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原文传递一种基于溶液原位压注的煤体渗透-润湿实验系统

专利名称：	一种基于溶液原位压注的煤体渗透-润湿实验系统
摘要：	本发明公开了一种基于溶液原位压注的煤体渗透‑润湿实验系统，属于煤层气/瓦斯抽采和粉尘防控领域。所述实验系统包括以下步骤:将煤样推送至高压腔体内，通过应力加载及控制装置进行三向加压，通过注气装置对煤样进行气体吸附，通过温控装置对煤样及气体进行加热和控温，通过原位压注装置向煤样注入液体，通过声发射装置监测煤体损伤、裂隙起裂、扩展及分布特性，通过数据采集和控制装置记录实验过程中的三向应力、气体压力、注水压力、温度和渗透率等参数。该设备试验结果可为煤层压注溶液增加渗透率或增强润湿性提供理论基础和科学依据，提高瓦斯抽采率和粉尘防控效果，对深部煤层的安全高效开采与职业卫生健康具有重要意义。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	安徽;34
申请人：	安徽理工大学
发明人：	郑春山;韩飞林;薛生;江丙友;李贺;郑晓亮;李尧斌;任波;郑苑楠;赵洋
专利状态：	有效
申请日期：	2023-06-26T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-03T00:00:00+0800
申请号：	CN202310758563.6
公开号：	CN116990195A
代理机构：	北京同辉知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	孙艳敏
分类号：	G01N13/00;G01N13/04;G01N15/08;G;G01;G01N;G01N13;G01N15;G01N13/00;G01N13/04;G01N15/08
申请人地址：	232001 安徽省淮南市泰丰大街168号
主权项：	1.一种基于溶液原位压注的煤体渗透-润湿实验系统，其特征在于，所述实验系统包括：高压密封腔体、应力加载及控制装置、原位压注装置、注气装置、声发射装置、温控装置和数据采集及控制装置；所述高压密封腔体固定在支架上，所述高压密封腔体包括顶部用于与所述高压密封腔体形成密闭结构的顶端盖板、内部用于包裹煤样的氟橡胶套和底部用于将所述煤样从底部推入高压密封腔体内的垂向推板，所述氟橡胶套置于围压腔体内部；所述顶端盖板上有原位压注孔和气体注入孔，所述原位压注孔与向所述煤样注入溶液的所述原位压注装置通过高压注水管路连接，所述气体注入孔与向所述煤样注入气体的所述注气装置通过高压注气管路连接；所述高压密封腔体与提供三向应力的所述应力加载及控制装置通过油路连接；所述高压密封腔体与用于监测所述煤样在加压过程中的声信号的所述声发射装置通过线路连接；所述高压密封腔体与用于改变试验过程温度的所述温控装置通过循环泵连接；所述高压密封腔体与对试验过程所有参数进行采集的所述数据采集及控制装置通过管路连接。 2.根据权利要求1所述的实验系统，其特征在于，所述氟橡胶套的四周安装有用于挤压所述氟橡胶套的推板，所述推板与活塞顶杆相连，所述活塞顶杆与活塞连接，所述活塞与油缸连接，所述活塞与所述活塞顶杆内设置监测所述推板位移情况的位移传感器。 3.根据权利要求1所述的实验系统，其特征在于，所述应力加载及控制装置包括第一伺服液压站、第二伺服液压站、第三伺服液压站和围压泵。 4.根据权利要求2或3所述的实验系统，其特征在于，所述第一伺服液压站、第二伺服液压站和第三伺服液压站分别通过油路连接到所述油缸，所述围压泵连接到所述氟橡胶套。 5.根据权利要求1所述的实验系统，其特征在于，所述原位压注装置包括注水泵、注水控制台、化学溶液容器和高压注水管路，所述注水控制台、注水泵和化学溶液容器依次通过所述高压注水管路连接。 6.根据权利要求1所述的实验系统，其特征在于，所述注气装置包括高压气瓶、吸附参比罐和高压注气管路；所述高压气瓶通过高压注气管路与所述高压密封腔体连接，所述高压注气管路上设有增加气体压力的气体增压泵、控制气体流动的阀门和储存气体的储气罐。 7.根据权利要求1所述的实验系统，其特征在于，所述声发射装置包括声发射探头、声发射转化器和声发射主机；所述声发射探头位于所述顶端盖板和所述垂向推板内部，所述声发射探头与声发射转化器通过电缆连接，所述声发射转化器通过电缆与所述声发射主机连接。 8.根据权利要求1所述的实验系统，其特征在于，所述温控装置包括加热油箱、循环泵、温度探头和加热棒；所述加热棒与所述温度探头位于所述加热油箱内部；所述加热油箱通过循环泵与所述高压密封腔体连接。 9.根据权利要求1所述的实验系统，其特征在于，所述数据采集及控制装置包括气液分离器、干燥器、电磁阀、气体流量计、数据采集及控制计算机、回压泵、缓冲罐和回压阀；所述回压泵、缓冲罐和回压阀依次连接，所述数据采集及控制计算机、气体流量计、电磁阀、干燥器和气液分离器依次连接，所述气液分离器与所述回压阀连接，所述回压阀通过管路连接到高压密封腔体。 10.根据权利要求1～9任一所述的实验系统在煤层压注溶液增加渗透率和增强润湿性领域的应用，其特征在于，所述应用包括实现煤层赋存三向应力状态下的脉动式溶液原位压注。
所属类别：	发明专利