一种利用磁性颗粒提高煤体瓦斯解吸率的实验装置和实验方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种利用磁性颗粒提高煤体瓦斯解吸率的实验装置和实验方法，包括实验罐与电机，所述实验罐包括反应罐与电磁圆筒，所述反应罐的上表面敞开，且所述反应罐的顶部设有用于封闭所述反应罐的反应罐盖，所述电磁圆筒包括外筒和可旋转设在所述外筒内的内筒，所述内筒的上表面具有敞开口，所述反应罐通过所述敞开口伸入或伸出所述内筒，所述内筒的周壁上设有磁性件，所述电机通过配合在所述内筒与所述电机的电机轴之间的三角带带动所述内筒旋转。本发明专利技术可以模拟煤层中的裂隙在磁性颗粒和磁性件的配合作用下的延伸情况，进而可以为工作人员研究煤层内瓦斯的抽采提供方便。

An experimental device and experimental method for improving coal gas desorption rate by magnetic particles

The invention relates to an experimental device and an experimental method for improving the coal gas desorption rate by using magnetic particles, including an experimental tank and a motor. The experimental tank comprises a reaction tank and an electromagnetic cylinder. The upper surface of the reaction tank is open, and the top of the reaction tank is provided with a reaction tank cover for sealing the reaction tank, and the electricity is provided. The magnetic cylinder comprises an outer cylinder and an inner cylinder rotatable in the outer cylinder. The upper surface of the inner cylinder has an open opening. The reaction tank extends into or out of the inner cylinder through the open opening. The outer wall of the inner cylinder is provided with magnetic parts, and the motor passes through a triangle matching the inner cylinder with the motor shaft of the motor. The belt drives the inner cylinder to rotate. The invention can simulate the extension of the crack in the coal seam under the cooperation of magnetic particles and magnetic parts, thereby providing convenience for the staff to study the gas extraction in the coal seam.

