[实用新型]一种注水预热钻孔煤层温度场模拟实验装置

说明书

本实用新型提供了一种注水预热钻孔煤层温度场模拟实验装置，包括：模拟环境实验箱、煤层模拟样本、煤层注水预热装置和热敏电阻；所述模拟环境实验箱用于模拟实际现场掘进工作面的地质状况和通风状况；所述煤层模拟样本用于模拟煤层；所述煤层注水预热装置用于提供热水；所述热敏电阻用于测量煤层模拟样本温度；所述煤炭模拟样本设置于所述模拟环境实验箱中，所述煤层模拟样本上钻有煤层注热水孔和温度监测孔，所述煤层注热水孔与所述煤层预热装置连接，用于向煤矿模拟样本中注入热水，所述热敏电阻置入所述温度监测孔中，用于测量煤层模拟样本的温度变化。可以简化实验条件，缩短试验周期，解决了现场测试的不足。

技术领域

本实用新型属于实验模拟技术领域，尤其是涉及一种注水预热钻孔煤层温度场模拟实验装置。

背景技术

大部分煤层都属高瓦斯低透气性难抽放煤层，为保障安全生产必须对煤层瓦斯进行抽采，在对低渗煤层进行瓦斯预抽时，未卸压煤层瓦斯抽采效果的好坏主要取决于煤层渗透性。解决低透气性煤层的瓦斯抽采已成为确保煤矿安全生产，提高煤矿生产效率的关键环节。煤层气注热开采是注热法在煤矿瓦斯抽采领域的应用和发展，其是一种环保、节能且高效提高煤层渗透率的方法，在注热之后，储层内部煤体颗粒随温度的上升膨胀，其内部产生热应力。当热应力大于煤体的极限强度时，发生热破裂现象，热破裂能改变岩石的微观结构，既能使得岩体内部原有的裂隙伸长，又能形成大量的新裂隙，从而实现渗透率的提高。由于井下环境条件恶劣，煤层温度场受到工作面地质条件、通风条件等因素的影响，使得现场实测煤层内部温度变化规律变得异常困难。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种注水预热钻孔煤层温度场模拟实验装置，以解决现有技术中存在的煤层温度场内部温度变化规律测量较为困难的技术问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种注水预热钻孔煤层温度场模拟实验装置，包括：

模拟环境实验箱、煤层模拟样本、煤层注水预热装置和热敏电阻；

所述模拟环境实验箱用于模拟实际现场掘进工作面的地质状况和通风状况；

所述煤层模拟样本用于模拟煤层；

所述煤层注水预热装置用于提供热水；

所述热敏电阻用于测量煤层模拟样本温度；

所述煤炭模拟样本设置于所述模拟环境实验箱中，所述煤层模拟样本上钻有煤层注热水孔和温度监测孔，所述煤层注热水孔与所述煤层预热装置连接，用于向煤矿模拟样本中注入热水，所述热敏电阻置入所述温度监测孔中，用于测量煤层模拟样本的温度变化。

进一步的，所述煤炭模拟样本包括：煤层样本和围岩样本，所述围岩样本设置于煤层样本的两侧，且煤层截面为矩形或者梯形。

进一步的，所述注水预热钻孔煤层温度场模拟实验装置还包括：保温隔热材料，所述保温隔热材料，设置于所述模拟环境实验箱的两侧。

进一步的，所述煤炭模拟样本上设有六个煤层注热水孔和三个温度监测孔，所述六个煤层注热水孔包括：两个注水孔和四个出水孔，所述出手孔设置于所述注水孔的两侧。

进一步的，所述注水预热钻孔煤层温度场模拟实验装置还包括：小型支撑筛管，所述小型支撑筛管一端与所述注水孔连接，另一端与所述煤层注水预热装置连接，用于支撑所述注水孔，便于向煤层注入热水。

进一步的，所述煤层注水预热装置包括：热水箱、加热管、进水阀门、出水阀门和溢流阀门，所述进水阀门、出水阀门和溢流阀门分别设于所述热水箱上，所述加热管设置于所述热水箱内。