一种煤样瓦斯面扩散渗流解吸装置的制作方法

1.本实用新型涉及矿井瓦斯防治领域，具体为一种煤样瓦斯面扩散渗流解吸装置。


背景技术：

2.瓦斯事故是矿井五大灾害之一，对煤矿的安全生产有着很大的威胁，影响矿井的正常生产。了解并掌握瓦斯在煤体中的吸附、渗流、解吸特性是防止瓦斯事故发生的首要出发点，目前的煤体瓦斯吸附、渗流、解吸基础实验装置中，大多数实验装置均通过预留进气口向密闭空间内通入高压瓦斯，使得煤体赋存在高压瓦斯气体环境中，来模拟煤样的吸附、渗流、解吸等特性，由于此方法只能实现高压瓦斯气体点扩散，而在实际的煤体中，瓦斯的吸附、渗流、解吸并非通过点扩散的方式，而是以面扩散的方式进行，因此为了更加准确的掌握瓦斯的吸附、渗流、解吸等特性，需研究一种煤样瓦斯“面扩散”渗流解吸装置，能够实现瓦斯的面扩散，保证煤体瓦斯均匀吸附，还原煤体瓦斯的实际渗流状态，提高煤体瓦斯基础实验数据的准确性。


技术实现要素：

3.针对现有技术中煤样瓦斯存在渗流和解吸“点扩散”的不足的问题，本实用新型提供一种煤样瓦斯面扩散渗流解吸装置，该渗流解吸装置结构简单，设计合理且容易加工实现，能够有效的克服煤样瓦斯“点扩散”实验装置的缺陷。
4.本实用新型是通过以下技术方案来实现：
5.一种煤样瓦斯面扩散渗流解吸装置，包括煤仓体，所述煤仓体的顶部盖设有密封盖；所述煤仓体的一侧设有进气侧板，另一侧设有出气侧板；所述进气侧板和出气侧板上均设有放射型槽；瓦斯气体通过进气侧板进入煤仓体内并与煤仓体内的实验煤样接触，通过放射型槽实现瓦斯气体在煤仓体内的面扩散。
6.优选的，进气侧板上设有进气口，进气口连通进气侧板的放射型槽，瓦斯气体通过进气口经过放射型槽面扩散于实验煤样。
7.进一步的，进气侧板内设有进气空腔，进气空腔的一侧连通进气口，另一侧靠近煤仓体的方向处设有放射型槽；所述放射型槽包括进气侧透气板，所述进气侧透气板在进气空腔的侧壁上设置，进气侧透气板内设有若干进气侧透气孔，若干进气侧透气孔在进气侧透气板上形成同心圆结构，用于将进气空腔与煤仓体内的连通。
8.进一步的，进气侧板与煤仓体之间套设有进气侧橡胶套，用于密封连接。
9.优选的，出气侧板上设有出气口，出气口连通出气侧板的放射型槽，煤仓体内的瓦斯气体通过放射型槽经过出气口流出。
10.进一步的，出气侧板内设有出气空腔，出气空腔的一侧连通出气口，另一侧靠近煤仓体的方向处设有放射型槽；所述放射型槽包括出气侧透气板，所述出气侧透气板在出气空腔的侧壁上设置，出气侧透气板内设有若干出气侧透气孔，用于将出气空腔与煤仓体内的连通。
11.更进一步的，出气侧板与煤仓体之间套设有出气侧橡胶套，用于密封连接。
12.优选的，煤仓体的顶部与密封盖之间设有密封垫。
13.优选的，密封盖与煤仓体的顶部之间通过密封螺栓连接。
14.优选的，煤样仓的材质采用不锈钢材质。
15.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：
16.本实用新型提供了一种煤样瓦斯面扩散渗流解吸装置，结构简单，设计合理，易加工实现，其中煤仓体两侧的进气侧板和出气侧板可进行拆卸，且分别在进气侧板和出气侧板上加工放射型槽，实现瓦斯气体由点扩散转为面扩散；提高了瓦斯气体与实验煤样的接触范围，保证煤体瓦斯均匀吸附，还原煤体瓦斯的实际渗流状态，提高煤体瓦斯基础实验数据的准确性。
