【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及煤矿开采测试，尤其涉及一种煤层采动卸压瓦斯覆岩高渗区示踪精准定位测试方法。
技术介绍
1、我国大多数煤层渗透性差，煤层瓦斯采前预抽效果不理想，使采动卸压瓦斯抽采成为瓦斯资源利用与灾害防治的主要手段之一，而目前对采动覆岩中有利于瓦斯储运区域的范围缺乏有效表征，且岩层地质条件的复杂性、岩体本身的不可透视性以及瓦斯流动的不可完全控制性，使得卸压瓦斯抽采系统的布置大部分存在滞后性、盲目性等问题，因此，研究采动覆岩裂隙带中的卸压瓦斯高渗区特征，建立定量化辨识定位方法，对卸压瓦斯抽采系统的精确布置就显得尤为重要。
2、现有的二维物理相似模拟实验中，仅能实现对部分区域渗透率的测试。主要通过在模拟岩体两侧加装压板，对需要通气的高压管进行固定和局部密封，随后在进气孔一侧注入带压气体，在出气孔一侧使用流量计记录单位时间的气体总流量，进而表征该区域渗透率的变化。还有的技术方案采用实验台全部密封的方法，在模拟岩体两端加装全覆盖的压板，进而测量所需区域的渗透率变化，但对覆岩垮落、裂隙发育形成负面影响
技术实现思路
1、本专利技术意在提供一种煤层采动卸压瓦斯覆岩高渗区示踪精准定位测试方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种煤层采动卸压瓦斯覆岩高渗区示踪精准定位测试方法，包括实验台和测试方法，所述测试方法分为两段测试部分，包括渗透率测试和示踪测试；所述渗透率测试分为渗透率前端测试部分和渗透率后端测试部分，
4、优选的，包括如下步骤：
5、(1)模拟岩体渗透率测试：
6、101：实验台前端和后端的透明板上开设有若干测试孔，前后测试孔位置一一对应，测试孔内插设有软胶导管，并在软胶导管周边填充树脂胶，渗透率前端测试部分通过气体质量流量计连接实验台的前端软胶导管；
7、102：通过空压机向储气罐提供实验气体来源，注入实验台测试孔内，观察流量计读数，待流量计瞬时速率稳定后，记录下气体压力值p1，在实验台后端以相对测试孔的位置为中心，漏斗形气体汇集器紧贴于模拟岩体表面，形成局部密封区域，使渗透出来的气体得以汇集，随后通过气体质量流量计，待读数稳定后，记录下气体压力值p2与流量q，重复上述操作，测定每一个测试孔对应的进气压力值p1、出气压力值p2、气体流量q；
8、103：依据公式计算获得渗透率，公式如下：
9、
10、式中：k为测试区域渗透率，cm2；q为气体流量，cm3/s；μ为气体动力粘度，n·s/cm2；a为气体流经截面，25πcm2；l为试验长度，7cm；p0为标准大气压力，mpa；p1为进气压力值，mpa；p2为出气压力值，mpa；
11、(2)示踪测试：
12、101：实验台底部开设通气孔，通气孔通过软胶导管连接烟雾分流器：
13、102：通过烟雾发生器提供持续稳定的黄色烟雾，并使用烟雾分流器将烟雾进行分流处理，从实验台底部通气孔通入模拟岩体内；
14、103：运用高速摄影机对烟雾在实验台模拟岩体中的渗透、运移路径进行影像记录；
15、(3)明确采动覆岩裂隙高渗区分布区域，实现高渗区示踪精准定位：
16、通过渗透率测试系统对模拟煤层开采前后不同区域覆岩渗透率进行测试记录，同时在每次周期来压前后使用示踪系统模拟卸压瓦斯气体的渗透、运移轨迹，将不同区域渗透率测试结果与烟雾示踪运移路径相结合，划分三种类型的覆岩区域，分别为：
17、1)：区域内岩体渗透率低，同时示踪烟雾稀少；
18、2)：区域内岩体渗透率高，但与下层位岩体破断裂隙贯通度不足，示踪烟雾稀少；
19、3)：区域内岩体渗透率高，同时含有大量示踪烟雾。
20、与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
21、本专利技术为采动覆岩裂隙高渗区的精准定位问题提供了一种有效的、可视化方法，运用渗透率测试系统，可以实现煤层开采扰动前后覆岩裂隙各区域渗透率变化测试，测试范围不再局限于开采前布置的局部密封区域，且能够有效测量高扰动区域，受采动影响导致的误差明显减小；运用示踪系统，通过示踪烟气模拟卸压瓦斯气体在采动覆岩裂隙场内渗透、运移路径，实现采空区卸压瓦斯气体储运规律的可视化；通过对比分析渗透率测试数据与示踪烟雾运移监测结果，获得高渗区随工作面推进的分布范围及形态演化特征，实现采动覆岩裂隙高渗区的精准定位。
22、本专利技术建立的采动覆岩裂隙高渗区示踪精准定位测试方法，可以对不同开采条件下的覆岩高渗区进行高效、可视化的精准定位；操作方法简单，实验成功率极大；覆岩测试范围广；不影响覆岩变形垮落规律；不易出现因采动影响，覆岩变形垮落导致气密性不足使测试结果出现巨大偏差的情况发生；可实现卸压瓦斯气体运移路径的可视化研究。
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1.一种煤层采动卸压瓦斯覆岩高渗区示踪精准定位测试方法，包括实验台，其特征在于：所述测试方法分为两段测试部分，包括渗透率测试和示踪测试；所述渗透率测试分为渗透率前端测试部分和渗透率后端测试部分，所述渗透率前端测试部分连接于实验台前端，所述渗透率后端测试部分置于实验台后端，所述渗透率前端测试部分由空压机、压力气体储气罐、压缩空气精密过滤器和气体质量流量计组成，之间依次通过软胶导管连接，所述渗透率后端测试部分包括漏斗形气体汇集器，所述漏斗形气体汇集器通过软胶导管连接有气体质量流量计组成；所述示踪系统包括烟雾发生器、烟雾分流器和高速摄影机，所述烟雾发生器通过软胶导管连接烟雾分流器，所述烟雾分流器上设有若干连接头，所述连接头均可通过软胶导管连通实验台；所述实验台包括外框架，所述外框架前端和后端均设有透明板，所述外框架内设有模拟岩体。
2.根据权利要求1所述的一种煤层采动卸压瓦斯覆岩高渗区示踪精准定位测试方法，其特征在于，包括如下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种煤层采动卸压瓦斯覆岩高渗区示踪精准定位测试方法，包括实验台，其特征在于：所述测试方法分为两段测试部分，包括渗透率测试和示踪测试；所述渗透率测试分为渗透率前端测试部分和渗透率后端测试部分，所述渗透率前端测试部分连接于实验台前端，所述渗透率后端测试部分置于实验台后端，所述渗透率前端测试部分由空压机、压力气体储气罐、压缩空气精密过滤器和气体质量流量计组成，之间依次通过软胶导管连接，所述渗透率后端测试部分包括漏斗形气体汇集...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵鹏翔，刘妍群，李树刚，卓日升，林海飞，金权，李莉，裴文博，刘云川，郭旭，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：发明
国别省市：
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