[发明专利]一种溶液对煤体内瓦斯解吸能力的测定装置及测定方法

说明书

本发明公开了一种溶液对煤体内瓦斯解吸能力的测定装置及测定方法，主要应用于煤矿瓦斯灾害防治领域。所述装置由气体供给部分、煤样预处理部分、测定装置部分构成；其中气体供给部分包括高压氦气罐、高压甲烷气罐和减压罐三部分，并通过管路相连接；煤样预处理部分包括真空泵、真空计、超级恒温器、煤样罐、真空干燥箱四部分，测定模块包括第一量筒、第二量筒、水准管、升降器、供液口及阀门。测定方法包括：1）注入溶液；2）测量煤样罐的容积V_罐；3）煤样制备；4）测游离气体空间体积V_气5）煤样吸附甲烷；6）水解吸煤样中的甲烷。本发明测量装置结构简单，方法简便，测定结果准确；可同时测得煤样可吸附瓦斯量和水解吸瓦斯压力。

技术领域

本发明涉及一种水及酸碱溶液对煤体内瓦斯解吸能力的测定装置及测定方法，主要应用于煤矿瓦斯灾害防治领域。

背景技术

近几十年来，矿井突水事故的骤增，严重威胁着人民的生命和财产安全，同时又由于煤体对水的吸附能力强于瓦斯，故矿井水灾可能会导致矿井瓦斯突出超限，造成二次灾害。因此研究水及酸碱溶液对煤体内瓦斯解吸能力对防治矿井瓦斯灾害提供理论依据。另外对于瓦斯抽采技术的发展具有重要意义。

发明内容

本发明旨在提供一种溶液对煤体内瓦斯解吸能力的测定装置及测定方法，该方法可操作性强，简单易行，可用于水及各类酸碱溶液对煤体内瓦斯气体解吸能力的测定。

本发明提供了一种溶液对煤体内瓦斯解吸能力的测定装置，由气体供给部分、煤样预处理部分、测定装置部分构成；其中气体供给部分包括高压氦气罐、高压甲烷气罐和减压罐三部分，并通过管路相连接；煤样预处理部分包括真空泵、真空计、超级恒温器、煤样罐、真空干燥箱四部分，测定时煤样罐放置在超级恒温器中，并与真空泵通过第一三通阀门和第二三通阀门相连接；测定模块由瓦斯压力表、第一量筒、第二量筒、水准管、升降器、供液口及阀门组成。其中第一量筒和水准管下部相通，上部通过第五三通阀门与气体管路相通。第二量筒底部通过第一三通阀门与煤样罐相连，上部通过第四三通阀门与供液口和水准管相连。瓦斯压力表与煤样罐相连。

进一步地，所述供液口在测定前用作向量筒及水准管中注液，测定过程中用来使第二量筒或水准管与大气相连通。

进一步地，所述气体供给部分、煤样预处理部分、测定装置部分之间通过第一三通阀门、第二三通阀门和第三三通阀门及管路相连接。

进一步地，所述煤样罐为50~100ml，由316不锈钢铸造而成。

进一步地，所述第一量筒、第二量筒、水准管均为透明玻璃管，第一量筒和第二量筒的量程均为100~300ml。

本发明提供了一种溶液对煤体内瓦斯解吸能力的测定方法，具体操作步骤如下：

步骤1）、注入溶液：将第四三通阀门调至供液口与第二量筒相连通状态，第一三通阀门调至第二量筒与煤样罐不连通状态，然后通过供液口向第二量筒注入一定量的溶液，记录此时第二量筒读数V₁；之后将第四三通阀门调至供液口与水准管相连通状态，通过供液口向水准管和第一量筒内注入一定量的溶液。最后通过升降器升高水准管的高度，直到第一量筒中充满溶液。