17.进一步的，进气侧板上设有进气口，进气口连通进气侧板的放射型槽，瓦斯气体通过进气口经过放射型槽在在煤仓体内面扩散于实验煤样，瓦斯气体通过进气口进入到进气侧板内形成了点扩散，在进气侧板内通过放射型槽转换为面扩散，提高了瓦斯气体与实验煤样的接触范围。
18.更进一步的，进气侧板内设有进气空腔，进气空腔的一侧连通进气口，另一侧靠近煤仓体的方向处设有放射型槽；进气空腔便于气体过渡，同时便于点扩散转换为面扩散的转变，放射型槽包括进气侧透气板，进气侧透气板在进气空腔的侧壁上设置，进气侧透气板内设有若干进气侧透气孔，若干进气侧透气孔在进气侧透气板上形成同心圆结构；用于将进气空腔与煤仓体内的连通，同心圆结构增加了瓦斯气体的扩散面积，同时增加了实验煤样与瓦斯气体的接触面积。
19.更进一步的，进气侧板与煤仓体之间套设有进气侧橡胶套，用于密封连接，保证了气体不串流。
20.进一步的，出气侧板上设有出气口，出气口连通出气侧板的放射型槽，煤仓体内的瓦斯气体通过放射型槽经过出气口流出，便于瓦斯气体的流出。
21.更进一步的，出气侧板内设有出气空腔，出气空腔的一侧连通出气口，另一侧靠近煤仓体的方向处设有放射型槽；出气空腔便于气体的过渡，放射型槽包括出气侧透气板，出气侧透气板在出气空腔的侧壁上设置，出气侧透气板内设有若干出气侧透气孔，用于将出气空腔与煤仓体内的连通，通过放射型槽可以加快煤仓体内瓦斯气体的流出。
22.更进一步的，出气侧板与煤仓体之间套设有出气侧橡胶套，用于密封连接，避免瓦斯气体泄漏。
23.进一步的，密封盖与煤仓体的顶部之间通过密封螺栓连接，同时煤仓体的顶部与密封盖之间设有密封垫，保证整个煤样仓内的气密性良好。
24.进一步的，煤样仓的材质采用不锈钢材质，耐压强度可达20mpa，便于实验操作。
附图说明
25.图1为本实用新型中一种煤样瓦斯面扩散渗流解吸装置的整体结构示意图；
26.图2为本实用新型中解吸装置的进气口侧板上放射型槽结构示意图；
27.图3为图2的侧视图。
28.图中：1-煤样仓；2-密封盖；3-密封垫；4-密封螺栓；5-进气口；6-出气口；7-进气空
腔；8-出气空腔；9-进气侧透气板；10-出气侧透气板；11-进气侧透气孔；12-出气侧透气孔；13-进气侧橡胶套；14-出气侧橡胶套；15-进气侧板；16-出气侧板。
具体实施方式
29.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
30.需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
31.下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：
32.参见图1，本实用新型一个实施例中，提供了一种煤样瓦斯面扩散渗流解吸装置，该渗流解吸装置结构简单，设计合理且容易加工实现，能够有效的克服煤样瓦斯“点扩散”实验装置的缺陷。
33.具体的，该煤样瓦斯面扩散渗流解吸装置，包括煤仓体1，所述煤仓体1的顶部盖设有密封盖2；所述煤仓体1的一侧设有进气侧板15，另一侧设有出气侧板16；所述进气侧板15和出气侧板16上均设有放射型槽；瓦斯气体通过进气侧板15进入煤仓体1内并与煤仓体1内的实验煤样接触，通过放射型槽实现瓦斯气体在煤仓体1内的面扩散。
34.具体的，进气侧板15上设有进气口5，进气口5连通进气侧板15的放射型槽，瓦斯气体通过进气口5经过放射型槽面扩散于实验煤样。
