本發(fā)明涉及煤巖分析領域，具體而言，是測定煤巖吸附解吸的含量對煤巖電阻率變化影響機理研究的一種裝置。

背景技術：

隨著我國煤礦開采深度和開采難度的增大，煤與瓦斯突出日益嚴重，礦井瓦斯形成于煤的變質(zhì)時期，主要吸附在煤巖的孔隙和裂隙中，煤巖-圍巖體系在瓦斯壓力和煤巖共同應力下處于相對平衡狀態(tài)，當煤礦開采時，很容易破壞兩者之間的平衡，極易發(fā)生煤與瓦斯突出事故。煤巖瓦斯的存在往往會改變煤巖電阻率，很多學者做了大量關于煤巖電性參數(shù)的研究工作，準確測定并分析煤巖瓦斯吸附解吸含量和煤巖電阻率的關系，對于評價煤礦開采工作面瓦斯涌出量預測、瓦斯突出預測是重要的依據(jù)，也是治理煤與瓦斯突出事故的重要基礎參數(shù)。

測量瓦斯吸附解吸含量和煤巖電阻率的儀器研究在我國處于空白領域，該裝置的缺乏嚴重阻礙煤巖瓦斯含量對煤層電阻率變化影響機理研究。一些學者只能單獨通過煤巖電阻率測量裝置和煤巖瓦斯解吸附裝置進行實驗，但是該方法很難得到煤巖吸附解吸隨煤巖電阻率變化的實時數(shù)據(jù)，所取得數(shù)據(jù)往往誤差較大。目前，作為我國唯一的煤巖吸附過程中的電阻率測量裝置發(fā)明，中國專利號cn204228822u，公布了一種煤巖吸附過程中的電阻率測量裝置，包括高壓氦氣瓶、待測瓶、高精度氣體質(zhì)量流量計、煤巖夾持器、煤巖加壓系統(tǒng)、壓力傳感器、直流電阻率測量儀器和計算機，該裝置雖然可以完成瓦斯吸附含量和煤層電阻率的測定，但是該裝置自動化程度低，操作起來比較復雜；作為我國唯一的煤巖解吸過程中的電阻率測量裝置發(fā)明，中國專利號cn204287324u，公布了一種煤巖解吸過程中的電阻率測量裝置，包括密封罐、真空泵、氣體儲存罐、直流電阻率測量儀器、氣體質(zhì)量流量計和計算機。該裝置雖然可以完成瓦斯解吸含量和煤層電阻率的測定，氣體質(zhì)量流量計的使用極大增加成本，此外煤巖解吸氣體初速度較大，而后期很微弱，氣體流量計無法感應微弱的瓦斯解吸或吸附氣體，很容易超過高精度氣體流量計的量程范圍，故采用氣體質(zhì)量流量計的煤巖解吸過程中的電阻率測量裝置存在測量誤差較大的問題。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種煤巖吸附解吸一體化電阻率測量裝置，既能同時測量煤巖吸附解吸含量和煤巖電阻率的值，又能保證測量煤巖瓦斯吸附解吸隨煤巖電阻率變化規(guī)律分析研究結(jié)果的可靠性和準確性，以解決上述背景技術中提出的問題。

本發(fā)明提出煤巖吸附解吸一體化電阻率測量裝置，包括高濃度瓦斯罐、氣體質(zhì)量流量計、電阻率測量儀、煤巖專用罐、恒溫水浴裝置、瓦斯解吸檢測系統(tǒng)、安全系統(tǒng)、集氣袋、信號傳輸線、排氣管、計算機，其中高濃度瓦斯罐通過排氣管與氣體質(zhì)量流量計連接，氣體質(zhì)量流量計通過排氣管與煤巖專用罐連接，煤巖專用罐整體處于恒溫水浴裝置中并通過排氣管與瓦斯解吸檢測系統(tǒng)連接，電阻率測量儀通過信號傳輸線、測量電極銅片與煤巖專用罐中的煤巖試件連接，安全系統(tǒng)通過信號傳輸線與瓦斯解吸檢測系統(tǒng)連接，集氣袋通過排氣管分別與瓦斯解吸檢測系統(tǒng)和高濃度瓦斯罐連接，氣體質(zhì)量流量計、電阻率測量儀和瓦斯解吸檢測系統(tǒng)通過信號傳輸線與計算機連接。

