多因素影響下的煤的瓦斯放散初速度研究試驗臺的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及多因素影響下的煤的瓦斯放散初速度研究實驗臺，由煤樣罐、充氣系統、抽真空系統、測壓系統和輔助系統組成。本實用新型可以測試的影響因素有：煤樣粒徑、測定溫度、煤樣水分、吸附時間、吸附平衡壓力和瓦斯濃度等因素對煤的瓦斯初速度的影響的趨勢。實驗可以得到本實驗系統內的ΔP值和不同煤樣及實驗環境下的瓦斯放散過程圖，運用這些數據可定性分析不同因素對瓦斯放散初速度ΔP的影響。本實用新型構造簡潔，實驗過程簡便，并且可以根據需要對實驗條件和環境進行調整。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一套用于研究相關因素對煤的瓦斯放散初速度影響趨勢的實驗 設備，具體是多因素影響下的煤的瓦斯放散初速度研究實驗臺。 多因素影響下的煤的瓦斯放散初速度研究試驗臺
【背景技術】
[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律的物理量，在煤層的突 出危險性鑒定、煤層突出危險性預測和突出區域劃分中得到廣泛應用。現行的《防治煤與瓦 斯突出規定》中，煤的瓦斯放散初速度ΛΡ作為劃分突出危險性的主要指標之一。國家安全 生產監督管理總局頒布了《煤的瓦斯放散初速度指標（Λ P)測定方法》的行業標準，但不同 煤樣、不同環境條件對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 個相關因素對△ Ρ指標的影響的實驗設備，為實現準確測定該指標奠定實驗基礎。
【發明內容】
[0003] 本實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，更加規范該指標 的測定條件和環境，從而實現該指標的準確測定，提供一種多因素影響下的煤的瓦斯放散 初速度研究試驗臺。
[0004] 本實用新型采用的技術解決方案如下：一種多因素影響下的煤的瓦斯放散初速度 研究試驗臺，包括煤樣罐、充氣系統、抽真空系統、測壓系統和輔助系統。罐體（1、5)內設有 煤樣，煤樣上設有脫脂棉墊（20)，充氣系統由氣囊（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，氣囊（4) 內充入不同濃度的瓦斯，鋼瓶（9)上設有閥門（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，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)，測壓系統由固定容器（12)、三通（11)、閥門（2、6)、傳感器（13)、真 空計（16)和計算機（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（16)，真空 計（16)通過外設口連線（17)連接計算機（18)，輔助系統由恒溫水浴槽（19)和水分分析儀 (21)組成，恒溫水浴槽（19)內設有罐體（1、5)，罐體（5)內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 ;實驗前氣囊（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（16)的有效量程為0至標準 大氣壓，精度為IPa。
[0006] 本實用新型是在行業標準的基礎上，針對相關的影響因素測試條件和環境，搭建 的試驗臺。本裝置可以測試的影響因素有：煤樣粒徑、測定溫度、煤樣水分、吸附時間、吸附 平衡壓力和瓦斯濃度。實驗可以得到本實驗系統內的ΛΡ值和不同煤樣及實驗環境下的瓦 斯放散過程圖，運用這些數據可定性分析不同因素對瓦斯放散初速度ΛΡ的影響趨勢，本 實用新型構造簡潔，實驗過程簡便并且可以根據需要對實驗條件和環境進行調整。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0007] 圖1為本實用新型的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0008] -種多因素影響下的煤的瓦斯放散初速度研究試驗臺，包括煤樣罐、充氣系統、抽 真空系統、測壓系統和輔助系統。