紅外促進(jìn)瓦斯解吸的實(shí)驗(yàn)設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了紅外促進(jìn)瓦斯解吸的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，包括通過耐高壓管線依次連接的瓦斯氣瓶、減壓閥、第一卡套式三通、第一卡套式閥門、第二卡套式三通、第二卡套式閥門以及瓦斯解吸儀，第一卡套式三通通過第一連接管連接真空泵，第一連接管上設(shè)有第三卡套式閥門，煤樣罐內(nèi)設(shè)有紅外發(fā)射儀，煤樣罐置于恒溫水浴加熱儀內(nèi)，紅外發(fā)射儀連接紅外控制儀，煤樣罐上設(shè)有氣口，第二卡套式三通通過第二連接管連接煤樣罐的氣口，第二連接管上設(shè)有第四卡套式閥門。本實(shí)用新型是一種在紅外線作用下可促進(jìn)瓦斯解吸的實(shí)驗(yàn)設(shè)備。
【專利說明】紅外促進(jìn)瓦斯解吸的實(shí)驗(yàn)設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及實(shí)驗(yàn)室改變煤中瓦斯吸附解吸特征的研究領(lǐng)域，具體涉及一種在紅外線作用下提高煤中瓦斯解吸速度，增加瓦斯解吸總量的實(shí)驗(yàn)設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]瓦斯是煤在地質(zhì)歷史演化過程中形成的，它是煤的伴生物。隨著煤炭開采深度的不斷加深，瓦斯已經(jīng)成為威脅煤礦安全生產(chǎn)的重要因素之一，我國的重特大事故70%都是由瓦斯引起。而我國煤礦現(xiàn)在普遍存在煤層滲透性差，煤層瓦斯含量高等問題，因此，如何快速高效的抽采煤層中的瓦斯已經(jīng)成為煤礦企業(yè)主要研究方向。
[0003]目前，提高瓦斯解吸、增加滲透性的研究方法主要由兩大類。一種是力學(xué)方法，具體的有松動(dòng)爆破、開采保護(hù)層、打鉆抽采以及各類水力化措施如水力壓裂、水力割縫、水力掏槽等，這些方法在一定程度上提高了煤層瓦斯解吸，增加了煤層透氣性。另一類是非力學(xué)方法，從改變煤的物理化學(xué)性質(zhì)的方面入手，利用電場(chǎng)、磁場(chǎng)、聲場(chǎng)以及溫度改變煤的空隙結(jié)構(gòu)以及表面特性，增加瓦斯的活性，降低煤的吸附能力，從而提高煤中的瓦斯解吸速度。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的是提供一種在紅外線作用下促進(jìn)煤中瓦斯解吸的實(shí)驗(yàn)設(shè)備。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:紅外促進(jìn)瓦斯解吸的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，包括通過耐高壓管線依次連接的瓦斯氣瓶、減壓閥、第一卡套式三通、第一卡套式閥門、第二卡套式三通、第二卡套式閥門以及瓦斯解吸儀，第一卡套式三通通過第一連接管連接真空泵，第一連接管上設(shè)有第三卡套式閥門，煤樣罐內(nèi)設(shè)有紅外發(fā)射儀，煤樣罐置于恒溫水浴加熱儀內(nèi)，紅外發(fā)射儀連接紅外控制儀，煤樣罐上設(shè)有氣口，第二卡套式三通通過第二連接管連接煤樣罐的氣口，第二連接管上設(shè)有第四卡套式閥門。
[0006]煤樣罐底部設(shè)有出線孔，紅外發(fā)射儀的電源控制線和數(shù)據(jù)線從出線孔中穿出。
[0007]所述出線孔為小孔在上、大孔在下的階梯孔，其中大孔為螺紋孔，大孔內(nèi)螺紋連接有螺栓，螺栓設(shè)有中心孔，紅外發(fā)射儀的導(dǎo)線依次從小孔以及中心孔伸出罐體外。
[0008]小孔孔壁與紅外發(fā)射儀的導(dǎo)線之間以及中心孔孔壁與紅外發(fā)射儀的導(dǎo)線之間均為膠連接。
[0009]所述小孔內(nèi)填充有丙烯酸酯AB膠，中心孔內(nèi)填充有厭氧型螺栓鎖固膠，中心孔的底端口處涂覆有丙烯酸酯AB膠。