35.其中，进气侧板15内设有进气空腔7，进气空腔7的一侧连通进气口5，另一侧靠近煤仓体1的方向处设有放射型槽；根据图2和图3所示，所述放射型槽包括进气侧透气板9，所述进气侧透气板9在进气空腔7的侧壁上设置，进气侧透气板9内设有若干进气侧透气孔11，若干进气侧透气孔11在进气侧透气板9上形成同心圆结构，用于将进气空腔7与煤仓体1内的连通。
36.进气侧板15与煤仓体1之间套设有进气侧橡胶套13，用于密封连接。
37.具体的，出气侧板16上设有出气口6，出气口6连通出气侧板16的放射型槽，煤仓体1内的瓦斯气体通过放射型槽经过出气口6流出。
38.其中，出气侧板16内设有出气空腔8，出气空腔8的一侧连通出气口6，另一侧靠近煤仓体1的方向处设有放射型槽；所述放射型槽包括出气侧透气板10，所述出气侧透气板10在出气空腔8的侧壁上设置，出气侧透气板10内设有若干出气侧透气孔12，用于将出气空腔8与煤仓体1内的连通
39.出气侧板16与煤仓体1之间套设有出气侧橡胶套14，用于密封连接。
40.本实用新型中煤仓体1的顶部与密封盖2之间设有密封垫3，密封盖2与煤仓体1的顶部之间通过密封螺栓4连接，保证整个煤样仓内的气密性良好。
41.本实用新型中放射型槽中进气侧透气板9和出气侧透气板10中的若干进气侧透气孔11和出气侧透气孔12所形成的同心圆结构，在进气空腔7的一侧若干相邻进气侧透气孔11之间的间距为15mm，若干进气侧透气孔11的深度为0.5mm，在出气空腔8的一侧若干相邻出气侧透气孔12之间的间距为15mm，若干出气侧透气孔12的深度为0.5mm。
42.在使用时，将实验煤样或者预制型煤放入煤样仓1内，煤样仓1上的密封垫3和密封盖2通过密封螺栓4固定，煤样仓1两侧分别通过进气侧橡胶套13和出气侧橡胶套14压紧在实验煤样进行进气侧和出气侧密封连接，保证气体不串流和整个煤样仓1的气密性，通过进气口5接入瓦斯气体，瓦斯气体通过放射型槽与实验煤样接触，实现瓦斯气体由点扩散转为面扩散的过程，更加真实地模拟了煤样所处的环境条件。
43.其中煤样仓1尺寸为200mm
×
200mm
×
200mm，耐压20mpa，由不锈钢材质锻件加工而成。
44.瓦斯气体由左侧进气侧板15进入煤样仓和由右侧出气侧板16流出煤样仓时，首先在槽线中扩散，实现了瓦斯气体由点扩散转为面扩散的过程，更加真实地模拟了煤样所处的环境条件。
45.使用时，首先根据实验需求和煤样仓的大小，制作大小合适的型煤，保证型煤的表面平整，整个煤体为一整体，型煤内不存在严重分层或者破裂现象。
46.待实验煤样瓦斯吸附平衡后，关闭瓦斯气瓶和进气口阀门，通过在出气口侧布置流量计来采集型煤渗流解吸的瓦斯量，同时记录时间等其它参数，根据煤样瓦斯“面扩散”渗流解吸装置实验得出更加真实、准确、可靠的煤样瓦斯渗流解吸规律。
47.综上所述，本实用新型公开了一种煤样瓦斯面扩散渗流解吸装置，包括煤样仓、进气口、出气口、进气空腔、透气板、透气孔等。实验时将预制煤样放入煤样仓内，通过密封垫、密封盖、密封螺栓将煤样仓的上部封闭保证煤样仓的气密性；在煤样仓的进气和出气侧，分别通过橡胶圈压紧在煤体表面上，同时上紧进气和出气侧的侧板，保证气体不串流；通过进气口连接瓦斯气瓶，释放气瓶中的高压瓦斯，瓦斯气体通过进气口进入进气空腔内，通过放射型槽均匀的接触在煤体上，实现瓦斯气体由点扩散转为面扩散，保证煤体瓦斯均匀吸附，还原煤体瓦斯的实际渗流状态，提高煤体瓦斯基础实验数据的准确性。
48.最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求保护范围之内。

