[实用新型]外液侵入条件下水锁实验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种水锁实验装置。

背景技术

随着国内外对瓦斯灾害防治技术研究的不断深入，瓦斯抽放被认为是防止工作面瓦斯超限的有效手段。对于正在回采的工作面而言，对预采煤体进行瓦斯抽放需要有一定的时间作保证，抽放时间过短其效果无法得到保证，而抽放时间过长又会影响工作面回采的正常进行，因此，如何解决抽放与回采之间在时间上存在的相互制约的矛盾问题，成为矿井生产急需解决的一个实际问题。

众所周知，工作面瓦斯超限是由于从煤体涌出的瓦斯利用正常通风无法及时外排，从而引起空气中瓦斯浓度过高而引起的，因此防止工作面瓦斯超限应从两个方面出发，一是加大通风量，二是降低单位时间内从煤体涌出的瓦斯量。受工作面风速的限制，工作面风量不能无限制地加大，因此如何降低单位时间内从煤体涌出的瓦斯量成为解决问题的关键，预达到此目的，有两种途径可供选择，一是依托瓦斯抽采技术，降低煤体内的瓦斯含量和瓦斯压力；二是依托水锁技术，对瓦斯涌出的通道进行封堵，以降低单位时间内瓦斯的涌出量，延缓瓦斯涌出速度^[1]。在单纯采用第一种途径时，由于抽放与回采在时间上存在相互制约的矛盾，此时将抽放技术与水锁技术联合应用则成为一种理想的途径。

在瓦斯抽放后再利用水锁来防止工作面瓦斯超限，其效果的好坏与抽放后煤体内瓦斯的终点压力、注入液体的类型(纯水或某种溶液)、液体浓度等许多因素有关，而这些关系的探索均需要借助专用的仪器来进行实验测试，正是基于以上想法，笔者就其实验装置首次进行了研发设计，以求为工作面瓦斯超限的防治途径的研究提供帮助。

目前在矿山领域，利用水锁防止工作面瓦斯超限尚属一个新方向，更无专用的实验仪器设备。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种外液侵入条件下水锁实验装置，以解决目前无专用的水锁防止工作面瓦斯超限实验仪器的问题。

本实用新型为解决上述技术问题采取的技术方案是：所述实验装置包括真空泵、高压连接软管、第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀、第四控制阀、第五控制阀、参考缸、样品缸、气瓶和管路，所述实验装置还包括第一压力表、第二压力表、内置外液联动装置和压差计，真空泵与高压连接软管的左端口连通，高压连接软管分别与参考缸和样品缸连通，内置外液联动装置设置在样品缸内，高压连接软管上设有第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀和第四控制阀，第一控制阀位于真空泵和第一压力表之间，第二控制阀位于第一压力表和第二压力表之间，第三控制阀位于第二控制阀和第二压力表之间，第四控制阀位于第二压力表与高压连接软管的右端口之间，高压连接软管的右端口与压差计连通，管路上设有第五控制阀，气瓶通过管路与高压连接软管连通，且管路的出口端位于第二控制阀和第三控制阀之间，参考缸上设有用于测量参考缸内压力的第一压力表，样品缸上设有用于测量样品缸内压力的第二压力表，内置外液联动装置由装液缸、均布分散器、至少一个钢球、壳体和煤样瓶构成，煤样瓶设在壳体内的底部，均布分散器设在煤样瓶的上部且均布分散器固接在壳体内，装液缸设在均布分散器上且装液缸与壳体固接，装液缸的底部设有至少一个出液口，至少一个出液口上设有钢球，钢球的数量与出液口的数量一致。

本实用新型具有以下有益效果：本实用新型模拟出含瓦斯煤所处的原始环境、外液侵入的条件下，能够满足水锁实验所需的条件要求。本实用新型可以依据实验需要来调整装置的结构，进行其它不同类别的实验，具体包括：常规瓦斯吸附解吸实验、带压解吸实验、常压条件下的瓦斯解吸实验、外液侵入条件下瓦斯解吸实验、液置气实验。本实用新型不仅能够为瓦斯灾害防治领域的基础实验研究提供必备条件，而且还对促进我国瓦斯资源开采研究具有一定的积极作用。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图，图2是内置外液联动装置的结构示意图。

具体实施方式