[发明专利]一种基于密封腔内加恒压的瓦斯试验装置与试验方法

说明书

本发明公开了一种基于腔内加恒压的瓦斯试验装置和试验方法，该设备包括密封主体框架、腔内加恒压装置、瓦斯供给与控制系统、瓦斯流量动态监测系统及数据采集计算机；所述主体框架主要由圆柱形腔体、进气口、出气口、密封盖、O型密封橡胶圈组成，密封盖与密封腔体通过螺纹连接；所述瓦斯供给与控制系统位于密封主体框架左侧；所述瓦斯流量动态监测系统及数据采集计算机位于密封主体框架右侧；所述刚性顶举件与密封盖通过螺纹想连接，通过注入液压油的量来控制压力的大小；所述密封主体框架、瓦斯供给与控制系统、瓦斯流量动态监测系统通过瓦斯管路进行连接；本发明可为根据实际上覆岩层的情况，调整相似模拟过程中的煤体上方的压力大小提供良好而仿真的试验研究设备。

技术领域

本发明涉及密封腔内加恒压的瓦斯试验装置和试验方法

背景技术

煤层透气性对煤体内瓦斯的赋存状态、流动特性有显著影响，而煤体及其赋存围岩内的孔隙率对煤层的透气性有重要影响作用。煤体的孔隙率不仅影响煤对瓦斯的吸附、解吸，还会影响瓦斯在煤微孔隙流动的通道。在实际生产过程中，影响煤体孔隙率的一个很大的因素是上覆岩层给予煤体的压力，而在实验室相似模拟的过程中，大多忽略了上覆岩层给予煤体的压力对煤体孔隙率的影响，导致模拟的结果与实际不相吻合。因此，在实验室相似模拟的过程中，可以根据实际上覆岩层的情况，调整相似模拟过程中的煤体上的压力大小，开发可靠的模拟试验装置，设计合理的试验方法，对于提高瓦斯抽采率，保证煤矿安全生产具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于克服已有实验室瓦斯试验装置忽略实际生产过程中，上覆岩层重量对煤体的孔隙率造成的影响，提供了一种密封腔内加恒压的瓦斯试验装置和试验方法，实现了相似模拟试验过程中试样孔隙率与现场煤体孔隙率的一致性。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于密封腔内加恒压的瓦斯试验装置，包括密封主体框架、腔内加恒压装置、瓦斯供给与控制系统、瓦斯流量动态监测系统及数据采集计算机；所述密封主体框架为一圆柱体腔体，并在圆柱体中间挖一立方体内腔，密封腔体与密封盖通过螺纹连接；所述密封主体框架上端的密封盖中心有一圆孔，通过小型液压泵站将液压油通过注油孔注入加恒压装置；所述加恒压装置将刚性顶举件与密封盖相结合，通过注入液压油的量来控制压力的大小；所述瓦斯供给与控制系统位于密封主体框架左侧，包括高压瓦斯罐、减压阀、瓦斯管路、瓦斯开关、瓦斯流量计、瓦斯压力表；所述瓦斯流量动态监测系统位于密封主体框架右侧，包括瓦斯开关、瓦斯流量计、瓦斯压力表、软管。

所述密封主体框架包括圆柱形腔体、进气口、出气口、密封盖，O型密封橡胶圈，进气口与出气口分别置于密封主体框架两侧，所述密封盖内圈镶嵌有O型密封橡胶圈。

所述的腔内加恒压装置，密封盖中心有一个圆孔，孔壁中有螺纹；在刚性顶举件注油孔处也有螺纹，刚性顶举件与密封盖通过螺纹连接，所述刚性顶举件底座镶嵌有O型密封橡胶圈。在密封腔体密封之后，通过刚性顶举件将压力传到腔内煤体的上方的钢板，使煤体受到压力并保持在一个稳定的程度。

所述瓦斯供给与控制系统包括高压瓦斯罐、减压阀、瓦斯管路、瓦斯开关、瓦斯流量计、瓦斯压力表，所述高压瓦斯罐、瓦斯开关、瓦斯流量计、瓦斯压力表通过瓦斯管路相互串联并与密封主体框架左侧的进气口上的接头进行连接。

所述密封腔体内壁瓦斯进气口与出气口处装有组合金属筛网。

所述瓦斯放散机构包括瓦斯开关、瓦斯流量计、瓦斯压力表、软管；所述瓦斯开关、瓦斯流量计、瓦斯压力表、软管通过瓦斯管路相互串联，并与密封主体框架右侧出气口上的接头进行连接。

基于密封腔内加恒压的瓦斯试验装置的试验方法，包括如下步骤：

a.装置安装：

向密封主体框架立方体内腔内装入适量煤样并把钢板放置与煤样之上，将刚性顶举件通过螺纹与密封盖连接，并在刚性顶举件的底部放置O型密封橡胶圈。