一种煤体加热瓦斯解吸实验装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种煤样瓦斯吸附解吸实验装置，具体涉及一种煤体加热瓦斯解吸实验装置，包括供瓦斯装置、负压抽放装置、解吸装置、集气系统、温度监测系统，供瓦斯装置与负压抽放装置之间并联，供瓦斯装置与解吸装置和集气系统通过管路依次串联连通；解吸装置包括煤样罐；煤样罐位于恒温水箱中；煤样罐的侧壁上设有瓦斯进气口和排气口；煤样罐中部设有加热装置；加热装置包括热芯管槽和位于热芯管槽内部的恒温热芯。温度监测系统包括位于煤样罐内部的温度传感器、数据采集仪和计算机。本实用新型实验装置操作简单，可准确测得煤体在加热条件下煤体温度分布和瓦斯解吸规律，对煤层瓦斯注热开采和瓦斯防治具有重要意义。
【专利说明】
一种煤体加热瓦斯解吸实验装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种煤样瓦斯解吸实验装置，具体涉及一种适用于研究一种煤体加热瓦斯解吸实验装置。【背景技术】
[0002]煤与瓦斯突出过程是极其复杂的，目前尚没有提出统一的突出机理。研究表明:温度与煤体瓦斯解吸存在相关性，温度越高解吸率越高。对煤体进行一定程度的加热可以作为促进瓦斯解吸及提高煤层瓦斯采收率的一种有效方法。目前我国已在多个矿区尝试采用钻孔注热的方式来提高煤层瓦斯抽采率;而在实验室中，目前已有的煤体瓦斯吸附解吸实验装置却无法准确测得在加热条件下对煤体瓦斯解吸率的影响。因此，有必要设计一种能测得煤体在不同加热条件下，煤体瓦斯解吸过程中温度变化和瓦斯解吸率变化的实验装置。
【发明内容】
[0003]为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种煤体加热瓦斯解吸实验装置，可准确测得煤体在加热条件下煤体温度分布和瓦斯解吸规律，对煤层瓦斯注热开采和瓦斯防治具有重要意义。
[0004]本实用新型通过下述技术方案来实现:
[0005]—种煤体加热瓦斯解吸实验装置，包括供瓦斯装置、负压抽放装置、解吸装置、集气系统、温度监测系统。供瓦斯装置与负压抽放装置之间并联;供瓦斯装置通过管路与解吸装置和集气系统依次串联连通;解吸装置包括煤样罐;煤样罐位于恒温水箱中；煤样罐的侧壁上设有瓦斯进气口和排气口；煤样罐中部设有加热装置;温度监测系统包括位于煤样罐内部的温度传感器、数据采集仪和计算机。
[0006]进一步地，上述煤样罐呈圆柱体，包括罐体和罐盖;罐体与罐盖法兰连接。
[0007]进一步地，上述加热装置包括位于罐体内部的热芯管槽和位于热芯管槽内部的恒温热芯。
[0008]进一步地，上述恒温热芯为内部设有相变储热材料的金属导热管。
[0009]进一步地，上述温度传感器设在罐体内离轴心不同半径的圆周上。
[0010]进一步地，上述罐体和罐盖之间设有至少一个“0”型密封圈。
[0011]进一步地，上述罐体的内壁和罐盖的底部均设有隔热装置。
[0012]进一步地，上述罐盖上设有由硅橡胶密封的空心螺栓;温度传感器的数据线通过空心螺栓与数据采集仪和计算机串联连接。
[0013]本实用新型具有以下优点:本实用新型的实验装置操作简单，通过在煤样罐中设置热芯管槽和恒温热芯，可模拟井下煤层在钻孔注热条件下煤体瓦斯解吸规律，有助于研究煤层注热开采；同时由于可以很方便的更换不同的带有相变储热材料的恒温热芯，可以方便快速的研究不同相变储热材料在煤层注热开采时的效果;本实用新型通过在煤样罐内同一水平面离轴心不同半径的圆周上设置多个温度传感器，有助于研究煤层瓦斯注热开采时煤体温度的分布规律和对煤体瓦斯解吸规律的影响。本实用新型的实验装置有助于研究煤层气注热开采和瓦斯防治，具有重要意义。【附图说明】
[0014]附图1是本实用新型一种煤体加热瓦斯解吸实验装置的结构示意图；
[0015]附图2是本实用新型中煤样罐的结构示意图；
[0016]附图3是本实用新型中煤样罐内部温度传感器分布的平面示意图；[〇〇17]图中:1-供瓦斯装置;2-负压抽放装置;3-恒温水箱;4-煤样罐;40-罐体;41-罐盖； 42-热芯管槽;43-恒温热芯；44-进气口； 45-排气口； 46-密封圈；47-隔热装置;48-空心螺栓;5-集气系统;51-流量计;61-温度传感器;62-数据采集仪;63-计算机。【具体实施方式】
[0018]下面结合附图和具体实施例对本实用新型作更进一步的说明，以便本领域内的技术人员了解本实用新型。
