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专利号: 201811080357X
申请人: 河南工程学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-25
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种真三轴环境下微生物驱替瓦斯的实验装置,其特征在于:包括夹持器和与夹持器相连的瓦斯充气机构,夹持器包括下盖板(1),下盖板(1)的上端设置有垫块(2),垫块(2)的上端放置煤体试件(3),煤体试件(3)的侧部分为承压侧和非承压的实验侧,承压侧从内向外依次设置有侧压板(4)、胶套(5)和外壁(6),实验侧从内向外依次设置有胶套(5)和外壁(6),煤体试件(3)的上侧设置有上压板(7),上压板(7)的上端设置有上盖板(8),外壁(6)上端和下端的两侧均设置有钢柱(9),外壁(6)通过钢柱(9)与对应的上盖板(8)和下盖板(1)相连,上压板(7)和侧压板(4)分别与应力加载机构相连。

2.根据权利要求1所述的一种真三轴环境下微生物驱替瓦斯的实验装置,其特征在于:

煤体试件(3)的实验侧设置有注液孔(20),注液孔(20)两侧沿水平直线设置有监测孔(21),煤体试件(3)实验侧的胶套(5)和外壁(6)均设置有与注液孔(20)相配合的实验孔,以及与监测孔(21)相配合的观测孔。

3.根据权利要求2所述的一种真三轴环境下微生物驱替瓦斯的实验装置,其特征在于:

注液孔(20)内设置有第一注液管(22),注液孔(20)内壁与第一注液管(22)之间从外到内依次设置有第一水泥浆封口段(23)和密封圈(24),密封圈(24)沿注液孔(20)轴向设置有多个,相邻密封圈(24)之间填充有遇水膨胀止水胶,每段遇水膨胀止水胶内设置有用于供水的中空针。

4.根据权利要求3所述的一种真三轴环境下微生物驱替瓦斯的实验装置,其特征在于:

第一注液管(22)的进液端通过实验孔依次穿过胶套(5)和外壁(6),与注液机构相连,注液机构包括第一变径接头(29),第一变径接头(29)一端与第一注液管(22)相连,另一端通过控制阀(30)连接有第二注液管(31),第二注液管(31)与菌液槽(32)的供液泵相连,第二注液管(31)上设置有溢流阀(33)和压力表(44)。

5.根据权利要求4所述的一种真三轴环境下微生物驱替瓦斯的实验装置,其特征在于:

控制阀(30)包括阀体(34),阀体(34)内设置有连通第一注液管(22)和第二注液管(31)的输液管(35),输液管(35)上设置有压冒(36),压冒(36)上设置有手柄(37)。

6.根据权利要求2所述的一种真三轴环境下微生物驱替瓦斯的实验装置,其特征在于:

监测孔(21)内设置有集气管(39),监测孔(21)内壁与集气管(39)之间设置有第二水泥浆封口段(40),集气管(39)的出气端通过观测孔依次穿过胶套(5)和外壁(6),且连接集气机构,集气机构包括第二变径接头(41),第二变径接头(41)一端通过截止阀(42)与集气管(39)相连,另一端与集气球(43)相连。

7.根据权利要求1所述的一种真三轴环境下微生物驱替瓦斯的实验装置,其特征在于:

瓦斯充气机构包括第一输气管(13),第一输气管(13)的一端穿过上盖板(8)和上压板(7)置于夹持器内,另一端通过三通阀(14)分别连接有第二输气管(15)和第三输气管(16),第二输气管(15)连接有瓦斯瓶(17),且第二输气管(15)上设置有用于调节瓦斯压力大小的减压阀(18),第三输气管(16)连接有抽真空装置(19)。

8.根据权利要求1所述的一种真三轴环境下微生物驱替瓦斯的实验装置,其特征在于:

相邻外壁(6)的连接处以及外壁(6)与下盖板(1)和上盖板(8)的连接处均设置有密封垫(10)。

9.根据权利要求2所述的一种真三轴环境下微生物驱替瓦斯的实验装置,其特征在于:

胶套(5)实验孔的两端均设置有用于密封的金属垫(38)。

10.一种真三轴环境下微生物驱替瓦斯的实验方法,其特征在于:采用权利要求1-9之一所述的实验装置,包括以下步骤:(1)在煤体试件(3)的实验侧打钻,形成注液孔(20)和监测孔(21),将第一注液管(22)的出液端置于注液孔(20)内,集气管(39)的进气端置于监测孔(21)内,然后分别对注液孔(20)和监测孔(21)进行封孔处理;

(2)将煤体试件(3)置于夹持器内,并进行注液机构和集气机构的连接,然后对夹持器内进行抽真空处理,抽真空后注入瓦斯气体,直到煤体试件(3)达到饱和吸附为止;

(3)通过应力加载机构对上压板(7)和侧压板(4)加载应力至预定值,使煤体应力环境与实际应力环境相似;

(4)打开供液泵和控制阀(30),向煤体试件(3)中注入菌液,在注液压力保持稳定后,打开集气管(39)上的截止阀(42),采用集气球(43)收集产生的二氧化碳,并对二氧化碳进行检测。