煤樣罐由罐體Ι、Π 1、5和脫脂棉墊20組成，罐體1、111、 5內設有煤樣，煤樣上設有脫脂棉墊20,充氣系統由氣囊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，氣囊4內充 入不同濃度的瓦斯，鋼瓶9上設有閥門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，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,測壓系統由固定容器12、三通11、旋鈕1、112、6、傳感器13、真空計16和計算機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16,真空計16通過外設口連線17連接計算機 18,輔助系統由恒溫水浴槽19和水分分析儀21組成，恒溫水浴槽19內設有罐體1、111、5， 罐體Π 5內煤樣連接水分分析儀21。煤樣罐實驗承壓范圍為真空至5MPa ;實驗前氣囊中氣 體體積占其容積的1/5至4/5 ;恒溫水浴槽的實驗調節范圍為5°C至65°C;真空計的有效量 程為0至標準大氣壓，精度為IPa ;計算機18處理真空計16傳輸到的數據。
[0009] 實驗前，經檢測整個系統的氣密性良好后，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，真空泵同時抽空兩只煤樣罐內煤樣和連接管、固定容器12中的 空氣。脫氣結束后，依次關閉旋鈕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（由實驗方案確定時間）。打開計算機18,運行實驗軟 件，關閉閥門I、113、7,再打開旋鈕12時開始計時，煤樣罐體II內的煤樣解析的瓦斯放散 到導氣管10和固定容器12,10秒后讀取真空計16示數，關閉至45秒再次打開旋鈕12,至 60秒時關閉旋鈕12讀取真空計示數。然后再依次打開真空泵15、閥門11114,直到真空計 示數穩定，關閉閥門11114、真空泵15,打開旋鈕116時刻開始計時，煤樣罐115內的煤樣解 析的瓦斯放散到導氣管10和固定容器12,10秒后讀取真空計示數，關閉至45秒再次打開 旋鈕11114,至60秒時關閉旋鈕116讀取真空計示數。分別用兩次示數之差經單位換算得 到本實驗的ΛΡ值，實驗結束后利用計算機上真空計數據制成煤樣的瓦斯放散過程圖。研 究實驗數據和煤樣的瓦斯放散過程圖，得到不同因素對煤的瓦斯放散初速度的影響趨勢。 [〇〇1〇] 測定不同溫度實驗時，將煤樣罐置于設定溫度的恒溫水浴槽19中，其實驗過程同 上；測定不同水分條件的實驗時，用不同含水量的煤樣做完實驗后，用水分分析儀21測定 煤樣含水率；做常壓條件下吸附瓦斯時，用氣囊袋4做瓦斯源；做非常壓條件下的吸附實 驗，用鋼瓶9做瓦斯源，吸附環節之前先向鋼瓶中充入瓦斯使得氣壓在預計的壓力范圍；做 不同瓦斯濃度瓦斯的實驗時，在氣囊中充入相應濃度的瓦斯，完成實驗。
【權利要求】
1. 一種多因素影響下的煤的瓦斯放散初速度研究試驗臺，包括煤樣罐、充氣系統、抽 真空系統、測壓系統和輔助系統，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)內設有煤樣，煤樣上設有脫脂棉墊（20)，充氣系統由氣囊（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，氣囊（4)內充入不同濃度的瓦斯，鋼瓶（9)上設有閥門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，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)，測壓系統 由固定容器（12)、三通（11)、旋鈕I、II (2、6)、傳感器（13)、真空計（16)和計算機（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（16)，真空計（16)通過外設口 連線（17)連接計算機（18)，輔助系統由恒溫水浴槽（19)和水分分析儀（21)組成，恒溫水 浴槽（19)內設有罐體I、II (1、5)，罐體II (5)內煤樣連接水分分析儀（21)。
2. 如權利要求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臺，其特征 在于：煤樣罐體I、II (1、5)承壓范圍為真空至5MPa ;實驗前氣囊（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（16)的有效量程為0至標 準大氣壓，精度為IPa。
【文檔編號】G01N7/14GK203881641SQ201420202191
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年4月23日 優先權日:2014年4月23日
【發明者】李樹剛, 林海飛, 李正祿, 趙鵬翔, 劉超, 肖鵬, 楊守國, 丁洋, 李志梁, 孫香榮, 安朝峰, 丁智超, 蔚文斌 申請人:西安科技大學