[发明专利]一种煤层扰动下煤粉运动状态的模拟装置

说明书

本发明提供一种煤层扰动下煤粉运动状态的模拟装置，所述模拟装置包括井筒、结构模拟装置、侧盖、密封垫圈、水泵、水管、废液处理箱、集水箱、进气管和空压机，所述井筒上端设有上开口，下侧端有侧接头，所述结构模拟装置一侧与井筒侧接头连接，另一侧与所述侧盖可拆卸的固定连接，所述密封垫圈和侧盖密封结构模拟装置的侧面，所述水泵通过水管输送液体，所述空压机通过进气管输送气体。所述一种煤层扰动下煤粉运动状态的模拟装置从煤粉产生的源头开始，对煤层扰动下煤粉产生过程及运动状态进行模拟，并方便观察。

技术领域

本发明涉及一种模拟装置，尤其涉及一种煤层扰动下煤粉运动状态的模拟装置。

背景技术

煤层气作为一种清洁能源，具有巨大的开发潜能，其排采过程中存在许多问题，其中煤粉问题是影响设备正常排采的关键问题，而了解煤粉的产生是解决煤粉问题的重要一环。

常见的煤粉大部分是由于扰动煤层而产生的，不同的煤体结构产生煤粉的量不同，而且煤粉的颗粒大小和形态也是不同的。现有的装置没能对煤粉产生过程进行模拟，理论研究也是通过取煤粉样进行观察，因此十分需要发明一种装置，对不同煤体结构的煤层进行扰动，观察煤粉产生运移的规律，从而佐证现有的关于煤粉的研究结果。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种能模拟煤层扰动下煤粉产生过程及运动状态的模拟装置。

本发明提供了一种煤层扰动下煤粉运动状态的模拟装置，其包括结构模拟装置、侧盖、密封垫圈、进气管和空压机，所述结构模拟装置中部设有一容纳腔，所述容纳腔上下两侧依从外向内顺序对称的设置有气囊、第一隔层、装样腔、第二隔层和孔隙转换层，所述气囊、第一隔层、装样腔、第二隔层和孔隙转换层固定在结构模拟装置内，所述侧盖可拆卸的固定在结构模拟装置侧面，所述密封垫圈位于侧盖和结构模拟装置之间，所述密封垫圈和侧盖一起密封结构模拟装置的侧面，所述侧盖上设有两个气体进口，所述气体进口各与一气囊连接，所述进气管一端连接气体进口，另一端连接空压机，所述气体进口和气囊连通，所述空压机提供气体，气体经所述进气管进入气囊，所述第二隔层设置有多个开孔，所述孔隙转换层设有与第二隔层开孔对应的开孔，所述容纳腔上下两侧设有与孔隙转换层开孔对应的设有多个开孔，打开第二隔层和孔隙转换层的开孔，所述容纳腔与第二隔层相通。

进一步地，所述模拟装置还包括井筒、第一水管、第二水管、第三水管、水泵、水管、废液处理箱和集水箱，所述井筒上端设有上开口，下侧端设有侧接头，所述侧接头与容纳腔固定连接，所述侧盖上设有液体进口，所述第一水管一端连接集水箱，另一端固定在液体进口上，所述液体进口和容纳腔连通，所述容纳腔和侧接头连通，所述第二水管一端穿过上开口连接井筒底部，另一端连接水泵，所述第三水管一端连接水泵，另一端连接废液处理箱。

进一步地，所述结构模拟装置是透明材质构成，便于观测模拟结果。

进一步地，所述进气管上设有气体压力计和气体控压阀，所述气体控压阀控制气体的气量大小，气体压力计显示气体压力的大小。

进一步地，所述第一水管上设有液体压力计、液体流量计、液体控压阀，所述液体控压阀控制液体的流量大小，所述液体压力计显示液体压力的大小，液体流量计显示流量的大小。

进一步地，所述侧盖通过螺栓可拆卸的固定在所述结构模拟装置侧面。

进一步地，所述侧接头以螺纹连接的方式与容纳腔固定连接。

进一步地，所述第二隔层是刚性耐压材料构成，所述第二隔层的开孔中嵌有平板状薄片，所述平板状薄片通过杠杆与螺旋小钮相连，所述螺旋小钮固定在侧盖上，所述螺旋小钮控制第二隔层的开孔的开闭。

进一步地，所述孔隙转换层由厚的刚性材料组成，所述孔隙转换层的开孔内嵌有圆环状薄片，所述圆环状薄片通过杠杆与螺旋大钮相连，所述螺旋大钮控制孔隙转换层开孔孔径的大小。