[发明专利]煤岩吸附解吸一体化电阻率测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及煤层气储存岩石物理分析领域，具体而言，是测定煤岩吸附解对煤岩电阻率变化影响机理研究的一种测量方法。

背景技术

随着我国煤矿开采深度和开采难度的增大，煤与瓦斯突出日益严重。煤岩瓦斯的存在往往会改变煤岩电阻率，准确测定并分析煤岩瓦斯吸附解吸含量和煤岩电阻率的关系，对于评价煤矿开采工作面瓦斯涌出量预测、瓦斯突出预测是重要的依据，也是治理煤与瓦斯突出事故的重要基础参数。

我国测定煤岩瓦斯吸附解吸的方法主要有容量法、重量法和排水法。容量法将煤岩放在密闭系统中，在不同的瓦斯气体压力下，根据气态方程计算煤岩瓦斯含量，但是容重法在测量瓦斯吸附解吸具有很大的局限性，不能精确测量多种颗粒煤样的瓦斯吸附解吸，适应性差；重量法主要由电磁悬挂天平、高压密闭缸以及恒温箱组成，该装置造价十分昂贵，目前应用极少；排水法是将专用煤样罐采集的煤岩瓦斯气体引到装有液体的量管，根据量管内液体体积变化得到瓦斯气体含量，目前在我国煤与瓦斯研究中应用最多，但是煤岩吸附解吸过程往往需要48小时甚至几周，需要有专门人员读取数据并记录。我国测定煤岩电阻率的方法主要采用直流电阻率测量仪探测，直流电阻率测量仪主要包括煤岩专用罐、精密数字压力表、直流电阻测试仪和恒温水浴装置，该装置结构简单，使用方便。同时测量瓦斯吸附解吸含量和煤岩电阻率的仪器研究在我国处于空白领域，故提出一种方法测量煤岩瓦斯吸附解吸过程中对应的煤岩电阻率值，为研究煤岩瓦斯含量对煤层电阻率变化影响机理奠定了基础。

发明内容

本发明的目的在于提供一种煤岩吸附解吸一体化电阻率测量方法，既能同时测量煤岩吸附解吸含量和煤岩电阻率的值，又能保证测量煤岩瓦斯吸附解吸随煤岩电阻率变化规律分析研究结果的可靠性和准确性，以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明提供的煤岩吸附解吸一体化电阻率测量方法，包括以下步骤：

S1：将煤岩试件在模拟矿井开采条件进行密封处理；

S2：将煤岩专用罐放入到恒温水浴装置中，设置煤岩试件的温度处于实验所需值；

S3：打开第一控制阀门601，高浓度瓦斯气体罐充满瓦斯气体，关闭第一控制阀门601，启动电源后，打开集气袋开关，真空泵将装置中空气全部抽出，当装置处于真空环境后，关闭集气袋开关；

S4：启动计算机开关后，打开第二控制阀门602，关闭第三控制阀门603，气体质量流量计检测从高浓度瓦斯气体罐流出的瓦斯气体，真空泵701将流出的瓦斯气体抽到煤岩专用罐中，当气体质量流量计达到预定值后，关闭第二控制阀门602，电阻率测量仪可以实时测量煤岩试件在不同煤岩瓦斯吸附含量下的电阻率值，气体质量流量计和电阻率测量仪通过信号传输线将测得实验数据传到计算机；

S5：当精密数字压力表处于稳定值后，煤岩已经完全吸附，与此同时关闭第二控制阀门602，打开第三控制阀门603，煤岩开始进行解吸，真空泵702将煤岩解吸出的瓦斯气体抽入量筒，激光探测仪通过检测量筒液面浮板的高度变化测定煤岩瓦斯解吸的气体，通过信号传输线将实验数据传送给控制电路盒，与此同时电阻率测量仪测量煤岩瓦斯不同解吸含量下的煤岩电阻率值，控制电路盒和电阻率测量仪通过信号传输线将测得实验数据传到计算机；

S6：计算机自动记录并储存气体质量流量计、控制电路盒和电阻率测量仪传送的数据，全面检查所探测的电阻值，剔除假数据（即明显的不反映真实地质信息的数据），获得含瓦斯煤体的电阻率值，再由独立编译的程序拟合出煤岩吸附解吸与煤岩电阻率的变化曲线以及方程；

S7：实验结束后，打开第四控制阀门604，真空泵704将集气袋回收的瓦斯气体抽到高浓度瓦斯气体罐，结束后关闭第四控制阀门604，实现瓦斯气体的循环使用。

进一步，所述步骤S1煤岩试件在模拟矿井开采条件密封处理，具体包括以下步骤：

S11：将钻取的煤岩样品进行加工成φ50 mm×100 mm的煤岩试件，并将两端磨平，放入干燥箱中除水；

S12：在煤岩试件两端挖孔，将测量电极铜片放入孔中，通过信号传输线引出来，用煤粉铺平压实，再用密封试剂导入煤粉上将其粘好固定；

S13：将处理后的煤岩试件固定在吸附缶，上端安置精密数字压力表、压力传感器和温度传感器，吸附缶上、下端均安置压力传感器；

S14：将煤岩试件和吸附缶整体放入煤岩专用罐中，上端安置精密数字压力表和出气管；

S15；将精密数字压力表值调到实验所需值，并与气体压力系统和气体流量计连接。