[发明专利]一种注入表面活性剂的装置

说明书

本发明公开一种注入表面活性剂的装置，所述装置包括：储气组件、注液组件、第一煤样罐、第二煤样罐、固定空间组件、第四压力传感器、脱气组件。本发明通过注液组件一次性定量、定压向第一煤样罐注入表面活性剂，获得固体空间组件内的压力，根据固体空间组件内的压力变化绘制第一煤样瓦斯解吸曲线；通过注液组件分阶段定量、定压向第二煤样罐注入表面活性剂，获得固体空间组件内的压力，根据固体空间组件内的压力变化绘制第二煤样瓦斯解吸曲线，通过比较第一煤样瓦斯解吸曲线和第二煤样瓦斯解吸曲线的特点，获得不同状态下最优注入方式，为后续工程选择注入表面活性剂的方式提供便利条件。

技术领域

本发明涉及煤矿技术领域，特别是涉及一种注入表面活性剂的装置。

背景技术

随着煤炭开采深度和范围不断扩大，高产高效矿井数量大大增加，综合机械化采煤的强度较大、生产集中、推进速度较快，使采煤工作面瓦斯表现出强度高、数量大和极不均衡等特点，同时综采工作面由于走向长度较长，采高较大，推进速度较快，因而往往会形成较大面积的采空区，由于受采动压力影响，使工作面回风风流中断面不足，通风阻力大，采空区漏风带宽度增加，采空区大量瓦斯由工作面上隅角进入回风风流中，且由于回采前瓦斯释放率低，导致采空区瓦斯大量涌出，从而使采空区工作面瓦斯浓度超限，可能会发生重大事故灾害，造成严重的人员伤亡和经济损失。

为了防止瓦斯浓度超限，通过向媒体中注水方式润湿煤体，对预防瓦斯在采空区工作面的浓度值超限起到一定作用，但预防效果是由煤体湿润均匀程度决定的，只有当煤体中水分达到4％以上才能起到防治瓦斯浓度超限的作用。而实际应用中，由于煤表面自由能较低且透水性较差，使得煤体难以均匀润湿，很难达到预期效果。为此一些学者通过对水中添加表面活性剂来降低瓦斯涌出强度，一方面表面活性剂可以改善水对煤的润湿性能，提高了润湿效果；另一方面，表面活性剂溶液可吸收空气中的水分，在煤体表面形成了含水液膜，使煤体长期处于含水潮湿状态，具有吸热降温作用，而低温高湿有效抑制瓦斯解吸速率，对预防瓦斯浓度超限有显著的效果。

目前，国内针对注入表面活性剂的方式研究甚少，如何有效注入表面活性剂成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种注入表面活性剂的装置，通过设置注液组件、第一煤样罐、第二煤样罐，获得不同状态下最优注入方式，以便后续工程选择注入表面活性剂的方式。

为实现上述目的，本发明提供了一种注入表面活性剂的装置，所述装置包括：

储气组件，用于调整高压气体压力，获得实验所需的气体；

注液组件，用于定量、定压注入表面活性剂；

第一煤样罐，用于存储煤样；所述第一煤样罐的第一输入端与所述储气组件相连，用于接收气体；所述第一煤样罐的第二输入端与所述注液组件相连，用于接收一次性定量、定压注入的表面活性剂；

第二煤样罐，用于存储煤样；所述第二煤样罐的第一输入端与所述储气组件相连，用于接收气体；所述第二煤样罐的第二输入端与所述注液组件相连，用于接收分阶段定量、定压注入的表面活性剂；

固定空间组件，分别与所述第一煤样罐的第一输出端、所述第二煤样罐的第一输出端相连，用于存储所述第一煤样罐或所述第二煤样罐解吸出的气体；

第四压力传感器，放置在所述固定空间组件内，用于检测所述固定空间组件内煤样解吸出来气体的压力；

脱气组件，与所述固定空间组件相连，用于排除所述固定空间组件内、第一煤样罐内、第二煤样罐内、参考罐内的气体。

可选的，所述储气组件包括：

高压钢瓶，用于存储高压气体，所述高压气体为高压氮气或高压瓦斯气体；

调压阀，与所述高压钢瓶相连，用于对所述高压钢瓶内的高压气体进行调压，获得实验所需的气体，所述气体为氮气或瓦斯气体；