[发明专利]一种煤岩视密度测量装置和测量方法

说明书

本发明公开了一种煤岩视密度测量装置和测量方法。该装置包括：样品室、参考室、压力计量单元、气源、进气阀和平衡阀；气源通过进气阀连接参考室；参考室通过平衡阀连通样品室；压力计量单元用于测量测量装置内填充气体的压力。本发明的测试装置可精确测量出煤岩样品的外表面体积，然后通过密度公式计算得到煤岩样品的视密度，而且测试装置操作简单，测试过程相对容易，无需对煤岩样品进行蜡封等繁琐操作，过程快速高效，计算结果精确可靠，有效降低了人员水平对测试结果的影响。

技术领域

本发明涉及煤、砂岩、泥岩等储层固体矿物视密度的测试技术领域，特别涉及一种煤岩视密度测量装置和一种煤岩视密度测量方法。

背景技术

煤岩的视密度是表征煤物理特性的一项重要指标，其可以反映煤岩内部的组成结构状态和力学性质，且煤岩的视密度还是计算煤层储量的重要参数之一。在储煤仓的设计中、在洗精煤的运输、磨细、燃烧过程中的计算问题都要用煤岩的视密度。目前，煤岩的视密度测试方法有GB/T 6949-2010煤的视相对密度测定方法、MT/T 1027-2006煤芯煤样视相对密度测定。但是，利用密度瓶称重的方法计算煤岩的视相对密度，操作步骤相对繁琐，对环境温度和检测人员的技能要求都较高。因此，需要开发一种实现煤岩视密度快速简便测量的方案。

发明内容

鉴于现有技术煤岩视密度测量相对复杂繁琐、对环境温度和人员水平要求高的问题，提出了本申请的一种煤岩视密度测量装置和测量方法，以便克服上述问题。

为了实现上述目的，本申请采用了如下技术方案：

依据本申请的一个方面，提供了一种煤岩视密度测量装置，该装置包括：样品室、参考室、压力计量单元、气源、进气阀和平衡阀；

气源通过进气阀连接参考室；

参考室通过平衡阀连通样品室；

压力计量单元用于测量测量装置内填充气体的压力。

可选地，该装置还包括放空阀，放空阀用于为测量装置放空。

可选地，放空阀连接于样品室，或者连接于样品室与参考室之间的连接管路。

可选地，样品室的材质为透明材质。

依据本申请的另一个方面，提供了一种利用上述任一项测量装置进行的煤岩视密度测量方法，该方法包括：

步骤一：制备煤岩样品，测量煤岩样品的质量m；

步骤二：向测量装置的样品室中加入适量液体，并向参考室中通入定量气体，通过读取平衡阀打开前后所述压力计量单元测出的压力值，利用波义尔定律测量此时测量装置内的自由体积V2；

步骤三：向测量装置的样品室中继续加入煤岩样品，使煤岩样品被液体浸没，向参考室中通入定量气体，利用波义耳定律计算装入煤岩样品后测量装置内的自由体积V3；

步骤四：计算煤岩样品的体积V＝V2-V3，进而计算煤岩样品的煤岩视密度ρ＝m/V。

可选地，

步骤二具体包括：向测量装置的样品室中加入适量液体，并向参考室中通入定量气体，保持平衡阀关闭，记录此时所述压力计量单元测出的压力值P1；打开平衡阀，待参考室与样品室内的气体平衡后，记录此时所述压力计量单元测出的压力值P2，根据波义尔定律，此时测量装置内的自由体积V2＝P1*V1/P2，其中，V1为参考室的体积；

步骤三具体包括：向测量装置的样品室中继续加入煤岩样品，使煤岩样品被液体浸没，向参考室中通入定量气体，保持平衡阀关闭，记录此时所述压力计量单元测出的压力值P3；打开平衡阀，待参考室与样品室内的气体平衡后，记录此时所述压力计量单元测出的压力值P4，根据波义尔定律，此时测量装置内的自由体积V3＝P3*V1/P4，其中，V1为参考室的体积。