[发明专利]一种破碎煤岩体气体渗透试验装置及方法

权利要求书

1.一种破碎煤岩体气体渗透试验装置，包括缸筒，缸筒上方设有压盖，缸筒下方为底座，其特征在于：

所述缸筒外侧设有温控室，温控室由圆筒构成，圆筒下部通过螺栓与底座连接，

所述压盖为阶梯形结构，压盖中心设有通孔，推头从该通孔内穿过，推头下方通过螺纹与推板连接，推头和推板上设有与缸筒内部相通的出气口，推头上方设有位移传感器；缸筒内壁上均匀设有压力传感器，缸筒筒壁上均匀设有气孔，气孔穿过缸筒和温控室筒壁与外部相通，在缸筒中部设有抽真空孔；缸筒底部设有进气口，进气口穿过底座与外部相通；缸筒底部和推板下方分别设有透气板，透气板上设有若干个孔；

所述透气板与推板、缸筒底部之间分别设有纱布；

温控室顶部设有进水孔，温控室中部设有温度计，底部设有排水口，排水口穿过底座与外部相通；

所述位移传感器、压力传感器连接导线、数据采集装置、计算机处理装置。

2.根据权利要求1所述的破碎煤岩体气体渗透试验装置，其特征在于：所述缸筒上部与压盖之间，温控室圆筒与底座之间通过螺栓连接，且连接处设有O型密封圈；所述推头与压盖之间设有O型密封圈。

3.根据权利要求1所述的破碎煤岩体气体渗透试验装置，其特征在于：所述缸筒内的压力传感器沿圆周方向均匀分布四个，且沿缸筒内部上、中、下平行设置三层，共有十二个压力传感器。

4.根据权利要求1所述的破碎煤岩体气体渗透试验装置，其特征在于：所述缸筒内的气孔沿圆周方向均匀分布四个，且沿缸筒上、下平行设置两层，每层各有两个侧壁进气孔和两个侧壁出气孔，共有八个气孔，侧壁进气孔与侧壁出气孔分别呈轴对称分布。

5.一种破碎煤岩体气体渗透试验方法，采用所述权利要求1~4任一项所述的装置，其特征在于：包括以下步骤：

（1）、把破碎煤岩体用不同粒径砂石筛分成不同块度的破碎体；

（2）由温控室的进水孔、出水孔持续循环流入水；

（3）、打开压盖，将筛分好的破碎煤岩体倒入缸筒中，使其均匀自然堆积，然后关闭压盖，拧紧螺丝实现缸体密封；

（4）、由抽真空孔对缸筒内煤岩体抽真空；

（5）、由进气口向缸筒内持续注入甲烷，使试样吸附饱和；

（6）、由进气口以及缸筒侧壁进气孔分别注入一定压力甲烷气体，记录初始进气口、侧壁进气孔和出气口、侧壁出气孔流量及压力，由微机控制电液伺服压力机对试验装置加压，当位移传感器显示破碎煤岩体轴向压缩位移为2、4、6、8、10、12、14mm时分别记录进、出气口、侧壁对应进、出气孔的气压、流量以及压力机轴向压力、缸筒内壁压力传感器环向压力值变化，试验结束，取出试验试样。

6.根据权利要求5所述的破碎煤岩体气体渗透试验方法，其特征在于：所述破碎体的粒度为22.5mm以下，提供不同的破碎体的粒径组合，获得压力机给予不同压缩情况下破碎煤岩体的渗流性质。

7.根据权利要求5所述的破碎煤岩体气体渗透试验方法，其特征在于：所述温控室内注入水的温度为0~100℃；由温控室的进水孔、出水孔持续循环流入不同温度的水，获得不同温度下破碎煤岩体在不同轴向压缩条件下进、出气口、侧壁对应进、出气孔的气压、流量以及压力机轴向压力、缸筒内壁压力传感器环向压力值变化情况。

8.根据权利要求5所述的破碎煤岩体气体渗透试验方法，其特征在于：所述缸筒内注入甲烷的压强为10kPa~1000kPa；进气口以及侧壁进气口采用不同压力梯度的气体，获得不同方向压差下，压力机给予不同压缩情况下破碎煤岩体的渗流性质。

9.根据权利要求5所述的破碎煤岩体气体渗透试验方法，其特征在于：所述破碎体为多层煤体、岩石组合体。