下吸附瓦期时，气囊（4)内充入不同浓度的瓦斯，钢瓶（9)上设有阀门11(7) 和压力表（8)，钢瓶（9)通过PU管连接罐体II (5)，非常压条件下吸附瓦斯时，钢瓶（9)作 为瓦斯源，罐体1(1)和罐体11(5)之间通过PU管连接，抽真空系统由真空泵（15)和阀门 111(14)组成，真空泵（15)通过阀门111(14)和真空橡胶管连接固定容器（12)，测压系统 由固定容器（12)、三通（11)、旋钮I、II (2、6)、传感器（13)、真空计（16)和计算机（18)组 成，固定容器（12)通过三通（11)、阀门1(2)连接罐体1(1)和阀门11(6)连接罐体11(5) 形成T形管路，固定容器（12)通过传感器（13)连接真空计（16)，真空计（16)通过外设口 连线（17)连接计算机（18)，辅助系统由恒温水浴槽（19)和水分分析仪（21)组成，恒温水 浴槽（19)内设有罐体I、II (1、5)，罐体II (5)内煤样连接水分分析仪（21)。
2. 如权利要求1所述的一种多因素影响下的煤的瓦斯放散初速度研究试验台，其特征 在于：煤样罐体I、II (1、5)承压范围为真空至5MPa ;实验前气囊（4)中气体体积占其容积 的1/5至4/5 ;恒温水浴槽（19)温度范围为5°C至65°C;真空计（16)的有效量程为0至标 准大气压，精度为IPa。
【文档编号】G01N7/14GK203881641SQ201420202191
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年4月23日 优先权日:2014年4月23日
【发明者】李树刚, 林海飞, 李正禄, 赵鹏翔, 刘超, 肖鹏, 杨守国, 丁洋, 李志梁, 孙香荣, 安朝峰, 丁智超, 蔚文斌 申请人:西安科技大学