進一步，所述煤巖專用罐包括煤巖試件、吸附缶、測量電極銅片、壓力傳感器、溫度傳感器、精密數(shù)字壓力表、氣體壓力系統(tǒng)、絕緣蓋，煤巖試件兩端安置測量電極銅片并引出信號傳輸線，煤巖試件固定在吸附缶，在吸附缶上安置溫度傳感器、壓力傳感器、氣體壓力系統(tǒng)和精密數(shù)字壓力表，絕緣蓋密封好煤巖試件。

進一步，所述瓦斯解吸檢測系統(tǒng)包括真空泵、電磁兩位三通閥門、量筒、油槽、激光探測儀、溫度傳感器、控制電路盒、繼電器、單片機，在煤巖專用罐和量筒之間依次設置控制閥門、真空泵、電磁兩位三通閥門，量筒內(nèi)部安放浮板，量筒下部通過導管與油槽連接，激光探測儀安置在量筒上部并通過信號傳輸線與單片機連接，繼電器與真空泵、控制電路盒、激光探測儀和電磁兩位三通閥門連接。

進一步，所述安全系統(tǒng)包括報警指示燈、緊急制動開關、信號傳輸線，繼電器通過信號傳輸線與報警指示燈和緊急制動開關連接。

進一步，所述集氣袋通過排氣管分別與瓦斯解吸檢測系統(tǒng)和高濃度瓦斯罐連接，集氣袋和瓦斯解吸檢測系統(tǒng)之間安置真空泵，集氣袋和高濃度瓦斯罐之間依次安置真空泵和控制閥門。

進一步，所述量筒內(nèi)部上部的浮板為圓形泡沫浮板。

進一步，所述量筒內(nèi)部的油為石蠟油。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：煤巖吸附解吸一體化電阻率測量裝置中的瓦斯解吸檢測系統(tǒng)，煤巖瓦斯解吸氣體從量筒下端進入，微弱的氣泡也能引起量筒內(nèi)部石蠟油液面的變化，激光探測儀對于極其微量的瓦斯氣體也能檢測到，測量更加精準，與采用氣體質(zhì)量流量計測量煤巖瓦斯解吸裝置的對比，解決了超過氣體流量計的量程范圍或無法感應微弱的瓦斯解吸氣體測量不準確的問題；集氣袋和瓦斯解吸檢測系統(tǒng)之間安置真空泵，集氣袋和高濃度瓦斯罐之間依次安置真空泵和控制閥門，實現(xiàn)瓦斯氣體的循環(huán)使用，節(jié)約資源、保護環(huán)境；整套裝置的特征在于符合實驗原理的全自動數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，測量過程全自動完成，不僅能同時測量煤巖吸附解吸含量和煤巖電阻率的值，而且還可以保證測量煤巖瓦斯吸附解吸隨煤巖電阻率變化規(guī)律分析研究結(jié)果的可靠性和準確性，為研究煤巖吸附解吸對煤巖電阻率變化影響機理奠定基礎。

本發(fā)明的其他優(yōu)點、目標和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進行闡述，并在某種程度上，基于對下文的考察，研究本領域技術人員而言是顯而易見的，或者可以從本發(fā)明的實踐中得到教導。

附圖說明

圖1為本發(fā)明煤巖吸附解吸一體化電阻率測量裝置結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本發(fā)明恒溫油浴裝置結(jié)構(gòu)圖。

圖中：1高濃度瓦斯罐、2精密數(shù)字壓力表、3氣體質(zhì)量流量計、4排氣管、5信號傳輸線、6控制閥門、7真空泵、8直流電阻率測量儀、9恒溫油浴裝置、10煤巖專用罐、11煤巖試件、12壓力傳感器、13溫度傳感器、14測量電極銅片、15吸附缶、16氣體壓力系統(tǒng)、17精密數(shù)字壓力表、18恒溫油浴、19絕緣蓋、20電磁兩位三通閥門、21量筒、22油槽、23激光探測儀、24控制電路盒、25單片機、26繼電器、27集氣袋、28報警指示燈、29緊急制動開關、30電源開關、31計算機、32浮板。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

