[实用新型]用于测定球向流场瓦斯流量的实验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及测定瓦斯流量的实验装置，具体是一种用于测定球向流场瓦斯流量的实验装置。

背景技术

矿井瓦斯涌出、煤与瓦斯突出、瓦斯抽采及煤层瓦斯压力与含量测定都与瓦斯解吸有关，当煤层中的瓦斯压力分布不均时，在煤层中往往就会形成一定的瓦斯流动范围，这一范围通常被称为流场，在煤矿井下，当煤层壁面暴露后，煤层内的高压瓦斯会从暴露壁面涌出，该瓦斯流动在煤层内所形成的流场与暴露壁面的几何形状密切相关，当暴露壁面呈平面状，则形成单向流场，瓦斯沿一个方向流动；当暴露壁面呈柱面状，则形成径向流场，瓦斯从四周向圆心方向流动；当暴露壁面呈球面状，则形成球向流场，瓦斯从四周向球心流动。

在不同的流场条件下，即使煤层的赋存条件和暴露面积完全相同，其瓦斯流量也存在着差异，这种差异性，中国矿业大学的周世宁教授等从理论上进行了分析；理论分析所得出的计算公式比较复杂，实用性不是很强。

对于煤样瓦斯解吸流动实验装置的研发，在公开的资料文献上，有很多发明装置，但是，它们基本都是用罐装煤，然后在不同条件下进行解吸，测定瓦斯流量，其瓦斯在煤样内的流动都是单向流动，形成单向流场，而有关球向流场条件的瓦斯解吸、流动实验装置还没有，因此对其他类型的瓦斯流场的研究无法实现，影响瓦斯解吸规律研究结果的全面性和准确性。

因此，为了研究瓦斯在不同流场条件下的流动差异性，便于在煤矿工程应用中人为制造有利于瓦斯治理和利用的瓦斯流场形态，探索出一种能够实现煤样瓦斯呈球向流动的瓦斯流量测定实验装置就显得尤为迫切。

实用新型内容

本实用新型旨在解决上述问题，从而提供一种能够实现煤样瓦斯呈球向流动的用于测定球向流场瓦斯流量的实验装置。

本实用新型解决所述问题，采用的技术方案是：

一种用于测定球向流场瓦斯流量的实验装置，包括煤样罐、置于煤样罐罐体内的煤样，煤样罐罐体为空腔半球体，煤样罐罐体内设有置于上层煤样中的半球形铁丝网模具，半球形铁丝网模具开口端外部套装有覆盖在煤样上的塑料盖，煤样罐罐盖上设有与半球形铁丝网模具内部连通的通孔并通过气体流通管道连接有瓦斯罐，气体流通管道上分别设有流量计、压力表和阀门。

采用上述技术方案的本实用新型，与现有技术相比，其突出的特点是：

①实现了瓦斯在煤样内的球向流动，使实验条件更多地符合煤矿生产实际情况，提高了瓦斯解吸规律研究结果的全面性和准确性，不仅对瓦斯解吸规律研究具有重要意义，而且对矿井瓦斯涌出、煤与瓦斯突出、瓦斯抽采及煤层瓦斯压力与含量测定研究也具有重要意义。

②可专门用于测定球向流场瓦斯流量，为瓦斯流动方面的科学研究提供实验手段，有利于瓦斯灾害防治与利用新技术的探索。

作为优选，本实用新型更进一步的技术方案是：

塑料盖外圈与煤样罐罐体内壁之间设有脱脂棉，可确保煤样解吸出来的瓦斯只能从半球形铁丝网模具流向气体流通管道。

煤样罐罐体内底部设有垫子。

半球形铁丝网模具位于煤样罐罐体内的中心。

半球形铁丝网模具内部通过胶带粘贴有塑料支撑物，以确保半球形铁丝网模具保持固定形状，防止其变形。

阀门包括设在流量计的连接管路上的第一阀门、设在流量计与压力表之间的气体流通管道上的第二阀门、设在压力表与瓦斯罐之间的气体流通管道上的第三阀门。

还包括计时器，用于观察不同时刻的瓦斯流量。

煤样罐罐体底部设有托架，用于支撑煤样罐整体，保持其实验过程中的稳定性。

附图说明

图1 是本实用新型实施例结构示意图；

图2 是本实用新型实施例半球形铁丝网模具与塑料支撑物连接的结构示意图；

图中：煤样罐罐体1；半球形铁丝网模具2；垫子3；煤样4；塑料盖5；脱脂棉6；煤样罐罐盖7；标准螺丝8；气体流通管道9；第一阀门10；流量计11；第二阀门12；压力表13；第三阀门14；瓦斯罐15；计时器16；塑料支撑物17；托架18。

具体实施方式：

下面结合实施例对本实用新型作进一步说明，目的仅在于更好地理解本实用新型内容，因此，所举之例并不限制本实用新型的保护范围。