[发明专利]一种判识瓦斯吸附解吸优势场强的系统及方法

说明书

一种判识瓦斯吸附解吸优势场强的系统及方法，所述系统包括甲烷罐、阀门、压力表、调压阀、参考缸、真空泵、夹持器、高压电源、恒温水浴箱、流量传感器、气体收集箱、电脑以及气排水装置；夹持器包括筒体，筒体内设煤样筒；同时，煤样筒的两端设左、右电极板，左、右电极板分别连接高压电源的正、负极；甲烷罐连接夹持器的气体入口；夹持器的气体出口上连排气管道，排气管道末端连气体收集箱；气排水装置包括第一、第二量筒；第一量筒连接夹持器气体出口，第一量筒连接第二量筒。本发明所述的系统及方法通过外加不同电场测量瓦斯吸附、解析，从而得出瓦斯吸附解析的规律，寻找提高瓦斯抽采率的优势场强，为煤层开采提供有力的实验支撑。

技术领域

本发明属于外加电场强化煤层瓦斯抽采率范畴，尤其涉及一种判识瓦斯吸附解吸优势场强的系统及方法。

背景技术

煤与瓦斯突出是当前矿井安全生产的最大威胁，而瓦斯又是罪魁祸首，所以提高瓦斯抽采率对防止煤与瓦斯事故意义重大。

我国煤层瓦斯平均抽采率较低，解吸渗流性差，且尚未找到能够显著提高煤层瓦斯的抽采方法。

目前提高煤层瓦斯解吸渗流的方法有三类，第一类属于水力与爆破致裂、钻孔与割缝卸压、开采解放层等力学方法，第二类是通过注气置换和注水驱替等方法，第三类是通过外加温度场、微波场和声场等方法，从这些方法的实际应用效果来看，由于各个矿井的煤层赋存条件存在差异，有些方法在很多矿区未能得到推广应用，亟待探寻其他新的技术方法和理论。

外加直流电场使得瓦斯解吸速率加快，在外加电场的作用下可改变煤体孔裂隙结构，降低煤和瓦斯分子作用的势能，增强两者之间的引力，最终的结果是加快瓦斯解吸和增加瓦斯解吸量。

发明内容

本发明旨在提供一种使用方便，使用效果好的判识瓦斯吸附解吸优势场强的系统及方法，可以研究瓦斯吸附解吸规律，寻找提高瓦斯抽采率的优势场强。

为解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：一种判识瓦斯吸附解吸优势场强的系统，所述系统包括甲烷罐、阀门、压力表、调压阀、参考缸、真空泵、夹持器、高压电源、恒温水浴箱、流量传感器、气体收集箱、电脑以及气排水装置，夹持器设置在恒温水浴箱中；

夹持器包括筒体，筒体内设煤样筒，煤样筒上连通有气体入口和气体出口；同时，煤样筒的两端分别设置左电极板和右电极板，左电极板和右电极板分别连接高压电源的正极和负极；

甲烷罐通过通气管道连接所述夹持器的气体入口，通气管道上设置阀门、压力表和调压阀；

参考缸连接于通气管道上；

真空泵也通过通气管道连接夹持器的气体入口；

夹持器的气体出口上连接有排气管道，排气管道末端通过气体阀连接气体收集箱，排气管道上设流量传感器，流量传感器将采集到的流量信息传输到电脑；

气排水装置包括第一量筒和顶部开口的第二量筒，第一量筒顶部设塞子，第一量筒内充设有水；第一量筒通过排气阀连接夹持器的气体出口，第一量筒通过排水管连接第二量筒。

筒体两端分别设置左、右螺帽；筒体内设置有橡胶密封套；所述左螺帽外通过螺纹连接安装盖、所述安装盖中密封设置有左压头，所述左压头和左螺帽之间设置有左安装座；所述右螺帽外通过螺纹连接活塞缸，所述活塞缸外通过螺丝固定油缸盖，所述活塞缸中设置中空活塞，所述中空活塞穿过油缸盖并与油缸盖滑动密封配合，所述中空活塞与右螺帽之间设置有右安装座。