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红外促进瓦斯解吸的实验设备的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了红外促进瓦斯解吸的实验设备，包括通过耐高压管线依次连接的瓦斯气瓶、减压阀、第一卡套式三通、第一卡套式阀门、第二卡套式三通、第二卡套式阀门以及瓦斯解吸仪，第一卡套式三通通过第一连接管连接真空泵，第一连接管上设有第三卡套式阀门，煤样罐内设有红外发射仪，煤样罐置于恒温水浴加热仪内，红外发射仪连接红外控制仪，煤样罐上设有气口，第二卡套式三通通过第二连接管连接煤样罐的气口，第二连接管上设有第四卡套式阀门。本实用新型是一种在红外线作用下可促进瓦斯解吸的实验设备。
【专利说明】红外促进瓦斯解吸的实验设备
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及实验室改变煤中瓦斯吸附解吸特征的研究领域，具体涉及一种在红外线作用下提高煤中瓦斯解吸速度，增加瓦斯解吸总量的实验设备。
【背景技术】
[0002]瓦斯是煤在地质历史演化过程中形成的，它是煤的伴生物。随着煤炭开采深度的不断加深，瓦斯已经成为威胁煤矿安全生产的重要因素之一，我国的重特大事故70%都是由瓦斯引起。而我国煤矿现在普遍存在煤层渗透性差，煤层瓦斯含量高等问题，因此，如何快速高效的抽采煤层中的瓦斯已经成为煤矿企业主要研究方向。
[0003]目前，提高瓦斯解吸、增加渗透性的研究方法主要由两大类。一种是力学方法，具体的有松动爆破、开采保护层、打钻抽采以及各类水力化措施如水力压裂、水力割缝、水力掏槽等，这些方法在一定程度上提高了煤层瓦斯解吸，增加了煤层透气性。另一类是非力学方法，从改变煤的物理化学性质的方面入手，利用电场、磁场、声场以及温度改变煤的空隙结构以及表面特性，增加瓦斯的活性，降低煤的吸附能力，从而提高煤中的瓦斯解吸速度。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的是提供一种在红外线作用下促进煤中瓦斯解吸的实验设备。
[0005]为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案:红外促进瓦斯解吸的实验设备，包括通过耐高压管线依次连接的瓦斯气瓶、减压阀、第一卡套式三通、第一卡套式阀门、第二卡套式三通、第二卡套式阀门以及瓦斯解吸仪，第一卡套式三通通过第一连接管连接真空泵，第一连接管上设有第三卡套式阀门，煤样罐内设有红外发射仪，煤样罐置于恒温水浴加热仪内，红外发射仪连接红外控制仪，煤样罐上设有气口，第二卡套式三通通过第二连接管连接煤样罐的气口，第二连接管上设有第四卡套式阀门。
[0006]煤样罐底部设有出线孔，红外发射仪的电源控制线和数据线从出线孔中穿出。
[0007]所述出线孔为小孔在上、大孔在下的阶梯孔，其中大孔为螺纹孔，大孔内螺纹连接有螺栓，螺栓设有中心孔，红外发射仪的导线依次从小孔以及中心孔伸出罐体外。
[0008]小孔孔壁与红外发射仪的导线之间以及中心孔孔壁与红外发射仪的导线之间均为胶连接。
[0009]所述小孔内填充有丙烯酸酯AB胶，中心孔内填充有厌氧型螺栓锁固胶，中心孔的底端口处涂覆有丙烯酸酯AB胶。
[0010]本实用新型所述的红外促进瓦斯解吸的实验设备，其具有如下有益效果:1.在红外波的作用下提高煤中瓦斯解吸测试的准确性，其特点是非力学作用提高煤瓦斯解吸，红外发射仪发出的红外波直接对煤样进行物理化学改造，一方面红外波作用煤样提高煤和瓦斯体系的温度，增加煤中瓦斯的均方根速度和平均自由程，另一方面红外波降低了煤表面的吸附势阱深度，从而增加煤中瓦斯的解吸量和解吸速度，使解吸特征更加准确，效果显著；2.红外波在煤体中传播时消耗一部分能力转化为热能，增加煤与瓦斯的温度，瓦斯扩 散加剧，降低了煤对瓦斯的吸附能力，减少了吸附瓦斯量，加快了瓦斯放散速度。
【专利附图】

【附图说明】
[0011]图1是本实用新型的结构示意图；
[0012]图2是煤样罐的结构示意图。
【具体实施方式】
[0013]由图1和图2所示的红外促进瓦斯解吸的实验设备，包括通过耐高压管线3依次连接的高纯瓦斯气瓶1、减压阀2、第一卡套式三通4、第一卡套式阀门7、第二卡套式三通16、第二卡套式阀门8以及瓦斯解吸仪15，所述第一卡套式三通4通过第一连接管连接真空泵9，第一连接管上设有第三卡套式阀门5，煤样罐13内设有红外发射仪103，煤样罐13置于恒温水浴加热仪14中，红外发射仪103连接有红外控制仪10，煤样罐13上设有气口111，第二卡套式三通16通过第二连接管连接煤样罐13的气口 111，第二连接管上设有第四卡套式阀门6。红外发射仪103是可发射红外光波并可照射物体使红外波转变成热能的红外发射管，红外发射仪103、红外控制仪10、恒温水浴加热仪14、瓦斯解吸仪15、卡套式三通以及卡套式开关阀均为现有技术，故不详细叙述。