技术特征：
1.一种煤样瓦斯面扩散渗流解吸装置，其特征在于，包括煤仓体(1)，所述煤仓体(1)的顶部盖设有密封盖(2)；所述煤仓体(1)的一侧设有进气侧板(15)，另一侧设有出气侧板(16)；所述进气侧板(15)和出气侧板(16)上均设有放射型槽；瓦斯气体通过进气侧板(15)进入煤仓体(1)内并与煤仓体(1)内的实验煤样接触，通过放射型槽实现瓦斯气体在煤仓体(1)内的面扩散。2.根据权利要求1所述的一种煤样瓦斯面扩散渗流解吸装置，其特征在于，所述进气侧板(15)上设有进气口(5)，进气口(5)连通进气侧板(15)的放射型槽，瓦斯气体通过进气口(5)经过放射型槽面扩散于实验煤样。3.根据权利要求2所述的一种煤样瓦斯面扩散渗流解吸装置，其特征在于，所述进气侧板(15)内设有进气空腔(7)，进气空腔(7)的一侧连通进气口(5)，另一侧靠近煤仓体(1)的方向处设有放射型槽；所述放射型槽包括进气侧透气板(9)，所述进气侧透气板(9)在进气空腔(7)的侧壁上设置，进气侧透气板(9)内设有若干进气侧透气孔(11)，若干进气侧透气孔(11)在进气侧透气板(9)上形成同心圆结构，用于将进气空腔(7)与煤仓体(1)内的连通。4.根据权利要求2所述的一种煤样瓦斯面扩散渗流解吸装置，其特征在于，所述进气侧板(15)与煤仓体(1)之间套设有进气侧橡胶套(13)，用于密封连接。5.根据权利要求1所述的一种煤样瓦斯面扩散渗流解吸装置，其特征在于，所述出气侧板(16)上设有出气口(6)，出气口(6)连通出气侧板(16)的放射型槽，煤仓体(1)内的瓦斯气体通过放射型槽经过出气口(6)流出。6.根据权利要求5所述的一种煤样瓦斯面扩散渗流解吸装置，其特征在于，所述出气侧板(16)内设有出气空腔(8)，出气空腔(8)的一侧连通出气口(6)，另一侧靠近煤仓体(1)的方向处设有放射型槽；所述放射型槽包括出气侧透气板(10)，所述出气侧透气板(10)在出气空腔(8)的侧壁上设置，出气侧透气板(10)内设有若干出气侧透气孔(12)，用于将出气空腔(8)与煤仓体(1)内的连通。7.根据权利要求6所述的一种煤样瓦斯面扩散渗流解吸装置，其特征在于，所述出气侧板(16)与煤仓体(1)之间套设有出气侧橡胶套(14)，用于密封连接。8.根据权利要求1所述的一种煤样瓦斯面扩散渗流解吸装置，其特征在于，所述煤仓体(1)的顶部与密封盖(2)之间设有密封垫(3)。9.根据权利要求1所述的一种煤样瓦斯面扩散渗流解吸装置，其特征在于，所述密封盖(2)与煤仓体(1)的顶部之间通过密封螺栓(4)连接。10.根据权利要求1所述的一种煤样瓦斯面扩散渗流解吸装置，其特征在于，所述煤仓体(1)的材质采用不锈钢材质。

技术总结
本实用新型公开了一种煤样瓦斯面扩散渗流解吸装置，涉及矿井瓦斯防治领域，包括煤样仓、进气口、出气口、进气空腔、透气板、透气孔等。实验时将预制煤样放入煤样仓内，通过密封垫、密封盖、密封螺栓将煤样仓的上部封闭保证煤样仓的气密性；在煤样仓的进气和出气侧，分别通过橡胶圈压紧在煤体表面上，同时上紧进气和出气侧的侧板，保证气体不串流；通过进气口连接瓦斯气瓶，释放气瓶中的高压瓦斯，瓦斯气体通过进气口进入进气空腔内，通过放射型槽均匀的接触在煤体上，实现瓦斯气体由点扩散转为面扩散，保证煤体瓦斯均匀吸附，还原煤体瓦斯的实际渗流状态，提高煤体瓦斯基础实验数据的准确性。准确性。准确性。


技术研发人员：成小雨 龚选平 程成 陈龙 赵刚 高涵 雷慧 杨鹏 范晓刚 孙宝强
受保护的技术使用者：中煤能源研究院有限责任公司
技术研发日：2021.12.02
技术公布日：2022/5/25