煤巖吸附解吸一體化電阻率測量裝置，參見圖1，主要包括高濃度瓦斯罐1、氣體質(zhì)量流量計3、電阻率測量儀8、恒溫油浴裝置9、煤巖專用罐10、瓦斯解吸檢測系統(tǒng)、安全系統(tǒng)、集氣袋27、計算機31，其中高濃度瓦斯罐1左邊安置第一控制閥門601，氣體質(zhì)量流量計3檢測從高濃度瓦斯罐1流入煤巖專用罐10的瓦斯氣體，第二控制控制閥門602可隨時關閉，真空泵701將高濃度瓦斯罐1的瓦斯氣體抽到煤巖專用罐10中，電阻率測量儀8通過信號傳輸線5、測量電極銅片14與煤巖試件11連接，煤巖專用罐10安置在恒溫水浴裝置9中，煤巖專用罐10與瓦斯解吸檢測系統(tǒng)連接并依次安置第三控制閥門603、真空泵702和電磁兩位三通閥門20，安全系統(tǒng)通過信號傳輸線5與瓦斯解吸檢測系統(tǒng)連接，集氣袋27分別與瓦斯解吸檢測系統(tǒng)和高濃度瓦斯罐1連接，氣體質(zhì)量流量計3、電阻率測量儀8和瓦斯解吸檢測系統(tǒng)通過信號傳輸線5與計算機31連接，計算機21能夠自動記錄、儲存煤巖瓦斯吸附解吸氣體和煤巖電阻率的值并擬合出二者的關系曲線，集氣袋27和高濃度瓦斯罐之間依次安置真空泵704、第四控制閥門604。

煤巖專用罐10包括煤巖試件11、吸附缶15、測量電極銅片14、壓力傳感器12、溫度傳感器13、精密數(shù)字壓力表17、氣體壓力系統(tǒng)16、絕緣蓋19，將取得煤巖樣品加工成型，在煤巖試件11兩端挖孔放入測量電極銅片14并引出信號傳輸線5，用煤粉鋪平壓實，再用密封試劑固定好煤巖試件11，防止測量煤巖電阻率時出現(xiàn)接觸不穩(wěn)引起誤差；吸附缶15為可伸縮固定架，通過伸縮可以固定不同型號的煤巖試件，在吸附缶15上安置溫度傳感器13、壓力傳感器12、氣體壓力系統(tǒng)16和精密數(shù)字壓力表17，絕緣蓋19與煤巖專用罐10之間用密封試劑密封。

瓦斯解吸檢測系統(tǒng)包括真空泵702、703、電磁兩位三通閥20、量筒21、油槽22、激光探測儀23、控制電路盒24、控制電路盒25、繼電器26，量筒21不間斷排油測量煤巖瓦斯解吸的含量，電磁兩位三通閥門20連通量筒21與真空泵702，真空泵702啟動后抽排量筒21中液體油，同時激光探測儀23測量量筒內(nèi)部油位高度，當油位高度為0時，自動關閉真空泵702，測量就緒狀態(tài)；真空泵702將煤巖試件11解吸的瓦斯氣體抽入到量筒中，激光探測儀21通過檢測量筒19內(nèi)部的浮板高度變化測得煤巖試件11瓦斯解吸的含量，排油體積為排油高度與量筒截面積的乘積，通過信號傳輸線5傳到控制電路盒25，繼電器26與真空泵703、控制電路盒25、激光探測儀23和電磁兩位三通閥門20連接；控制電路盒25為我們獨立研發(fā)程序，可以全自動檢測煤巖瓦斯解吸的含量，量筒21外部的刻度可以人工隨時檢查激光探測儀23測量的數(shù)據(jù)是否準確。重復上述操作，直至煤巖無解吸氣體產(chǎn)生，或人工中止。

安全系統(tǒng)包括報警指示燈28、緊急制動開關29、信號傳輸線，繼電器26與報警指示燈27、緊急制動開關29連接，當裝置出現(xiàn)異常時，報警指示燈25開始閃爍，3s之后，緊急制動開關29自動切斷電源。

顯然，所描述的實施例是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例。在本發(fā)明的一個附圖或一種實施方式中描述的元素和特征可以與一個或多個其它附圖或?qū)嵤┓绞街惺境龅脑睾吞卣飨嘟Y(jié)合。應當注意，附圖和說明中省略了與本發(fā)明無關的、本領域普通技術人員已知的部件和處理的表示和描述?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有付出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。