本發(fā)明涉及一種安全、方便、快捷地模擬煤層游離瓦斯形成機(jī)理的裝置與實(shí)驗(yàn)方法，屬礦業(yè)工程、安全工程技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

一般情況下，與甲烷相比，二氧化碳具有優(yōu)先吸附、滯后解吸的特性。瓦斯的主要成分是甲烷，通過向煤層注入二氧化碳使之與里面的甲烷形成競爭吸附，進(jìn)而把甲烷驅(qū)趕出來。煤層中游離瓦斯的含量，決定著礦井中的瓦斯?jié)舛?，在研究石灰?guī)r地區(qū)煤層游離瓦斯形成機(jī)理過程中，為了系統(tǒng)直觀地了解地表二氧化碳與煤層中游離瓦斯含量間的關(guān)系，需要制造一套用于模擬整個過程的裝置，采取適當(dāng)?shù)募夹g(shù)措施，安全、便捷地擬煤層吸附-解吸和游離瓦斯的形成，當(dāng)采用不同的實(shí)驗(yàn)方法時，實(shí)驗(yàn)過程中的安全性和安裝效果也會有所不同。此時需要一種便捷高效的裝置與實(shí)驗(yàn)方法，達(dá)到理想的驗(yàn)證效果，即安全、方便、快捷地模擬煤層游離瓦斯的形成與增長過程。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：提供一套安全、方便、快捷地模擬煤層游離瓦斯形成機(jī)理的裝置與實(shí)驗(yàn)方法，解決現(xiàn)有技術(shù)的不足。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種煤層游離瓦斯形成機(jī)理模擬裝置，碳酸鈣容器通過管道與帶塞容器連通，帶塞容器底部設(shè)置加熱裝置，另外帶塞容器通過管道與解吸容器連通，解吸容器中設(shè)置煤粉樣品圓盒，解吸容器通過管道與1#洗氣瓶連通，1#洗氣瓶再通過管道依次連通倒置錐形瓶和2#洗氣瓶。

所述的碳酸鈣容器與帶塞容器之間的管道設(shè)置1#閥門，碳酸鈣容器出水口和帶塞容器進(jìn)水口分別設(shè)置濾網(wǎng)。

所述的煤粉樣品圓盒為兩個以上的帶有內(nèi)螺紋的無蓋煤粉圓盒設(shè)置于帶有外螺紋的膠套上；帶有外螺紋的膠套兩端設(shè)置橡膠螺母，帶有外螺紋的膠套為中空結(jié)構(gòu)。

所述的帶塞容器與解吸容器的連通管道中設(shè)置干燥劑容器，解吸容器設(shè)置壓力表。

所述的解吸容器與1#洗氣瓶之間的連通管道設(shè)置2#閥門。

所述的1#洗氣瓶與錐形瓶之間的連通管道設(shè)置回火防止器。

所述的管道均為硬質(zhì)塑料管。

一種煤層游離瓦斯形成機(jī)理模擬裝置的使用方法，關(guān)閉1#閥門，通過在放置碳酸鈣顆粒的碳酸鈣容器中加入碳酸溶液至沒過濾網(wǎng)，打開1#閥門，碳酸氫鈣溶液經(jīng)過管道進(jìn)入置于帶塞容器中；關(guān)閉1#閥門，打開加熱裝置加熱帶塞容器中的碳酸氫鈣溶液，分解出的二氧化碳經(jīng)管道進(jìn)入干燥劑容器，干燥后的氣體穿過煤粉樣品圓盒到達(dá)解吸容器的底部，伴隨著越來越多的二氧化碳進(jìn)入解吸容器，通過壓力表，讀出內(nèi)部壓力的變化；二氧化碳在煤粉樣品圓盒中進(jìn)行二氧化碳與吸附態(tài)甲烷之間的吸附-解吸，產(chǎn)生游離態(tài)甲烷氣體，并經(jīng)管道到達(dá)1#洗氣瓶，2#閥門可調(diào)節(jié)甲烷氣體流速和流量并控制解吸容器內(nèi)的氣壓形成；1#洗氣瓶除掉多余的二氧化碳，之后甲烷氣體經(jīng)管道到達(dá)倒置的錐形瓶，點(diǎn)燃甲烷氣體，回火防止器可以防止回火，燃燒后的氣體經(jīng)管道到達(dá)氫氧化鈣2#洗氣瓶，產(chǎn)生渾濁，即完成模擬石灰?guī)r地區(qū)煤層游離瓦斯形成的過程和驗(yàn)證。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、加工方便、成本低的裝置，本發(fā)明可安全、快捷地模擬煤層游離瓦斯形成機(jī)理。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明煤粉樣品圓盒結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明煤粉樣品圓盒俯視圖。

