初始解吸瓦斯流量测量系统的研究.pdf

收稿日期“ “ “ 作者简介陈松立 ;W X V [ , “压力与温度传感器 “数据采集电路 7 \阀把 B \球阀 I \渐缩喷口 M “过滤网 ] “煤样 “煤样罐 _ \充气口 在测定过程中由于瓦斯的压力在一‘二十秒 内从几兆帕迅速衰减到十几帕特别是在刚开始时 压力衰减得特别快因此要求压力传感器的量程 大‘反应快“由于目前的压力传感器量程较小不能 满足要求故在煤样罐上安排了三个不同量程的压 力传感器对整个测定过程分段进行测定“为了防止 在高压时过载对低压传感器的损坏在低压传感器 与煤样罐之间接一电磁阀高压时关闭压力降到 该传感器的测量范围时再通过控制电路将低压传 感器与煤样罐之间的电磁阀接通“在煤样罐内温 度的变化是由于瓦斯的膨胀造成的变化速度快 采用了响应时间较小的 a b结型温度传感器“在 图中示出了三只压力传感器和温度传感器的转 换值与实际值标定曲线“ 数据采集系统的电路见图7所示“图7中 c 为高压传感器 c,为中压传感器 c为微压传 感器 c c为温度传感器“这四路传感器信号分别 接入d ea , 型数据采集板上的f f, f f7四 个通道“由于中压传感器和微压传感器需要在煤样 罐内的瓦斯压力降到适当范围的时候才分别与煤 样罐沟通接在煤样罐与中压传感器及微压传感器 之间的电磁阀g h N 和g h N ,均通过继电器C C , B 中国矿业大学学报第7 ,卷 万方数据 图传感器标定曲线 “ 口连接起来 在图4中由可编程六路; 接口 板的口输入的是槽式耦合器输出信号它由渐 缩喷口上球形阀门的阀把控制阀门打开时带动 槽式耦合器的挡片产生启动信号 ; 接口板和 5 AB 9 型数据采集板均插接在微型计算机的系统 扩展槽内测定时快速将球阀的阀把转动到C D E 的位置上煤样罐内的瓦斯气流将迅速从渐缩喷口 涌出阀把打开的同时带动槽式藕合器上的阻隔片 0 , * , 启动计算机开始采集数据测定过程的工作 流程见图所示启动后计算机一边采集压力传感 器信号和温度信号一边将采集到的压力信号与其 切换值F 9或F相比较 一旦压力值降到其切换值 时动作相应电磁阀 6 7 7 98 6 6 ; 8 4 7C D B E ; A 6 7B C B D 7 D 6 由图可见由于煤样罐内死空间的瓦斯量有 限所以曲线 8较曲线下降速度要快得多 此 外还可以看出在煤样解吸瓦斯期间煤样罐内的 温度变化并不大 根据同样的测定方法我们测定了在突出模拟 试验中未发生突出现象的芦岭F G煤样其初始瓦 斯流量的变化见图*中非突出煤样曲线可以看 出无论是突出煤样还是非突出煤样在喷口阀门 打开后的前“7内都有一个流量峰在流量峰之 后煤样中涌出的瓦斯量则比较小也比较平稳- F / 从气固吸附理论的角度来看煤样周围卸压 后由煤样中涌出的瓦斯流量应该是非常大的因 为这时煤样内的瓦斯压力梯度最大与宏观裂隙连 同条件较好的内表面吸附的瓦斯最容易转化为游 离瓦斯从煤样中迅速向外涌出在上述初始瓦斯 流量测定过程中阀门打开后由煤样中流出的瓦斯 流量是零然后迅速增加达到最高点形成一个流 量峰其原因是阀门刚打开时由于喷口较小煤样 罐内死空间的瓦斯未能及时涌出阻碍了煤样中瓦 斯的涌出过程当煤样罐内死空间的瓦斯涌出后 煤样中的瓦斯涌出过程达到最大值因而产生了一 个流量峰可以看出煤样罐内死空间储存的瓦斯 对煤样内瓦斯的解吸过程的阻碍主要体现在最初 的一段时间对流量峰之后的煤样内瓦斯解吸没有 影响如果逐渐增大喷口这种阻碍将逐渐减小瓦 斯流量峰的峰顶逐渐向左移动直至和纵坐标相 接但是带来的问题是要求压力传感器的响应时间 很短数据采集的要求也越来越高- H / 图*中的测定结果还表明突出煤样与非突出 煤样的一个显著差异是初始瓦斯流量相差较大发 生突出的煤样中涌出的流量峰远大于非突出煤样 的流量峰但在流量峰之后这两种煤样中瓦斯涌 出量之间的差异减小它表明通过测定煤样的初 始瓦斯流量峰将能够用来预测煤层的突出危险性 这为探索突出预测方法提供了新的途径 I 结论 本文运用传感器及计算机数据采集技术研制 了初始解吸瓦斯流量的测定系统成功地测定了煤 样中的瓦斯初始解吸过程填补了瓦斯流量测定方 面的空白为探索含瓦斯煤层的动力特性提供了新 的技术及方法测定结果表明在突然卸压的条件 下含瓦斯的煤样中涌出的瓦斯均存在着一个显著 的初始流量峰J其峰值的大小反映煤样突出的危险 性 参考文献K - 0 / 渡边伊温L石炭MNO脱着特性PQRSMG “ M考 察- T / L采矿U保安 0 H F V F K 0 * W G L - G / 扬其銮L关于煤屑瓦斯放散规律的试验研究- T / L煤 矿安全 0 H F . G K H W 0 * - “ / 丁莹如秦关林L固体表面化学- X/ L上海K上海科 学技术出版社 0 H F F L F 1 ’ 47 “ ; 1 ’ 7 . 1 1 “ “. / 0 / . B . 1 1 “ B , ’ . , “ B . 1 . W “ T. B . -3 , “ X “W “ “ “ T UC3, . . 6, “ ’ ’ , ’ 1 T “ . 3 , ’ . B . “/ . -B . 1 -3 1 “ W “ “ T “ , “ -’ “ T B B “ / 1 1 技术在井下移动通信中应用的研究 张会清 d c e 提升机性能测试分析方法与仪器的研究任子晖 d c aG H世纪高效干法选煤技术的发展 陈清如 b c d 同一矿体中锂辉石f霓石的浮游性差异分析孙传尧 b c b 我国稀土矿选矿技术及其发展余永富 b c c 水煤浆制浆试验研究与制备因素分析吴国光 b c J 细粒煤炭磁稳定流化床干法分选技术的研究樊茂明 b c g 煤泥浮选泡沫层中气泡特征的提取王凡 b J I 空气重介质流化床的双流体模型及其数值验证管玉平 b J H 人工智能技术在选煤领域的应用匡亚莉 b J G 神木煤显微组分热解气化的对比研究孙庆雷 b J e 低灰洁净煤的电选制备章新喜 b J a 深床型流化床块煤选矸的试验研究陶秀祥 b J d 新型煤炭脱硫降灰浮选药剂h 9 D的试验研究胡军 b J b 稀土型烟道气脱硫剂脱硫作用的研究刘勇健 b J c 空气重介流化床干法选煤加重质的研究陈增强 b J J 型煤灰球中固硫物相及其沿径向的分布特征谌伦建 b HHa 第a期陈松立等S初始解吸瓦斯流量测量系统的研究 万方数据