[0010]本實(shí)用新型所述的紅外促進(jìn)瓦斯解吸的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，其具有如下有益效果:1.在紅外波的作用下提高煤中瓦斯解吸測(cè)試的準(zhǔn)確性，其特點(diǎn)是非力學(xué)作用提高煤瓦斯解吸，紅外發(fā)射儀發(fā)出的紅外波直接對(duì)煤樣進(jìn)行物理化學(xué)改造，一方面紅外波作用煤樣提高煤和瓦斯體系的溫度，增加煤中瓦斯的均方根速度和平均自由程，另一方面紅外波降低了煤表面的吸附勢(shì)阱深度，從而增加煤中瓦斯的解吸量和解吸速度，使解吸特征更加準(zhǔn)確，效果顯著；2.紅外波在煤體中傳播時(shí)消耗一部分能力轉(zhuǎn)化為熱能，增加煤與瓦斯的溫度，瓦斯擴(kuò) 散加劇，降低了煤對(duì)瓦斯的吸附能力，減少了吸附瓦斯量，加快了瓦斯放散速度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2是煤樣罐的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]由圖1和圖2所示的紅外促進(jìn)瓦斯解吸的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，包括通過耐高壓管線3依次連接的高純瓦斯氣瓶1、減壓閥2、第一卡套式三通4、第一卡套式閥門7、第二卡套式三通16、第二卡套式閥門8以及瓦斯解吸儀15，所述第一卡套式三通4通過第一連接管連接真空泵9，第一連接管上設(shè)有第三卡套式閥門5，煤樣罐13內(nèi)設(shè)有紅外發(fā)射儀103，煤樣罐13置于恒溫水浴加熱儀14中，紅外發(fā)射儀103連接有紅外控制儀10，煤樣罐13上設(shè)有氣口111，第二卡套式三通16通過第二連接管連接煤樣罐13的氣口 111，第二連接管上設(shè)有第四卡套式閥門6。紅外發(fā)射儀103是可發(fā)射紅外光波并可照射物體使紅外波轉(zhuǎn)變成熱能的紅外發(fā)射管，紅外發(fā)射儀103、紅外控制儀10、恒溫水浴加熱儀14、瓦斯解吸儀15、卡套式三通以及卡套式開關(guān)閥均為現(xiàn)有技術(shù)，故不詳細(xì)敘述。
[0014]所述煤樣罐13包括罐體102和設(shè)置在罐體102頂口上的罐蓋101，罐體102頂口處設(shè)有外螺紋，罐蓋101設(shè)有內(nèi)螺紋，罐體102與罐蓋101為螺紋連接。罐蓋101設(shè)有所述連接第二連接管的氣口 111，氣口 111與罐體102內(nèi)腔連通。
[0015]所述紅外發(fā)射儀103置于煤樣罐13的罐體102內(nèi)，煤樣罐13設(shè)有位于罐體102底部的出線孔，所述出線孔為小孔109在上、大孔在下的階梯孔，大孔的孔徑大于小孔109孔徑，大孔的底端口位于罐體102的底面，并且大孔為螺紋孔，大孔內(nèi)螺紋連接有螺栓105，螺栓105設(shè)有中心孔110，中心孔110為軸向貫穿整個(gè)螺栓105設(shè)置，紅外發(fā)射儀自帶的電源控制線106和數(shù)據(jù)線11從出線孔中穿出，即紅外發(fā)射儀103自帶的電源控制線106和數(shù)據(jù)線11依次從小孔109以及中心孔110伸出罐體102外，數(shù)據(jù)線11為熱電偶測(cè)溫線，紅外發(fā)射儀103通過數(shù)據(jù)線11連接所述紅外控制儀10。
[0016]所述小孔109內(nèi)填充有302改性丙烯酸酯AB膠104，封堵件的中心孔110內(nèi)填充有0242厭氧型螺栓鎖固膠108，小孔109孔壁與紅外發(fā)射儀103的導(dǎo)線之間通過302改性丙烯酸酯AB膠104實(shí)現(xiàn)膠連接，中心孔110孔壁與紅外發(fā)射儀103的導(dǎo)線之間通過0242厭氧型螺栓鎖固膠108實(shí)現(xiàn)膠連接，并且中心孔110的底端口處也涂覆有302改性丙烯酸酯AB膠104，中心孔110的底端口也為中心孔110的外端口，螺栓105在封堵罐底的大孔時(shí)，選用有氧環(huán)境下低粘度、厭氧環(huán)境下高強(qiáng)度的0242厭氧型螺紋鎖固膠固定紅外發(fā)射儀103的導(dǎo)線，由于0242厭氧型螺紋鎖固膠的上側(cè)為小孔109內(nèi)的302改性丙烯脂AB膠、下側(cè)為中心孔110底端口處的302改性丙烯脂AB膠，因此為0242厭氧型螺栓鎖固膠108制造厭氧環(huán)境，從而使0242厭氧型螺紋鎖固膠8充分凝固，達(dá)到密封效果。
[0017]本實(shí)用新型所述的紅外促進(jìn)瓦斯解吸的實(shí)驗(yàn)設(shè)備的具體實(shí)驗(yàn)方法如下:
[0018]1.檢測(cè)系統(tǒng):關(guān)閉第三卡套式閥門5和第二卡套式閥門8，打開第一卡套式閥門7和第四卡套式閥門6，打開瓦斯氣瓶1，當(dāng)壓力表12達(dá)到實(shí)驗(yàn)值時(shí)，關(guān)閉瓦斯氣瓶1，觀察壓力表12的值的變化，檢測(cè)整個(gè)連接管路是否漏氣；[0019]2.將已經(jīng)做好的煤樣裝入煤樣罐13中，打開第三卡套式閥門5，關(guān)閉第二卡套式閥門8，打開真空泵9，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行抽真空，然后關(guān)閉第三卡套式閥門5，打開瓦斯氣瓶I并調(diào)節(jié)減壓閥2到實(shí)驗(yàn)所需的氣壓，進(jìn)行吸附2天左右，吸附時(shí)間可以根據(jù)選取的煤樣自行選擇；
[0020]3.紅外解吸步驟:吸附結(jié)束后，關(guān)閉瓦斯氣瓶I和第一卡套式閥門7，打開紅外控制儀10，調(diào)節(jié)紅外溫度到實(shí)驗(yàn)所用溫度，15min后打開第二卡套式閥門8，觀察并記錄壓力表12和瓦斯解吸儀15的值，直到瓦斯解吸儀15中的液面不再下降；
[0021]4.水浴解吸步驟:本操作屬于紅外解吸的參考步驟。關(guān)閉瓦斯氣瓶I和第一卡套式閥門7，打開恒溫水浴加熱儀14，當(dāng)水溫達(dá)到紅外調(diào)節(jié)的溫度時(shí)，將煤樣罐13放入恒溫水浴加熱儀14中，打開第二卡套式閥門8，觀察并記錄壓力表12和瓦斯解吸儀15的值，直到瓦斯解吸儀15中的液面不在下降。
[0022]本實(shí)用新型所述的紅外促進(jìn)瓦斯解吸的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，利用紅外波增加瓦斯的勢(shì)能，提高瓦斯的解吸速率，增加瓦斯解吸量，并且煤體和瓦斯吸收紅外線使溫度增加，增強(qiáng)瓦斯活性的特性，利用瓦斯解吸儀15進(jìn)行測(cè)量并對(duì)比瓦斯解吸的增加量。
【權(quán)利要求】
1.紅外促進(jìn)瓦斯解吸的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，其特征在于:包括通過耐高壓管線依次連接的瓦斯氣瓶、減壓閥、第一卡套式三通、第一卡套式閥門、第二卡套式三通、第二卡套式閥門以及瓦斯解吸儀，第一卡套式三通通過第一連接管連接真空泵，第一連接管上設(shè)有第三卡套式閥門，煤樣罐內(nèi)設(shè)有紅外發(fā)射儀，煤樣罐置于恒溫水浴加熱儀內(nèi)，紅外發(fā)射儀連接紅外控制儀，煤樣罐上設(shè)有氣口，第二卡套式三通通過第二連接管連接煤樣罐的氣口，第二連接管上設(shè)有第四卡套式閥門。
2.如權(quán)利要求1所述的紅外促進(jìn)瓦斯解吸的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，其特征在于:煤樣罐底部設(shè)有出線孔，紅外發(fā)射儀的電源控制線和數(shù)據(jù)線從出線孔中穿出。
3.如權(quán)利要求2所述的紅外促進(jìn)瓦斯解吸的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，其特征在于:所述出線孔為小孔在上、大孔在下的階梯孔，其中大孔為螺紋孔，大孔內(nèi)螺紋連接有螺栓，螺栓設(shè)有中心孔，紅外發(fā)射儀的導(dǎo)線依次從小孔以及中心孔伸出罐體外。
4.如權(quán)利要求3所述的紅外促進(jìn)瓦斯解吸的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，其特征在于:小孔孔壁與紅外發(fā)射儀的導(dǎo)線之間以及中心孔孔壁與紅外發(fā)射儀的導(dǎo)線之間均為膠連接。
5.如權(quán)利要求4所述的紅外促進(jìn)瓦斯解吸的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，其特征在于:所述小孔內(nèi)填充有丙烯酸酯AB膠，中心孔內(nèi)填充有厭氧型螺栓鎖固膠，中心孔的底端口處涂覆有丙烯酸酯AB膠。
【文檔編號(hào)】G01N15/08GK203745344SQ201420101923
【公開日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年3月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月6日
【發(fā)明者】劉曉, 李鋒, 梁爽, 馮云飛, 張帆, 楊恒 申請(qǐng)人:河南理工大學(xué)