[0014]所述煤样罐13包括罐体102和设置在罐体102顶口上的罐盖101，罐体102顶口处设有外螺纹，罐盖101设有内螺纹，罐体102与罐盖101为螺纹连接。罐盖101设有所述连接第二连接管的气口 111，气口 111与罐体102内腔连通。
[0015]所述红外发射仪103置于煤样罐13的罐体102内，煤样罐13设有位于罐体102底部的出线孔，所述出线孔为小孔109在上、大孔在下的阶梯孔，大孔的孔径大于小孔109孔径，大孔的底端口位于罐体102的底面，并且大孔为螺纹孔，大孔内螺纹连接有螺栓105，螺栓105设有中心孔110，中心孔110为轴向贯穿整个螺栓105设置，红外发射仪自带的电源控制线106和数据线11从出线孔中穿出，即红外发射仪103自带的电源控制线106和数据线11依次从小孔109以及中心孔110伸出罐体102外，数据线11为热电偶测温线，红外发射仪103通过数据线11连接所述红外控制仪10。
[0016]所述小孔109内填充有302改性丙烯酸酯AB胶104，封堵件的中心孔110内填充有0242厌氧型螺栓锁固胶108，小孔109孔壁与红外发射仪103的导线之间通过302改性丙烯酸酯AB胶104实现胶连接，中心孔110孔壁与红外发射仪103的导线之间通过0242厌氧型螺栓锁固胶108实现胶连接，并且中心孔110的底端口处也涂覆有302改性丙烯酸酯AB胶104，中心孔110的底端口也为中心孔110的外端口，螺栓105在封堵罐底的大孔时，选用有氧环境下低粘度、厌氧环境下高强度的0242厌氧型螺纹锁固胶固定红外发射仪103的导线，由于0242厌氧型螺纹锁固胶的上侧为小孔109内的302改性丙烯脂AB胶、下侧为中心孔110底端口处的302改性丙烯脂AB胶，因此为0242厌氧型螺栓锁固胶108制造厌氧环境，从而使0242厌氧型螺纹锁固胶8充分凝固，达到密封效果。
[0017]本实用新型所述的红外促进瓦斯解吸的实验设备的具体实验方法如下:
[0018]1.检测系统:关闭第三卡套式阀门5和第二卡套式阀门8，打开第一卡套式阀门7和第四卡套式阀门6，打开瓦斯气瓶1，当压力表12达到实验值时，关闭瓦斯气瓶1，观察压力表12的值的变化，检测整个连接管路是否漏气；[0019]2.将已经做好的煤样装入煤样罐13中，打开第三卡套式阀门5，关闭第二卡套式阀门8，打开真空泵9，对整个系统进行抽真空，然后关闭第三卡套式阀门5，打开瓦斯气瓶I并调节减压阀2到实验所需的气压，进行吸附2天左右，吸附时间可以根据选取的煤样自行选择；
[0020]3.红外解吸步骤:吸附结束后，关闭瓦斯气瓶I和第一卡套式阀门7，打开红外控制仪10，调节红外温度到实验所用温度，15min后打开第二卡套式阀门8，观察并记录压力表12和瓦斯解吸仪15的值，直到瓦斯解吸仪15中的液面不再下降；
[0021]4.水浴解吸步骤:本操作属于红外解吸的参考步骤。关闭瓦斯气瓶I和第一卡套式阀门7，打开恒温水浴加热仪14，当水温达到红外调节的温度时，将煤样罐13放入恒温水浴加热仪14中，打开第二卡套式阀门8，观察并记录压力表12和瓦斯解吸仪15的值，直到瓦斯解吸仪15中的液面不在下降。
[0022]本实用新型所述的红外促进瓦斯解吸的实验设备，利用红外波增加瓦斯的势能，提高瓦斯的解吸速率，增加瓦斯解吸量，并且煤体和瓦斯吸收红外线使温度增加，增强瓦斯活性的特性，利用瓦斯解吸仪15进行测量并对比瓦斯解吸的增加量。
【权利要求】
1.红外促进瓦斯解吸的实验设备，其特征在于:包括通过耐高压管线依次连接的瓦斯气瓶、减压阀、第一卡套式三通、第一卡套式阀门、第二卡套式三通、第二卡套式阀门以及瓦斯解吸仪，第一卡套式三通通过第一连接管连接真空泵，第一连接管上设有第三卡套式阀门，煤样罐内设有红外发射仪，煤样罐置于恒温水浴加热仪内，红外发射仪连接红外控制仪，煤样罐上设有气口，第二卡套式三通通过第二连接管连接煤样罐的气口，第二连接管上设有第四卡套式阀门。
2.如权利要求1所述的红外促进瓦斯解吸的实验设备，其特征在于:煤样罐底部设有出线孔，红外发射仪的电源控制线和数据线从出线孔中穿出。
3.如权利要求2所述的红外促进瓦斯解吸的实验设备，其特征在于:所述出线孔为小孔在上、大孔在下的阶梯孔，其中大孔为螺纹孔，大孔内螺纹连接有螺栓，螺栓设有中心孔，红外发射仪的导线依次从小孔以及中心孔伸出罐体外。
4.如权利要求3所述的红外促进瓦斯解吸的实验设备，其特征在于:小孔孔壁与红外发射仪的导线之间以及中心孔孔壁与红外发射仪的导线之间均为胶连接。
5.如权利要求4所述的红外促进瓦斯解吸的实验设备，其特征在于:所述小孔内填充有丙烯酸酯AB胶，中心孔内填充有厌氧型螺栓锁固胶，中心孔的底端口处涂覆有丙烯酸酯AB胶。
【文档编号】G01N15/08GK203745344SQ201420101923
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年3月6日 优先权日:2014年3月6日
【发明者】刘晓, 李锋, 梁爽, 冯云飞, 张帆, 杨恒 申请人:河南理工大学