具體實(shí)施方式

如圖1-3所示，一種煤層游離瓦斯形成機(jī)理模擬裝置，碳酸鈣容器1通過管道與帶塞容器6連通，帶塞容器6底部設(shè)置加熱裝置8，另外帶塞容器6通過管道與解吸容器13連通，解吸容器13中設(shè)置煤粉樣品圓盒12，解吸容器13通過管道與1#洗氣瓶16連通，1#洗氣瓶16再通過管道依次連通倒置錐形瓶19和2#洗氣瓶21。所述的碳酸鈣容器1與帶塞容器6之間的管道設(shè)置1#閥門3，碳酸鈣容器1出水口和帶塞容器6進(jìn)水口分別設(shè)置濾網(wǎng)2。所述的煤粉樣品圓盒12為兩個以上的帶有內(nèi)螺紋的無蓋煤粉圓盒7設(shè)置于帶有外螺紋的膠套4上；帶有外螺紋的膠套4兩端設(shè)置橡膠螺母5，帶有外螺紋的膠套4為中空結(jié)構(gòu)。所述的帶塞容器6與解吸容器13的連通管道中設(shè)置干燥劑容器10，解吸容器13設(shè)置壓力表11。所述的解吸容器13與1#洗氣瓶16之間的連通管道設(shè)置2#閥門15。所述的1#洗氣瓶16與錐形瓶19之間的連通管道設(shè)置回火防止器18。所述的管道均為硬質(zhì)塑料管。

一種煤層游離瓦斯形成機(jī)理模擬裝置的使用方法，關(guān)閉1#閥門3，通過在放置碳酸鈣顆粒的碳酸鈣容器1中加入碳酸溶液至沒過濾網(wǎng)2，1#閥門3控制流入硬質(zhì)塑料管碳酸氫鈣溶液的流速和流量，打開1#閥門3，碳酸氫鈣溶液經(jīng)過管道進(jìn)入置于帶塞容器6中；關(guān)閉1#閥門3，以免熱蒸汽經(jīng)管道進(jìn)入碳酸鈣容器1中，打開加熱裝置8加熱帶塞容器6中的碳酸氫鈣溶液，分解出的二氧化碳經(jīng)管道進(jìn)入干燥劑容器10（可選酸性干燥劑或無水氯化鈣），干燥后的氣體穿過煤粉樣品圓盒12到達(dá)解吸容器13的底部，伴隨著越來越多的二氧化碳進(jìn)入解吸容器13，通過壓力表11，讀出內(nèi)部壓力的變化；二氧化碳在煤粉樣品圓盒12中進(jìn)行二氧化碳與吸附態(tài)甲烷之間的吸附-解吸，產(chǎn)生游離態(tài)甲烷氣體，并經(jīng)管道到達(dá)1#洗氣瓶16，2#閥門15可調(diào)節(jié)甲烷氣體流速和流量并控制解吸容器13內(nèi)的氣壓形成；1#洗氣瓶16除掉多余的二氧化碳，之后甲烷氣體經(jīng)管道到達(dá)倒置的錐形瓶19，點(diǎn)燃甲烷氣體，錐形瓶19固定在鐵架臺22上，回火防止器18可以防止回火，燃燒后的氣體經(jīng)管道到達(dá)氫氧化鈣2#洗氣瓶21，產(chǎn)生渾濁，自此可安全、方便、快捷地模擬石灰?guī)r地區(qū)煤層游離瓦斯形成的過程和驗(yàn)證。