[0019]—种煤体加热瓦斯解吸实验装置，包括供瓦斯装置1、负压抽放装置2、解吸装置、 集气系统5、温度监测系统6,供瓦斯装置1与负压抽放装置2之间并联，供瓦斯装置1通过管路与解吸装置和集气系统5依次串联连通;解吸装置包括煤样罐4;煤样罐4位于恒温水箱3 中；煤样罐4的侧壁上设有瓦斯进气口 44和排气口 45;煤样罐4中部设有加热装置;温度监测系统6包括位于煤样罐4内部的温度传感器61、数据采集仪和计算机。煤样罐4呈圆柱体，包括罐体40和罐盖41;罐体40与罐盖41法兰连接。加热装置包括位于罐体40内部的热芯管槽 42和位于热芯管槽42内部的恒温热芯43。恒温热芯43为内部设有相变储热材料的金属导热管。温度传感器61设在罐体40内离轴心不同半径的圆周上。罐体40和罐盖41之间设有至少一个“0”型密封圈46。罐体40的内壁和罐盖41的底部均设有隔热装置47。罐盖41上设有由硅橡胶密封的空心螺栓48;温度传感器61的数据线通过空心螺栓48与数据采集仪62和计算机 63串联连接。
[0020]在使用本实用新型实验装置时，按照以下步骤进行:(1)试验准备:采集井下工作面的新鲜煤样研磨加工成煤粉，并将煤粉放置在煤样罐4中，同时将温度传感器61按要求铺设在煤样中；(2)检测实验装置气密性:打开负压抽放装置2,同时关闭供瓦斯装置1和集气装置5,对煤样罐4进行真空抽气，待完全真空后，关闭负压抽放装置2,打开供瓦斯装置1，通过调节阀调节瓦斯压力，对煤样罐4加压，并关闭供瓦斯装置1，持续观察2h，检查装置气密性；(3)煤样瓦斯吸附:调节供瓦斯装置1的压力，对煤样罐4内的煤体处于一定瓦斯压力的平衡状态；(4)煤样瓦斯加热解吸:将装有相变储热材料的恒温热芯43放置在热芯管槽42 中，对煤样进行加热，持续记录煤体温度变化和集气装置5中瓦斯解吸体积。
[0021]本实用新型的实验装置操作简单，通过在煤样罐中设置热芯管槽和恒温热芯，可模拟井下煤层在钻孔注热条件下煤体瓦斯解吸规律，有助于研究煤层注热开采；同时由于可以很方便的更换不同的带有相变储热材料的恒温热芯，可以方便快速的研究不同相变储热材料在煤层注热开采时的效果;通过在煤样罐内同一水平面离轴心不同半径的圆周上设置多个温度传感器，有助于研究煤层瓦斯注热开采时煤体温度的分布规律和对煤体瓦斯解吸规律的影响。本实用新型的实验装置有助于研究煤层气注热开采和瓦斯防治，具有重要意义。
[0022]以上实施方式仅用以说明本实用新型而并非限制本实用新型所描述的技术方案； 因此尽管本说明书参照上述的各个实施方式对本实用新型已进行了详细的说明，但是本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本实用新型进行修改或者等同替换;而一切不脱离本实用新型的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
【主权项】
1.一种煤体加热瓦斯解吸实验装置，其特征在于，所述的实验装置包括供瓦斯装置 (1)、负压抽放装置(2)、解吸装置、集气系统(5)、温度监测系统，所述供瓦斯装置(1)与负压 抽放装置(2)之间并联，所述供瓦斯装置(1)通过管路与解吸装置和集气系统(5)依次串联 连通;所述解吸装置包括煤样罐(4);所述煤样罐(4)位于恒温水箱(3)中；所述煤样罐(4)的 侧壁上设有瓦斯进气口(44)和排气口(45);所述煤样罐(4)中部设有加热装置;所述温度监 测系统包括位于煤样罐(4)内部的温度传感器(61)、数据采集仪(62)和计算机(63)。2.如权利要求1所述的一种煤体加热瓦斯解吸实验装置，其特征在于，所述煤样罐(4) 呈圆柱体，包括罐体(40)和罐盖(41);所述罐体(40)与罐盖(41)通过法兰连接。3.如权利要求2所述的一种煤体加热瓦斯解吸实验装置，其特征在于，所述加热装置包 括位于罐体(40 )内部的热芯管槽(42 )和位于热芯管槽(42 )内部的恒温热芯(43 )。4.如权利要求3所述的一种煤体加热瓦斯解吸实验装置，其特征在于，所述恒温热芯 (43)为内部设有相变储热材料的金属导热管。5.如权利要求4所述的一种煤体加热瓦斯解吸实验装置，其特征在于，所述温度传感器 (61)设在罐体(40)内离轴心不同半径的圆周上。6.如权利要求5所述的一种煤体加热瓦斯解吸实验装置，其特征在于，所述罐体(40)和 罐盖(41)之间设有至少一个“0”型密封圈(46)。7.如权利要求6所述的一种煤体加热瓦斯解吸实验装置，其特征在于，所述罐体(40)的 内壁和罐盖(41)的底部均设有隔热装置(47)。8.如权利要求7所述的一种煤体加热瓦斯解吸实验装置，其特征在于，所述罐盖(41)上 设有由硅橡胶密封的空心螺栓(48);所述温度传感器(61)的数据线通过空心螺栓(48)与数 据采集仪(62 )和计算机(63 )串联连接。
【文档编号】G01N7/16GK205593878SQ201620410050
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年5月9日
【发明人】杨涛, 聂百胜, 陈学习, 陈鹏
【申请人】华北科技学院