[实用新型]一种基于核磁共振技术的煤孔隙结构变化测定装置

说明书

本实用新型涉及煤体孔隙结构领域，具体涉及一种基于核磁共振技术的煤孔隙结构变化测定装置，包括煤样夹持器、加热装置、液氮冷却装置、温度控制器、恒压泵、气相色谱仪及控制阀门，所述煤样夹持器连接有五个管道，所述五个管道包括两个连接氮气钢瓶与空气压缩泵的管道、一个连接气相色谱仪的管道、一个连接储气罐管道及一个连接恒压泵的一个管道。实用新型通过加热棒和液氮冷却分别对煤样提供高、低温环境，利用恒压泵给装置提供地下应力荷载；本实用新型还设置有气体检测装置，可以实时监测吸附、解析过程气体变化，因此，本实用新型测量煤体孔隙结构更准确。

技术领域

本实用新型涉及煤体孔隙结构领域，具体涉及一种基于核磁共振技术的煤孔隙结构变化测定装置。

背景技术

煤自燃灾害是目前煤炭行业仍需要解决的安全问题之一。在矿井煤自燃引发的事故中，因瓦斯燃烧直接或者间接引燃煤体的事故占非常大的比例，而煤体孔隙结构又是影响瓦斯的储存和运移的关键因素。研究表明，煤表面具有的吸附性是因为煤孔隙表面存在不饱和能，与非极性气体分子相互作用产生范德华力，从而吸附气体分子。煤自燃起因是煤与氧气之间的物理、化学吸附，进而发生化学反应，放出产生的吸附热和化学反应热，伴随热量逐渐积聚导致煤体温度升高后引发燃烧的过程。孔径分布是全面定量分析不同气体吸附能力、吸附引起的微变形及流气偶合的重要参数。因此，研究不同温度、气体吸附对煤体孔隙结构的影响，对于深入研究煤自燃防治技术、煤层气抽采和煤矿安全生产具有重要意义。

现阶段利用核磁共振技术测定煤孔隙率主要是在常温下进行的，且未考虑气体吸附、解吸对煤体孔隙率结构的影响，导致测量的数据不准确、不可靠。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有测试方法未考虑煤体孔隙结构变化与不同温度、气体吸附之间的关系，也没有实时监测吸附气体消耗以及生成的变化，因而造成实验数据不准确的缺陷。为了确保测量出煤体孔隙结构数据准确性，考虑煤体孔隙结构变化与不同温度和气体吸附、解析之间的关系，且实时监测吸附、解析过程气体变化，本实用新型提供一种基于核磁共振技术的煤孔隙结构变化测定装置，用于测量出煤体孔隙的结构。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案为：一种基于核磁共振技术的煤孔隙结构变化测定装置，包括煤样夹持器、加热装置、液氮冷却装置、温度控制器、恒压泵、气相色谱仪及控制阀门，所述煤样夹持器连接有五个管道，所述五个管道包括两个连接液氮钢瓶与空气压缩泵的管道、一个连接气相色谱仪的管道、一个连接储气罐管道及一个连接恒压泵的一个管道。

所述加热装置包括五根加热棒，所述五根加热棒呈中心一根，其余四根围绕在中心一个的四周，所述加热棒贯穿在煤柱体里。

所述液氮冷却装置包括:液氮钢瓶、空气压缩泵、液氮喷嘴，所述液氮钢瓶顶部设有低温电磁阀，所述液氮钢瓶与空气压缩泵及设在双层耐高温石英玻璃之间的液氮喷嘴相连通。

所述控制阀门包括两个冷却阀门、一个气体流速控制阀门、一个恒压阀门及一个进气阀门，所述冷却阀门连接在空气压缩泵与煤样夹持器之间，所述气体流速控制阀门连接在气相色谱仪与煤样夹持器之间，所述进气阀门连接在储气罐与煤样夹持器之间，所述恒压阀门连接在恒压泵与煤样夹持器之间。

所述煤样腔的材料为双层耐高温石英玻璃，所述煤样腔的最外层为硅酸铝纤维层。

所述温度传感器设置在双层耐高温石英玻璃内测，煤柱左右两侧的上下端各设置一个，所述温度传感器通过导线与温度控制器连接。

附图说明

图1为本实用新型的一种基于核磁共振技术的煤孔隙结构变化测定装置结构示意图；