本实用新型专利技术公开了一种瓦斯抽采条件下煤体瓦斯渗流实验系统，包括煤样夹持器和注气机构，注气机构具有注气出气管，注气出气管通过连接有进气管，进气管与煤样夹持器相连接；还包括有脱气抽采机构和电控装置，脱气抽采机构包括真空泵，真空泵的进气口连接有第一和第二抽气管；第一抽气管的末端与三通的第三接口相连接；第一抽气管上串联有第一负压传感器和第一脱气阀；第二抽气管的末端与煤样夹持器的出气端相连接，第一抽气管连接有第三抽气管，第三抽气管的另一端与煤样夹持器的出气端相连接。本实用新型专利技术能同时模拟负压抽采状态和远处煤体中的瓦斯也被负压吸引过来的状态，因而能够更真实地模拟煤层瓦斯抽采的状态，实验结果更为准确。更为准确。更为准确。
【技术实现步骤摘要】
一种瓦斯抽采条件下煤体瓦斯渗流实验系统
[0001]本技术涉及煤层瓦斯抽采领域，特别是瓦斯抽采条件下煤体瓦斯渗流特性实验领域。
技术介绍
[0002]随着我国煤矿开采深度逐渐加深，深部煤层的瓦斯含量、瓦斯压力和地应力等也随之增加，加剧了煤矿瓦斯突出灾害发生的可能性。目前，煤层瓦斯抽采是治理煤与瓦斯突出的有效方法和途径；因此，开展负压抽采工况下的煤体瓦斯渗流实验就显得尤为重要。
[0003]煤层瓦斯抽采过程中应力、瓦斯压力是动态变化的，研究应力、瓦斯压力耦合作用下煤体的瓦斯渗流规律对瓦斯抽采具有重要意义。
[0004]在应力对含瓦斯煤渗透性的影响研究方面，主要集中在有效应力、全应力－应变过程、加载卸载、循环载荷影响下的渗透性测试及其理论分析上；
[0005]在煤层瓦斯压力对含瓦斯煤的渗流规律的影响方面，许多学者得到的规律结果说法不一。
[0006]现有的研究和实验系统，针对的是静态条件，即没有在瓦斯抽采条件下进行瓦斯渗流实验，其实验数据表明的煤体渗流特性与动态的瓦斯抽采过程条件下的渗流特性有时差异很大。
[0007]由于含瓦斯煤的瓦斯渗流特性十分复杂，所以需要考虑抽采条件下煤体在应力场－瓦斯场耦合作用下的渗流机制，而本实验装置可以实现模拟在瓦斯抽采工况下煤体瓦斯渗流参数、不同轴压/围压加载条件下的煤体瓦斯渗流参数和不同加卸载条件下的煤体瓦斯渗流参数的模拟测试，研究分析在瓦斯抽采条件下煤体瓦斯的渗流特性。
[0008]另外，传统的瓦斯渗流实验系统只能进行固定量气体、模拟固定量煤体瓦斯的渗流实验，不能模拟能将远处煤体内的瓦斯也抽采出去的渗流实验。
[0009]现有技术中，对煤样夹持器抽真空时，从煤样夹持器的一端（抽气端）抽气，煤样于煤样夹持器进气端的部分抽气不够彻底，影响实验效果。
技术实现思路
[0010]本技术的目的在于提供一种瓦斯抽采条件下煤体瓦斯渗流实验系统，抽气更为彻底，既能够进行负压条件下的瓦斯渗流实验，又能够模拟远处煤体中的瓦斯也被负压吸引过来的实验。
[0011]为实现上述目的，本技术的一种瓦斯抽采条件下煤体瓦斯渗流实验系统包括煤样夹持器和为煤样夹持器提供瓦斯气体的注气机构，以气体的流动方向为下游方向；
[0012]注气机构具有注气出气管，注气出气管连接有三通，三通的第二接口连接有进气管，进气管与煤样夹持器的进气端相连接；
[0013]还包括有脱气抽采机构和电控装置，电控装置连接有显示屏；
[0014]脱气抽采机构包括真空泵，真空泵的进气口连接有第一抽气管和第二抽气管；第
一抽气管的末端与三通的第三接口相连接；第一抽气管上串联有第一负压传感器和第一脱气阀；第二抽气管的末端与煤样夹持器的出气端相连接，第二抽气管上串联有第二负压传感器、第一气体流量计和第二脱气阀；
[0015]第一负压传感器上游方向的第一抽气管连接有第三抽气管，第三抽气管的另一端与煤样夹持器的出气端相连接，第三抽气管上设有第三脱气阀和第二气体流量计，第二脱气阀邻近煤样夹持器并作为煤样夹持器的出气阀；
[0016]电控装置连接所述第一负压传感器、第二负压传感器、第一气体流量计、第二气体流量计和真空泵。
[0017]真空泵的进气口通过抽气总管与第一抽气管和第二抽气管相连接，抽气总管上串联设有负压缓冲容器，负压缓冲容器连接有第一压力表。
[0018]煤样夹持器外围护有恒温装置，恒温装置用于保持煤样处于实验预定的温度；煤样夹持器通过两个连通管一一对应连接有两个精密压力表，两个连通管间隔设置，且每个连通管上均连接有卸压阀。
[0019]注气机构包括存储有高压瓦斯气体的瓦斯罐，瓦斯罐出气端通过所述注气出气管与所述三通相连接；
[0020]注气出气管上设有用于调节出气压力的减压阀，减压阀上游方向的注气出气管上设有第二压力表，第二压力表用于测量并显示瓦斯气罐内的压力；三通与减压阀之间的注气出气管上设有进气阀；