【技术实现步骤摘要】
一种利用磁性颗粒提高煤体瓦斯解吸率的实验装置和实验方法
本专利技术涉及一种利用磁性颗粒提高煤体瓦斯解吸率的实验装置和实验方法，属于瓦斯抽采

技术介绍
瓦斯放散初速度是预测瓦斯突出的指标之一，瓦斯突出是瞬间完成，煤的放散瓦斯的能力大小与突出的发生有直接关系，研究0～1min瓦斯放散速度对研究煤与瓦斯突出有重要意义。我国煤层瓦斯平均抽采率较低,解吸渗流性差,且尚未找到能够显著提高煤层瓦斯的抽采方法，目前提高煤层瓦斯解吸渗流的方法有三类，第一类属于水力与爆破致裂、钻孔与割缝卸压、开采解放层等力学方法，第二类是通过注气置换和注水驱替等方法，第三类是通过外加温度场、微波场和声场等方法。对于现有技术中的力学方法而言，一方面，裂隙不易控制，而且产生的容易闭合，不利于煤层中瓦斯的释放，因此，为了研究如何提升煤层瓦斯的抽采效率，急需研制一种利用磁性颗粒提高煤体瓦斯解吸率的实验装置与方法。
技术实现思路
本专利技术提出一种利用磁性颗粒提高煤体瓦斯解吸率的实验装置和实验方法，为研究如何提升煤层的瓦斯抽采效率提供了方便。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了如下的技术方案：本专利技术一种利用磁性颗粒提高煤体瓦斯解吸率的实验装置，包括实验罐与电机，所述实验罐包括反应罐与电磁圆筒，所述反应罐的上表面敞开，且所述反应罐的顶部设有用于封闭所述反应罐的反应罐盖，所述电磁圆筒包括外筒和可旋转设在所述外筒内的内筒，所述内筒的上表面具有敞开口，所述反应罐通过所述敞开口伸入或伸出所述内筒，所述内筒的周壁上设有磁性件，所述电机通过配合在所述内筒与所述电机的电机轴之间的三角带带动所述内筒旋转，所述反应罐内设有温度传感器，所述反应罐的外周壁上设有与所述温度传感器相连的传感器通信密封条，所述传感器通信密封条电性连接有计算机，所述实验罐的一侧设有解吸集气系统，所述解吸集气系统通过第一管道连通反应罐内腔，所述实验管的另一侧设有储气罐和真空泵，所述储气罐通过第二管道连通所述反应罐的内腔，所述储气罐内设有甲烷与磁性颗粒的混合体，所述真空泵通过第三管道连通所述第二管道。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述内筒包括：转动环和至少一个连接杆，所述转动环的下部沿所述外筒的中心轴线可旋转地连接在所述外筒上，所述转动环的上部与所述三角带配合，所述连接杆与所述转动环相连并沿所述转动环的轴向向下延伸伸入所述外筒内，所述磁性件设在所述连接杆上。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述连接杆为三个，三个所述连接杆的长度相同且沿所述转动环的周向等间距布置，所述磁性件为三个永磁体，三个所述永磁体一一对应地设在三个所述连接杆上，且每个所述永磁体设在对应所述连接杆的远离所述转动环的端部。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述内筒的外周壁与所述外筒的内周壁之间设有第一轴承，所述第一轴承配合在所述转动环的外周壁与所述外筒的内周壁之间。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述内筒的内周壁与所述反应罐的外周壁之间设有第二轴承，所述第二轴承配合在所述转动环的内周壁与所述反应罐的外周壁之间。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述外筒的底壁设有接线孔，所述第一管道、所述第二管道和所述第三管道穿过所述接线孔。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述反应罐所述内筒和所述外筒的中心轴线位于同一竖直线上。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述第一管道上设有第一控制阀，所述第三管道上设有第二控制阀，所述第二管道上设有第三控制阀和第四控制阀，在所述第二管道的长度方向上，所述第三控制阀位于所述反应罐与所述第三管道之间，所述第四控制阀位于所述第三管道与所述储气罐之间。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述第一管道上设有流量计。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述第二管道上设有第一压力表和第二压力表，且所述第一压力表位于所述反应罐与所述第三控制阀之间，所述第二压力表设在所述第四控制阀与所述储气罐之间。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述磁性颗粒的直径为1-10nm。作为本专利技术的一种优选技术方案，本专利技术一种利用磁性颗粒提高煤体瓦斯解吸率的实验装置的实验方法包括如下步骤：（1）.称取煤样，并打开真空泵、第二控制阀和第三控制阀进行真空脱气；（2）.将煤样放入反应罐并将反应罐放入内筒，关闭真空泵和第二控制阀，打开储气罐和第四控制阀，充入一定的甲烷气体和磁性颗粒使反应罐内瓦斯气体达到设计压力值后关闭第三控制阀和第四控制阀，经过24～48h以上的吸附，使之达到设计吸附平衡压力；（3）.打开电机，使三角带带动电磁圆筒旋转；（4）.打开第一控制阀，利用解吸集气系统分析煤样的解吸情况。本专利技术所达到的有益效果是：通过向反应罐内注入甲烷和磁性颗粒的混合体，然后打开电机，电机利用三角带带动内筒旋转，内筒上的磁性件对磁性颗粒的磁场作用沿内筒的周向旋转。由于磁性颗粒的直径较小，可以进入煤块的裂隙中，不仅可以促进裂隙扩展，而且可以支撑裂隙保证瓦斯彻底释放。由此可以模拟煤层中的裂隙在磁性颗粒和磁性件的配合作用下的延伸情况，进而可以为工作人员研究煤层内瓦斯的抽采提供方便。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是本专利技术的整体连接图；图2是本专利技术的反应罐与电磁圆筒连接图；图3是本专利技术的内筒的结构示意图。图中：1、实验罐；2、电机；3、反应罐；4、电磁圆筒；5、反应罐盖；6、外筒；7、内筒；8、磁性件；9、三角带；10、温度传感器；11、传感器通信密封条；12、计算机；13、解吸集气系统；14、第一管道；15、储气罐；16、真空泵；17、第二管道；18、第三管道；19、转动环；20、连接杆；21、接线孔；22、第一控制阀；23、第二控制阀；24、第三控制阀；25、第四控制阀；26：流量计；27：第一压力表；28：第二压力表。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。图1-3所示，本专利技术提供本专利技术一种利用磁性颗粒提高煤体瓦斯解吸率的实验装置，包括实验罐1与电机2，所述实验罐1包括反应罐3与电磁圆筒4，所述反应罐3的上表面敞开，且所述反应罐3的顶部设有用于封闭所述反应罐3的反应罐盖5，所述电磁圆筒4包括外筒6和可旋转设在所述外筒6内的内筒7，所述内筒7的上表面具有敞开口，所述反应罐3通过所述敞开口伸入或伸出所述内筒7，所述内筒7的周壁上设有磁性件8，所述电机2通过配合在所述内筒7与所述电机2的电机2轴之间的三角带9带动所述内筒7旋转，所述反应罐3内设有温度传感器10，所述反应罐3的外周壁上设有与所述温度传感器10相连的传感器通信密封条11，所述传感器通信密封条11电性连接有计算机12，所述实验罐1的一侧设有解吸集气系统13，所述解吸集气系统13通过第一管道14连通反应罐3内腔，所述实验管的另一侧设有储气罐15和真空泵16，所述储气罐15通过第二管道17连通所述反应罐3的内腔，所述储气罐15内设有甲烷与磁性颗粒的混合体，所述真空泵16通过第三管道18连通所述第二管道17。根据本专利技术的一个实施例，所述内筒7包括：转动环19和至少一个连接杆20，所述转动环19的下部沿所述外筒6的中心轴线可旋转地连接在所述外筒6上，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用磁性颗粒提高煤体瓦斯解吸率的实验装置，包括实验罐（1）与电机（2），其特征在于，所述实验罐（1）包括反应罐（3）与电磁圆筒（4），所述反应罐（3）的上表面敞开，且所述反应罐（3）的顶部设有用于封闭所述反应罐（3）的反应罐盖（5），所述电磁圆筒（4）包括外筒（6）和可旋转设在所述外筒（6）内的内筒（7），所述内筒（7）的上表面具有敞开口，所述反应罐（3）通过所述敞开口伸入或伸出所述内筒（7），所述内筒（7）的周壁上设有磁性件（8），所述电机（2）通过配合在所述内筒（7）与所述电机（2）的电机（2）轴之间的三角带（9）带动所述内筒（7）旋转；所述反应罐（3）内设有温度传感器（10），所述反应罐（3）的外周壁上设有与所述温度传感器（10）相连的传感器通信密封条（11），所述传感器通信密封条（11）电性连接有计算机（12）；所述实验罐（1）的一侧设有解吸集气系统（13），所述解吸集气系统（13）通过第一管道（14）连通反应罐（3）内腔，所述实验管的另一侧设有储气罐（15）和真空泵（16），所述储气罐（15）通过第二管道（17）连通所述反应罐（3）的内腔，所述储气罐（15）内设有甲烷与磁性颗粒的混合体，所述真空泵（16）通过第三管道（18）连通所述第二管道（17）。...

