一种采空区煤层气微渗漏的土壤游离气排放通量监测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种采空区煤层气微渗漏的土壤游离气排放通量监测系统，系统内的采空区上覆地层模拟系统用于采空区上覆地层模拟系统；系统内的采空区煤层气O形气源模拟与控制系统用于模拟采空区游离煤层气以及提供气源并控制气源压力、成分浓度、赋存位置；系统内的土壤层微渗漏气体排放通量测试采样测试装置用于采集微渗漏至表层土壤的气体样品，便于测试土壤游离气成分浓度、排放通量；本系统能够实现在室内模拟地下煤炭采空区煤层气在不同的气体压力、甲烷浓度、赋存空间位置等条件下的微渗漏，并采样测试地表土壤游离气甲烷、二氧化碳浓度及排放通量。氧化碳浓度及排放通量。氧化碳浓度及排放通量。

【技术实现步骤摘要】
一种采空区煤层气微渗漏的土壤游离气排放通量监测系统


[0001]本专利技术涉及采空区煤层气微渗漏的土壤游离气排放通量监测领域，具体涉及一种采空区煤层气微渗漏的土壤游离气排放通量监测系统。

技术介绍

[0002]固体地球表层存在甲烷或轻烃微渗漏现象，如国内外绝大多数已知油气藏近地表存在轻烃微渗漏，油气地球化学勘探即是利用地下油气藏轻烃微渗漏形成近地表的地球化学异常，圈定、识别地下的油气藏。地下煤矿采空区煤层气微渗漏现象已在波兰、捷克等多地煤矿区地表被发现，这种煤层气微渗漏现象也可在地表土壤形成地球化学异常，包括土壤游离气甲烷、二氧化碳等浓度及排放通量异常。但国内井工煤矿形成的地下采空区煤层气微渗漏尚未受到学术界与工业界重视，地下采空区煤层气微渗漏的相关报导尚未见诸于公开报导。
[0003]采空区形成后，在其上覆地层垂向上会形成冒落带、(断裂)裂隙带、弯曲下沉带，平面上形成了采动裂隙O形圈，采动卸压解吸的游离态煤层气平面上富集于采动裂隙O形圈。地下采动裂隙O形圈内富集煤层气的部分成分分子以胶体大小的微气泡形式相对快速的通过上覆岩层向地表运移本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采空区煤层气微渗漏的土壤游离气排放通量监测系统，用于地下采空区煤层气穿过上覆地层至近地表土壤层的微渗漏过程模拟和地表土壤层微渗漏气体采样分析，其特征在于：包括采空区上覆地层模拟系统、采空区煤层气O形气源模拟与控制系统、土壤层微渗漏气体排放通量测试采样装置；所述采空区上覆地层模拟系统用于采空区上覆地层模拟系统，其包括地层模拟仓(12)、模拟地层，所述模拟地层填充于地层模拟仓内；所述采空区煤层气O形气源模拟与控制系统用于模拟采空区游离煤层气以及提供气源并控制气源压力、成分浓度、赋存位置，其包括O形模拟裂隙圈(11)、气源控制装置，所述O形模拟裂隙圈(11)置于所述模拟地层底部，所述气源控制装置位于地层模拟仓(12)外，通过管路与O形模拟裂隙圈(11)连通；所述土壤层微渗漏气体排放通量测试采样测试装置放置于模拟地层顶部，用于采集微渗漏至表层土壤的气体样品，便于测试土壤游离气成分浓度、排放通量。2.如权利要求1所述的一种采空区煤层气微渗漏的土壤游离气排放通量监测系统，其特征在于：所述模拟地层参照采空区上覆地层柱状自下而上依次填充，从下到上依次填充有模拟岩层(13)、模拟煤层(14)、土壤层(15)。3.如权利要求2所述的一种采空区煤层气微渗漏的土壤游离气排放通量监测系统，其特征在于：所述土壤层微渗透气体排放通量测试采样系统包括若干测试腔体(16)，所述测试腔体(16)底部开口并置入模拟地层内，所述测试腔体(16)顶部设有出气孔并设有可拆卸的密封胶塞(17)，所述出气孔用于气体采集器(18)采集气体。4.如权利要求1所述的一种采空区煤层气微渗漏的土壤游离气排放通量监测系统，其特征在于：所述地层模拟仓为立方体结构，其底面与四个侧面及相连的侧面之间均密封处理，地层模拟仓(12)顶部为敞口，为防止气体从模拟地层与地层模拟仓(12)间隙溢出，所述模拟地层四周与地层模拟仓(12)之间均涂有胶质密封层，模拟地层顶部的土壤层(15)为敞口状态。5.如权利要求1所述的一种采空区煤层气微渗漏的土壤游离气排放通量监测系统，其特征在于：所述模拟地层中的模拟岩层(13)、模拟煤层(14)基于相似原理，参照采空区上覆岩层、煤层物理性质并利用相似材料制作，所述模拟岩层(13)中骨架的制作材料包括石英砂、重晶石、浮石粉，胶结剂利用水石膏、...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄华州，吴正清，桑树勋，周效志，刘世奇，常羡彤，韩思杰，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：