[0021]进气管上设有进气气压传感器，进气气压传感器用于测量煤样夹持器的进气压力并与电控装置相连接。
[0022]注气机构还包括有缓冲罐，缓冲罐串联在进气阀与减压阀之间的注气出气管上；缓冲罐连接有缓冲气压传感器；缓冲气压传感器和进气气压传感器均与电控装置相连接。
[0023]煤样夹持器连接有为煤样提供轴压和围压的轴压围压加载系统；轴压围压加载系统包括两台恒速恒压泵，各恒速恒压泵均通过管路与煤样夹持器相通，且恒速恒压泵与煤样夹持器之间的管路上设有阀门。
[0024]本技术具有如下的优点：
[0025]在向煤样注气前，水环式真空泵可以通过第一抽气管和第二抽气管抽走煤样夹持器内的空气，由于同时通过煤样夹持器的进气端和抽气端抽气，因而煤样夹持器内煤样各处的抽气效果更加均匀彻底。
[0026]抽气后再通过进气管向煤样夹持器内注入瓦斯气体；在进行瓦斯实验时，持续开启真空泵通过煤样夹持器的出气端抽气，可以模拟负压（抽采）条件下的瓦斯渗流现象，此时通过注气机构向煤样夹持器的进气端注气，又能够模拟真实地层中瓦斯抽采过程中远处地层中的瓦斯气体不断渗流入抽采处煤体内的渗流现象。
[0027]由于同时模拟了负压抽采状态和远处煤体中的瓦斯也被负压吸引过来的状态，因而本技术能够更真实地模拟煤层瓦斯抽采的状态，实验结果更为准确。
[0028]负压缓冲容器的作用是通过其内部较大的空间，稳定各抽气管内的负压，平缓压力波动。
[0029]恒温装置能够煤样模拟地层中的恒温环境，两个连通管间隔设置，使工作人员能够通过两个精密压力表监控煤样夹持器内的压力分布状况。打开气动卸压阀可以释放煤样
夹持器内的正压或负压，使煤样夹持器在需要时恢复常压状态。
[0030]注气机构结构简单，能够通过减压阀调节向煤样夹持器提供的供气压力，方便工作人员通过第二压力表监控瓦斯气罐内的压力，通过缓冲罐稳定供气压力，通过进气气压传感器监测煤样夹持器进气压力，通过缓冲气压传感器监测供气压力波动情况。
[0031]缓冲罐提供了缓冲空间，在系统压力出现剧烈波动时能够降低系统压力的波动。
附图说明
[0032]图1是本技术的结构示意图；
[0033]图2是本技术的电控结构示意图。
具体实施方式
[0034]如图1和图2所示，本技术的一种瓦斯抽采条件下煤体瓦斯渗流实验系统包括煤样夹持器8和为煤样夹持器8提供瓦斯气体的注气机构，以气体的流动方向为下游方向；
[0035]注气机构具有注气出气管27，注气出气管27连接有三通28，三通28的第二接口连接有进气管14，进气管14与煤样夹持器8的进气端相连接；
[0036]还包括有脱气抽采机构和电控装置25，电控装置25连接有显示屏29；
[0037]脱气抽采机构包括水环式真空泵10，真空泵10的进气口连接有第一抽气管17和第二抽气管15；第一抽气管17的末端与三通28本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种瓦斯抽采条件下煤体瓦斯渗流实验系统，包括煤样夹持器和为煤样夹持器提供瓦斯气体的注气机构，以气体的流动方向为下游方向；其特征在于：注气机构具有注气出气管，注气出气管连接有三通，三通的第二接口连接有进气管，进气管与煤样夹持器的进气端相连接；还包括有脱气抽采机构和电控装置，电控装置连接有显示屏；脱气抽采机构包括真空泵，真空泵的进气口连接有第一抽气管和第二抽气管；第一抽气管的末端与三通的第三接口相连接；第一抽气管上串联有第一负压传感器和第一脱气阀；第二抽气管的末端与煤样夹持器的出气端相连接，第二抽气管上串联有第二负压传感器、第一气体流量计和第二脱气阀；第一负压传感器上游方向的第一抽气管连接有第三抽气管，第三抽气管的另一端与煤样夹持器的出气端相连接，第三抽气管上设有第三脱气阀和第二气体流量计，第二脱气阀邻近煤样夹持器并作为煤样夹持器的出气阀；电控装置连接所述第一负压传感器、第二负压传感器、第一气体流量计、第二气体流量计和真空泵。2.根据权利要求1所述的一种瓦斯抽采条件下煤体瓦斯渗流实验系统，其特征在于：真空泵的进气口通过抽气总管与第一抽气管和第二抽气管相连接，抽气总管上串联设有负压缓冲容器，负压缓冲容器连接有第一压力表。3.根据权利要求1所述的一种瓦斯抽采条件下煤体瓦斯渗流实验系统，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭树乾，王艳萍，方智银，毋新亮，李宇飞，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：新型
国别省市：
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