【技术特征摘要】
1.一种利用磁性颗粒提高煤体瓦斯解吸率的实验装置，包括实验罐（1）与电机（2），其特征在于，所述实验罐（1）包括反应罐（3）与电磁圆筒（4），所述反应罐（3）的上表面敞开，且所述反应罐（3）的顶部设有用于封闭所述反应罐（3）的反应罐盖（5），所述电磁圆筒（4）包括外筒（6）和可旋转设在所述外筒（6）内的内筒（7），所述内筒（7）的上表面具有敞开口，所述反应罐（3）通过所述敞开口伸入或伸出所述内筒（7），所述内筒（7）的周壁上设有磁性件（8），所述电机（2）通过配合在所述内筒（7）与所述电机（2）的电机（2）轴之间的三角带（9）带动所述内筒（7）旋转；所述反应罐（3）内设有温度传感器（10），所述反应罐（3）的外周壁上设有与所述温度传感器（10）相连的传感器通信密封条（11），所述传感器通信密封条（11）电性连接有计算机（12）；所述实验罐（1）的一侧设有解吸集气系统（13），所述解吸集气系统（13）通过第一管道（14）连通反应罐（3）内腔，所述实验管的另一侧设有储气罐（15）和真空泵（16），所述储气罐（15）通过第二管道（17）连通所述反应罐（3）的内腔，所述储气罐（15）内设有甲烷与磁性颗粒的混合体，所述真空泵（16）通过第三管道（18）连通所述第二管道（17）。2.根据权利要求1所述的一种利用磁性颗粒提高煤体瓦斯解吸率的实验装置，其特征在于，所述内筒（7）包括：转动环（19），所述转动环（19）的下部沿所述外筒（6）的中心轴线可旋转地连接在所述外筒（6）上，所述转动环（19）的上部与所述三角带（9）配合；至少一个连接杆（20），所述连接杆（20）与所述转动环（19）相连并沿所述转动环（19）的轴向向下延伸伸入所述外筒（6）内，所述磁性件（8）设在所述连接杆（20）上。3.根据权利要求2所述的一种利用磁性颗粒提高煤体瓦斯解吸率的实验装置，其特征在于，所述连接杆（20）为三个，三个所述连接杆（20）的长度相同且沿所述转动环（19）的周向等间距布置；所述磁性件（8）为三个永磁体，三个所述永磁体一一对应地设在三个所述连接杆（20）上，且每个所述永磁体设在对应所述连接杆（20）的远离所述转动环（19）的端部。4.根据权利要求2所述的一种利用磁性颗粒提高煤体瓦斯解吸率的实验装置，其特征在于，所述内筒（7）的外周壁与所述外筒（6）的内周壁之间设有第一轴承，所述第一轴承配合在所述转动环（19）的外周壁与所述外筒（6）的内周壁之间。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨涛，聂百胜，陈学习，陈鹏，褚廷相，赵东云，
申请(专利权)人：华北科技学院，
类型：发明
国别省市：河北,13