[实用新型]一种采空区多孔介质渗透率测量装置

说明书

技术领域

本实用新型属于煤矿采空区流场研究技术领域，具体涉及一种采空区多孔介质渗透率测量装置。

背景技术

采空区是煤体开采后留下的空区，也是煤矿重大隐患的区域，除顶板冒落和水害引发的安全问题之外，采空区存在的瓦斯及遗煤氧化自燃也是极大的安全隐患。长壁工作面煤层开采后，采空区顶板煤岩冒落，形成多孔介质有限空间，采空区存在一定量的浮煤解析瓦斯及采空区四周散发瓦斯，越往采空区深部，瓦斯浓度越大。而渗透率是采空区多孔介质的一种物理性质，是允许流体通过能力的度量，是采空区中气体流动最基本也是最重要的参数之一。测量多孔介质渗透率的方法很多，工作原理基于达西定律。但目前，针对测量采空区多孔介质渗透率的装置及方法较少，大部分是关于岩芯及煤层渗透率的测量，而关于采空区多孔介质渗透率测试技术和方法的报道较少，采空区渗透率是研究采空区流场的重要参数，因此，需发明一种能测量采空区多孔介质渗透率的测量装置。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种结构简单、操作方便、实用性强的采空区多孔介质渗透率测量装置。

本实用新型的目的是通过如下的技术方案来实现的：该采空区多孔介质渗透率测量装置，它包括前后依次连接并安装于风筒支架及底座上的前端稳流筒、缩流筒、多孔介质填充筒、后端稳流筒；所述前端稳流筒的入口端安装有变频式风机；所述多孔介质填充筒的入口端面和出口端面分别设有前端多孔隔板和后端多孔隔板，多孔介质填充筒的内部填充有多孔介质，多孔介质填充筒的入口上方设有前端压力计，多孔介质填充筒的出口上方设有后端压力计和气体流量计；所述前端压力计、后端压力计、气体流量计、变频式风机与控制及显示系统有线连接。

具体地说，所述前端多孔隔板和后端多孔隔板为开孔率不低于60％、孔径不大于填料即多孔介质最小粒径的孔板。

具体地说，所述前端稳流筒、缩流筒、多孔介质填充筒、后端稳流筒均为圆筒状，其前后端采用法兰连接。

具体地说，所述控制及显示系统包括显示器、处理器及程序控制系统。

本实用新型与其它试验及测量装置相比，具有如下有益效果：

(1)能通过程序控制变频式风机的输入频率，实现灵活控制入口处压力。

(2)采用的压力计、气体流量计通过电脑采集数据，使试验条件易于控制且试验数据读取方便、准确。

(3)本实用新型测量装置设计简单合理、结构紧凑、操作简便快捷。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图。

图2为图1中A-A剖面图。

图3为图1中B-B剖面图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的描述。

参见图1、图2、图3，本实施例包括前后依次连接并安装于风筒支架及底座8上的前端稳流筒3、缩流筒4、多孔介质填充筒7、后端稳流筒12；前端稳流筒3、缩流筒4、多孔介质填充筒7、后端稳流筒12均为圆筒状，其前后端采用法兰连接，并用螺丝固定，图3中，14为法兰边、15为螺丝孔。前端稳流筒3的入口端安装有变频式风机1，变频式风机1的轴心与前端稳流筒3的圆心在一条线上；前端稳流筒3可以稳定入口风流，以便于入口压力的测量；缩流筒4具有缩流增压作用，当所需试验压力较大时，能明显提高入口处压力；后端稳流筒12能够稳定出口风流，以便于出口压力和气体流量的测量。多孔介质填充筒7的入口端面和出口端面分别设有前端多孔隔板6和后端多孔隔板9，多孔介质填充筒7的内部填充有待测的多孔介质13，如图2所示；前端多孔隔板6和后端多孔隔板9为开孔率不低于60％、孔径不大于填料即多孔介质13最小粒径的孔板，并且能够拆卸。多孔介质填充筒7长度为1m，直径为200mm，其长度可根据多孔介质13的渗透性重新设计，后端稳流筒12的尺寸设计与多孔介质填充筒7相同。多孔介质填充筒7的入口上方设有前端压力计5，用于测量入口压力；多孔介质填充筒7的出口上方设有后端压力计10和气体流量计11，后端压力计10用于测量出口压力，气体流量计11用于测量出口气体流量。前端压力计5、后端压力计10、气体流量计11、变频式风机1与控制及显示系统2有线连接。控制及显示系统2包括显示器、处理器及程序控制系统，并通过电脑程序控制变频式风机1的开闭及频率，通过控制变频式风机1的频率可获得不同的入口压力；前端压力计5、后端压力计10和气体流量计11所测得的数据能通过显示器显示出来，并能获得其连续实时的压力及流量数据。

本实用新型的多孔介质渗透率的测量步骤具体如下：