本發(fā)明涉及一種瓦斯擴(kuò)散行為測試技術(shù)，尤其涉及一種不同尺度孔隙煤中瓦斯擴(kuò)散行為測試裝置及方法。
背景技術(shù)：
瓦斯在煤層中被抽采出來要經(jīng)歷解吸擴(kuò)散和滲流，因而瓦斯解吸擴(kuò)散的快慢會直接影響瓦斯的抽采效果。瓦斯擴(kuò)散慢即使煤層滲透性得到改善也很難達(dá)到很好的抽采效果，所以對瓦斯擴(kuò)散這一瓦斯抽采過程中的關(guān)鍵銜接環(huán)節(jié)進(jìn)行研究就顯得尤為必要。
在瓦斯解吸擴(kuò)散方面，國內(nèi)外學(xué)者做了很多有益的工作?，F(xiàn)在人們對瓦斯解吸擴(kuò)散的研究主要用顆粒煤和塊煤兩種，而不管顆粒煤還是塊煤針對的都是煤基質(zhì)來進(jìn)行的研究，但在煤基質(zhì)中存在著大量大小不一的孔隙，由于瓦斯擴(kuò)散受瓦斯分子平均自由程的影響在不同的孔隙中其擴(kuò)散機(jī)理和擴(kuò)散系數(shù)是不同的，在濃度差作用下的擴(kuò)散快慢也自然不同，因此，有必要在煤微觀和細(xì)觀結(jié)構(gòu)研究的基礎(chǔ)上研究在不同典型孔隙中瓦斯擴(kuò)散的行為。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種不同尺度孔隙煤中瓦斯擴(kuò)散行為測試裝置及方法。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
本發(fā)明的不同尺度孔隙煤中瓦斯擴(kuò)散行為測試裝置，包括瓦斯擴(kuò)散測試缸，所述測試缸置于恒溫箱內(nèi)，所述測試缸與氣路系統(tǒng)連接；
所述的氣路系統(tǒng)包括進(jìn)氣管路和出氣管路，所述進(jìn)氣管路上連接有真空泵和高壓氣瓶，所述高壓氣瓶的出口管路上設(shè)有減壓閥，所述進(jìn)氣管路和出氣管路上分別設(shè)有截止閥；
所述測試缸連接有壓力傳感器和溫度傳感器，所述測試缸的內(nèi)部設(shè)有兩個(gè)測試板，其中一個(gè)測試板固定，另一個(gè)測試板與伸縮桿連接，兩個(gè)測試板之間放置煤樣，兩個(gè)測試板之間設(shè)有測距納米傳感器；
所述壓力傳感器、溫度傳感器和測距納米傳感器通過數(shù)據(jù)采集模塊與工控機(jī)連接，所述伸縮桿通過控制裝置與所述工控機(jī)連接。
本發(fā)明的上述的不同尺度孔隙煤中瓦斯擴(kuò)散行為測試裝置實(shí)現(xiàn)不同尺度孔隙煤中瓦斯擴(kuò)散行為測試的方法，包括步驟：
首先，將超細(xì)煤樣在測試板內(nèi)表面均勻粘一層；
然后，通過調(diào)節(jié)兩個(gè)測試板之間的距離形成不同孔距的瓦斯擴(kuò)散通道；
之后，向瓦斯擴(kuò)散測試缸體內(nèi)加入瓦斯讓測試板內(nèi)的煤吸附瓦斯，待瓦斯吸附平衡后再向瓦斯擴(kuò)散測試缸體內(nèi)加入少量瓦斯，同時(shí)開始測試煤在不同孔距的瓦斯擴(kuò)散通道的擴(kuò)散行為。
由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實(shí)施例提供的不同尺度孔隙煤中瓦斯擴(kuò)散行為測試裝置及方法，首先將超細(xì)煤樣在測試板內(nèi)表面均勻鋪一層，然后通過可調(diào)節(jié)距離的兩個(gè)測試板形成不同孔距的瓦斯擴(kuò)散通道，之后向瓦斯擴(kuò)散測試缸體內(nèi)加入瓦斯讓測試板內(nèi)的煤吸附瓦斯，待瓦斯吸附平衡后再向瓦斯擴(kuò)散測試缸體內(nèi)加入少量瓦斯，同時(shí)開始測試煤在不同孔距的瓦斯擴(kuò)散通道的擴(kuò)散行為。該裝置及方法可開展實(shí)現(xiàn)不同煤質(zhì)、不同水分、不同溫度、不同瓦斯壓力、不同尺度孔隙條件下的瓦斯擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)。
附圖說明
圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的不同尺度孔隙煤中瓦斯擴(kuò)散行為測試裝置及方法的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面將對本發(fā)明實(shí)施例作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
本發(fā)明的不同尺度孔隙煤中瓦斯擴(kuò)散行為測試裝置，其較佳的具體實(shí)施方式如圖1所示：
包括瓦斯擴(kuò)散測試缸，所述測試缸置于恒溫箱內(nèi)，所述測試缸與氣路系統(tǒng)連接；
所述的氣路系統(tǒng)包括進(jìn)氣管路和出氣管路，所述進(jìn)氣管路上連接有真空泵和高壓氣瓶，所述高壓氣瓶的出口管路上設(shè)有減壓閥，所述進(jìn)氣管路和出氣管路上分別設(shè)有截止閥；
所述測試缸連接有壓力傳感器和溫度傳感器，所述測試缸的內(nèi)部設(shè)有兩個(gè)測試板，其中一個(gè)測試板固定，另一個(gè)測試板與伸縮桿連接，兩個(gè)測試板之間放置煤樣，兩個(gè)測試板之間設(shè)有測距納米傳感器；
所述壓力傳感器、溫度傳感器和測距納米傳感器通過數(shù)據(jù)采集模塊與工控機(jī)連接，所述伸縮桿通過控制裝置與所述工控機(jī)連接。
所述的測試板為正方體，由不銹鋼制成，其內(nèi)側(cè)利用粘結(jié)劑粘結(jié)所述煤樣。
所述測距納米傳感器包括兩個(gè)納米傳感器，分別鑲嵌在兩個(gè)測試板上。
所述測試缸為正方體，由隔熱耐壓材料制成。
本發(fā)明的上述的不同尺度孔隙煤中瓦斯擴(kuò)散行為測試裝置實(shí)現(xiàn)不同尺度孔隙煤中瓦斯擴(kuò)散行為測試的方法，其較佳的具體實(shí)施方式是：
包括步驟：
首先，將超細(xì)煤樣在測試板內(nèi)表面均勻粘一層；
然后，通過調(diào)節(jié)兩個(gè)測試板之間的距離形成不同孔距的瓦斯擴(kuò)散通道；
之后，向瓦斯擴(kuò)散測試缸體內(nèi)加入瓦斯讓測試板內(nèi)的煤吸附瓦斯，待瓦斯吸附平衡后再向瓦斯擴(kuò)散測試缸體內(nèi)加入少量瓦斯，同時(shí)開始測試煤在不同孔距的瓦斯擴(kuò)散通道的擴(kuò)散行為。
本發(fā)明中，所述的測試板的內(nèi)側(cè)可利用粘結(jié)劑粘結(jié)一層煤樣，測試板的一端可打開，并和測試缸主體通過螺絲相連。
所述的第一個(gè)測試板和第二個(gè)測試板之間的距離是通過兩個(gè)納米級電容傳感器來測出的。
所述的兩個(gè)納米級電容傳感器分別鑲嵌在第一個(gè)測試板和第二個(gè)測試板上。
所述的兩個(gè)納米級電容傳感器分別通過數(shù)據(jù)線、數(shù)據(jù)采集模塊和電腦相連。
所述的伸縮桿和第二個(gè)測試板為活連接，可方便拆卸，伸縮桿和控制裝置相連。
所述的伸縮桿的伸縮需通過兩個(gè)納米級電容傳感器實(shí)時(shí)傳回的距離數(shù)據(jù)來判斷和控制伸縮量。
本發(fā)明的不同尺度孔隙煤中瓦斯擴(kuò)散行為測試裝置及方法，可開展實(shí)現(xiàn)不同煤質(zhì)、不同水分、不同溫度、不同瓦斯壓力、不同尺度孔隙條件下的瓦斯擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)。
具體實(shí)施例：
首先將超細(xì)煤樣在測試板內(nèi)表面均勻粘一層，然后將兩個(gè)測試板固定好，通過自動控制裝置控制可調(diào)節(jié)距離的兩個(gè)測試板形成不同孔距的瓦斯擴(kuò)散通道，之后向瓦斯擴(kuò)散測試缸體內(nèi)加入瓦斯讓測試板內(nèi)的煤吸附瓦斯，待瓦斯吸附平衡后再向瓦斯擴(kuò)散測試缸體內(nèi)加入少量瓦斯，同時(shí)開始測試煤在不同孔距的瓦斯擴(kuò)散通道內(nèi)的擴(kuò)散行為。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。