[实用新型]一种改变混合气体电场和湿度的三轴渗流装置

说明书

本实用新型公开了一种改变混合气体电场和湿度的三轴渗流装置，它包括混合气体供给系统和气体混合系统，混合气体供给系统与气体混合系统通过管路连接；气体混合系统与三轴压力系统通过管路连接；三轴压力系统与真空脱气系统通过管路连接；真空脱气系统与流量测定系统通过管路连接；其特征在于：所述三轴压力系统的三轴压力室（13）的外部安装有电场发生仪（14）；气体混合系统包括气体混合腔（10），水蒸气产生装置（9）与气体混合腔（10）通过管路连接；解决了现有技术没有可改变混合气体湿度且外加电场的三轴渗流装置模拟煤矿开采现场混合气体湿度的变化等技术问题。

技术领域

本实用新型属于渗流技术领域，尤其涉及一种改变混合气体电场和湿度的三轴渗流装置。

背景技术

我国的储量丰富的煤炭资源，煤层中蕴含大量煤层气资源，在煤层瓦斯运移过程中，渗透率是反映煤层内瓦斯渗流难易程度重要参数之一，同时，渗透率也是瓦斯渗流力学与工程的一个关键研究方向。因此，煤层瓦斯渗透率的测算方法研究对瓦斯渗流力学发展至关重要，同时煤与瓦斯突出等一系列矿山安全问题亟待被解决。在复杂的储层条件下，煤岩中吸附的气体具有不同湿度。随着煤层开采深度的增加，随之带入的空气湿度也加大。而瓦斯是一种含有CH₄和CO₂等多种混合气体组成的气体，混合气体湿度的不同会导致煤层内瓦斯渗透率存在很大的差异；且经研究可知电场法为提高煤岩层的渗透率提供了一种新的途径，这对于合理有效利用电磁场，对于我国低透气性煤层瓦斯高效抽放、矿井安全生产、保护大气环境都具有重大的理论和现实意义。

因此，研究混合气体的湿度对煤渗透率的影响具有重要意义，目前为止还没有外加电场作用下改变混合气体湿度的三轴渗流装置，因此有必要对现有的三轴渗流装置进行一定的改进以解决煤矿开采现场混合气体湿度以及电场对煤岩渗透率的作用等技术问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种改变混合气体电场和湿度的三轴渗流装置，以解决现有技术没有可改变混合气体湿度且外加电场的三轴渗流装置模拟煤矿开采现场混合气体湿度以及电场对煤岩渗透率的作用等技术问题。

本实用新型技术方案：

一种改变混合气体电场和湿度的三轴渗流装置，它包括混合气体供给系统和气体混合系统，混合气体供给系统与气体混合系统通过管路连接；气体混合系统与三轴压力系统通过管路连接；三轴压力系统与真空脱气系统通过管路连接；真空脱气系统与流量测定系统通过管路连接；所述三轴压力系统的三轴压力室的外部安装有电场发生仪；气体混合系统包括气体混合腔，水蒸气产生装置与气体混合腔通过管路连接。

水蒸气产生装置包括湿度测试仪；湿度测试仪安装在气体混合腔内，湿度测试仪通过导线与显示器连接；显示器固定在气体混合腔上表面。

所述混合气体供给系统包括第一储气罐和第二储气罐；第一储气罐与气体混合系统连接的管路上依次安装有第一减压阀、第一压力表和第一开关阀；第二储气罐与气体混合系统连接的管路上依次安装有第二减压阀、第二压力表和第二开关阀。

三轴压力系统包括三轴压力室，在三轴压力室的外室通过轴压管和围压管连接轴压泵和围压泵；气体混合系统与三轴压力系统的连接管路上依次安装有第三压力表和第三减压阀。

真空脱气系统包括真空泵，真空泵与三轴压力系统的出口端通过管路连接；在管路上依次安装有压力表、第四减压阀和法兰阀。

流量测定系统包括流量计，流量计与真空脱气系统的连接管路上安装有止回阀。

所述的一种改变混合气体电场和湿度的三轴渗流装置的操作方法，它包括：

步骤1、将标准尺寸的煤体试件按要求安装在三轴压力室的围压腔内，之后开启真空泵将煤样与实验装置进行脱气六小时之后关闭法兰阀；

步骤2、通过调节轴压泵与围压泵至实验所设置的轴压与围压值从而模拟煤在地底所受应力状态；