[发明专利]一种监测矿层的孔隙性和渗透性变化的实验装置及方法

权利要求书

1.一种监测矿层的孔隙性和渗透性变化的实验方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、实验前准备：准备遮光暗箱、装载有矿样的容纳箱、CCD相机、数据处理机构和恒定光源，将所述容纳箱贯穿且密封设置在所述遮光暗箱的侧壁上，所述CCD相机和所述恒定光源分别设置在所述容纳箱的两侧，并分别正对所述容纳箱的两侧壁，且分别位于所述遮光暗箱的内侧和外侧，所述容纳箱分别对应所述CCD相机和所述恒定光源的侧壁上均设有透光部，将所述CCD相机电连接在所述数据处理机构上；

S2、开启透射：开启所述恒定光源，使其光束覆盖在所述容纳箱的外部侧壁的所述透光部上，开启所述CCD相机，并调节其拍摄范围覆盖所述容纳箱的内部侧壁的所述透光部；

S3、模拟渗流运动：向所述容纳箱内通入溶浸剂，并逐渐浸润整个矿样；

S4、数据采集：所述CCD相机保持开启状态直至模拟渗流运动结束，并记录透过所述容纳箱后的光强信息，将光强信息传输给所述数据处理机构；

S5、数据处理：所述数据处理机构处理实验数据建立流体饱和度模型，得出光强值随时间变化的图像、光强值与流体饱和度之间的关系式，进而得到流体饱和度随时间的变化规律，根据渗透率和孔隙度分别与流体饱和度的关系式，最后得出矿层孔隙性与渗透性时空演化规律。

2.根据权利要求1所述的监测矿层的孔隙性和渗透性变化的实验方法，其特征在于，在步骤S1中，将矿样的上、下两侧均覆盖有石英砂层作为隔水边界。

3.根据权利要求1或2所述的监测矿层的孔隙性和渗透性变化的实验方法，其特征在于，在步骤S3中，所述溶浸剂由所述容纳箱的一侧沿与光束垂直的方向朝另一侧均匀漫延。

4.一种监测矿层的孔隙性和渗透性变化的实验装置，其特征在于，包括遮光暗箱、贯穿且密封固定在所述遮光暗箱侧壁上的容纳箱，所述容纳箱的外部侧壁和内部侧壁分别设有透光部，所述容纳箱内装载有矿样且所述容纳箱上开设有溶浸剂入口，所述遮光暗箱的外侧设有对外部侧壁的所述透光部覆盖照射的恒定光源，其内侧设有采集透光信息的CCD相机。

5.根据权利要求4所述的监测矿层的孔隙性和渗透性变化的实验装置，其特征在于，所述遮光暗箱设有所述容纳箱的一侧密封连接有遮光罩，所述容纳箱和所述恒定光源均位于所述遮光罩内。

6.根据权利要求4或5所述的监测矿层的孔隙性和渗透性变化的实验装置，其特征在于，所述容纳箱内分别位于矿样的上、下两侧均覆盖有石英砂层作为隔水边界。

7.根据权利要求6所述的监测矿层的孔隙性和渗透性变化的实验装置，其特征在于，所述容纳箱分别正对所述CCD相机和所述恒定光源的侧壁均由透明玻璃制成，各所述透明玻璃压覆在所述矿样上，且分别作为定水头边界。

8.根据权利要求7所述的监测矿层的孔隙性和渗透性变化的实验装置，其特征在于，所述容纳箱上沿光束照射方向的两侧分别设有溶浸剂入口和溶浸剂出口。

9.根据权利要求8所述的监测矿层的孔隙性和渗透性变化的实验装置，其特征在于，所述溶浸剂入口和所述容纳箱之间设有与所述定水头边界相适配的定水头机构。

10.根据权利要求4所述的监测矿层的孔隙性和渗透性变化的实验装置，其特征在于，所述恒定光源包括若干组等光强的灯带，各所述灯带等间隔且平行排布，并均与所述容纳箱的垂直距离相等。