[发明专利]一种多功能煤吸附/解吸瓦斯参数测定试验装置及方法

权利要求书

1.一种多功能煤吸附/解吸瓦斯参数测定试验装置，其特征在于，包括：高压气瓶、充气室、颗粒状煤吸附室、块状煤吸附室、数据采集仪及计算机，所述充气室通过第一管路分别连接于所述高压气瓶、真空泵和背压阀，所述高压气瓶与所述充气室之间的所述第一管路上设有减压阀和第一阀门，所述真空泵与所述充气室之间设有第二阀门，所述背压阀与所述充气室之间设有第三阀门，所述充气室安装有第一压力表，所述充气室的一侧通过第二管路连接于所述颗粒状煤吸附室，另一侧通过第三管路连接于所述块状煤吸附室，所述第二管路上设有第二压力表和第四阀门，所述第三管路上设有第三压力表和第五阀门，所述数据采集仪连接于第一压力表、第二压力表、第三压力表及所述块状煤吸附室，用于采集数据，并将数据传输给所述计算机。

2.根据权利要求1所述的多功能煤吸附/解吸瓦斯参数测定试验装置,其特征在于：所述充气室、所述颗粒状煤吸附室及所述块状煤吸附室放置于水浴箱内，所述水浴箱连接于所述数据采集仪。

3.根据权利要求1所述的多功能煤吸附/解吸瓦斯参数测定试验装置,其特征在于：所述第一阀门、所述第二阀门、所述第三阀门、所述第四阀门及所述第五阀门为气动针型阀，所述气动针型阀与所述减压阀、所述背压阀及所述真空泵的开关集成于阀门控制器，所述阀门控制器与所述计算机相连。

4.根据权利要求1所述的多功能煤吸附/解吸瓦斯参数测定试验装置,其特征在于：所述块状煤吸附室内放置有块状煤样，所述块状煤样上粘贴有应变片，所述应变片连接于所述数据采集仪。

5.根据权利要求1所述的多功能煤吸附/解吸瓦斯参数测定试验装置,其特征在于：所述颗粒状煤吸附室或/和所述块状煤吸附室包括缸体，所述缸体的上方设有缸盖，所述缸盖与所述缸体顶面之间设有圆盖，所述圆盖上安装有航空插头，所述缸盖将所述圆盖与所述缸体螺接锁紧。

6.根据权利要求5所述的多功能煤吸附/解吸瓦斯参数测定试验装置,其特征在于：所述缸体的顶部边缘与所述圆盖之间设有密封圈，所述缸体内设有整流过滤网用于将煤样与进气口隔开。

7.一种采用权利要求1所述的多功能煤吸附/解吸瓦斯参数测定试验装置的方法，其特征在于，包括：

步骤一：制作煤样，制备颗粒状煤样或/和块状煤样，分别放置于所述颗粒状煤吸附室或/和所述块状煤吸附室内；

步骤二：打开所述高压气瓶，向所述计算机内输入煤样的质量、真密度、视密度、含水率，设置程序参数，使所述计算机执行如下步骤：

(a)打开所述第二阀门及所述第四阀门或/和所述第五阀门，启动所述真空泵脱气，脱气一定时间后，关闭所述第二阀门及所述第四阀门或/和所述第五阀门，关闭所述真空泵；

(b)打开所述第一阀门，调节所述减压阀，向所述充气室内充气，使所述充气室内压力为P1，关闭所述第一阀门和所述减压阀，打开所述第四阀门或/和所述第五阀门，向所述颗粒状煤吸附室或/和所述块状煤吸附室内充气，使充气压力为P2时，关闭所述第四阀门或/和所述第五阀门；

(c)所述颗粒状煤样或/和所述块状煤样分别在所述颗粒状煤吸附室或/和所述块状煤吸附室内吸附，吸附达到平衡后，记录所述第二压力表和所述第三压力表的数值；

(d)所述计算机根据所述颗粒状煤吸附室或/和所述块状煤吸附室内瓦斯压力的变化，计算出煤样吸附量、煤样吸附常数。

8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于：所述块状煤样上垂直的粘贴有应变片，所述应变片连接于所述数据采集仪，在测量所述块状煤样吸附量时，所述数据采集仪测得所述煤样的变形量，并通过改变吸附压力和温度进行多组试验，测得块状煤样吸附量与变形量的关系。

9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于：在测量所述块状煤样变形量时，步骤二(c)后，打开所述背压阀，逐渐降低所述背压阀的压力，记录压力降低为P3、P4……各压力下解吸平衡时对应的块状煤样的变形量，测得块状煤样变梯度解吸煤体的变形量。

10.根据权利要求7所述的方法,其特征在于：所述第四阀门或所述第五阀门同时打开时，所述充气室同时向所述颗粒状煤吸附室和所述块状煤吸附室内充气，所述试验装置测量相同质量的比表面积不同的煤样在相同条件下的吸附量；

所述第四阀门关闭，所述第五阀门打开时，所述充气室单独向所述块状煤吸附室内充气，测量所述块状煤样的吸附量、变形量及其关系；

所述第四阀门打开，所述第五阀门关闭时，所述充气室单独向所述颗粒状煤吸附室内充气，测量所述颗粒状煤样的吸附量和吸附常数。