[实用新型]一种煤层瓦斯含量测试的实验教学装置

说明书

本实用新型公开了一种煤层瓦斯含量测试的实验教学装置，包括实验装置本体，实验装置本体主要由上位机、瓦斯解吸仪、储气罐以及煤样罐组成。与现有技术相比，本实用新型主要用于煤层瓦斯含量实验教学，有效的解决了实验室煤体不含有瓦斯、无法进行煤层瓦斯含量测试操作训练的难题；本装置给放散完瓦斯的煤样注入瓦斯气体，实现各个阶段瓦斯含量的测试；主要包括煤样的井下解吸瓦斯量测试、煤样的损失瓦斯量计算、煤样粉碎前解吸瓦斯量测试、煤样粉碎后解吸瓦斯量测试、常压不可解吸瓦斯量计算，最终计算得到真实的煤层瓦斯含量；能够让学生亲自动手操作，更好地掌握煤层瓦斯含量的测试流程、计算方法，为矿井瓦斯防治理论与技术打好坚实的基础。

技术领域

本实用新型涉及煤层瓦斯含量测试技术领域，更具体的说是涉及一种煤层瓦斯含量测试的实验教学装置。

背景技术

我国是一个煤炭资源大国，同时也是煤炭生产及消费大国，煤炭在一次能源生产和消费中比重分别占77％和66％。在我国可采煤炭资源中，有将近5成以上的煤层为高瓦斯煤层或者煤与瓦斯突出煤层。深部开采煤层的突出危险性及突出发生强度要较浅部煤层大的多，我国瓦斯事故发生与开采深度呈现正相关。据国家安监总局公布数据统计，2011-2015我国煤矿共发生瓦斯事故155起，死亡1228人，见表1：

表12011-2015年我国煤矿瓦斯事故统计

从表1可以看出，近五年我国煤矿瓦斯事故发生起数和死亡人数总体均呈现下降趋势，事故起数由2011年的49起减少至2015年的13起，下降了73.5％；死亡人数由374减少至84人，下降了77.5％。由此可以看出，我国煤矿瓦斯事故整体上趋于稳定减少状态。但是我国煤矿瓦斯事故的形式依然不容乐观，煤与瓦斯突出、瓦斯爆炸等恶性事故一旦发生后果极其严重。

在遏制矿井瓦斯重特大事故与矿井瓦斯防治过程中，煤层瓦斯含量的准确测试、掌握矿井准确的瓦斯赋存占有极其重要地位。2009年《防治煤与瓦斯突出规定》颁布实施，指出煤层瓦斯含量是煤与瓦斯突出危险性预测、区域瓦斯治理效果检验的关键指标之一。煤层瓦斯含量也是矿井通风设计、瓦斯抽采系统设计、工作面瓦斯涌出量预测、瓦斯赋存规律研究以及瓦斯抽采效果验证的必测参数与基础参数，直接关系到矿井建设与生产的安全。因此煤层瓦斯含量准确快速测试是防治矿井瓦斯事故的基础。

煤层瓦斯含量是一个现场测试的过程，测试煤样在离开煤体以后就开始不断解吸瓦斯气体，直至数小时、数十小时后全部解吸结束。我国安全工程类本科生开设的专业课《矿井瓦斯防治与利用》中，有一个很重要的实验教学是煤层瓦斯含量测试实验教学。现有的实验教学主要以现场测试装备为依托，简单讲解一下仪器与测试流程，由于实验室没有含有瓦斯的煤体，所以很难做到让学生亲自上手操作、测试；且煤层瓦斯含量测试步骤繁多，测试复杂，计算难度大(煤矿现场完整测试一个煤层瓦斯含量一般需要一周时间)，很难达到实验教学的目的。

现有技术一的技术方案：

现有的煤层瓦斯含量测试实验装置，主要以现场的煤层瓦斯含量测试装备为依托，进行仪器讲解和测试、计算的讲解。由于实验室没有含有瓦斯的煤体，固很难做到让学生动手操作。现有设备及测定方法认为:煤层瓦斯含量由煤样损失瓦斯量Q1、煤样自然解吸瓦斯量Q2、煤样粉碎解吸瓦斯量Q3及残存瓦斯量Q4等4部分组成。Q1指取样过程中损失的瓦斯量；Q2指在常压状态下，煤样井下解吸瓦斯量Q21与煤样运送到实验室在粉碎前所解吸的瓦斯量Q22之和；Q3指在常压状态下，煤样在粉碎机中粉碎到95％，煤样粒度小于0.25mm的过程中所解吸瓦斯量；Q4指在常压状态下，粉碎解吸后仍残存在煤样中不可解吸的瓦斯量。

现有技术一的缺点：

现有瓦斯含量测定装置主要针对现场应用，无法全面、真实的开展实验教学。现有装备分为井下测定装置和地面测定装置组成，具体分为井下取芯与井下解吸系统、地面瓦斯解吸系统、称重系统、煤样粉碎解吸系统、水分测定系统和数据处理系统。主要服务于煤样损失瓦斯量、煤样自然解吸瓦斯量、煤样粉碎解吸瓦斯量及残存瓦斯量。