1.一种原位煤体气体吸附量测试模拟装置,其特征在于包括原位煤体模拟系统、煤体注水系统、吸附平衡系统、吸附监测系统、数据采集与分析系统;
所述原位煤体模拟系统包括夹持器(11)、电加热器(12)、柱状煤体(13)、液压伺服系统;液压伺服系统包括液压泵(14)、围压加载器(15)、轴压加载器(16);其中,电加热器(12)通过底座安装在夹持器(11)外表面并对夹持器(11)加热使夹持器内部温度达到预设温度;
柱状煤体(13)置于夹持器(11)内,液压泵(14)通过液压管线(17)和溢流阀(18)与围压加载器(15)和轴压加载器(16)均连接,围压加载器(15)安装于夹持器(11)外表面,轴压加载器(16)安装于夹持器(11)左端;
所述煤体注水系统包括储水箱(21)、设置于注水管线(5)的高压水泵(22)、水流阀门(23)、水压表(24)、水流量表(25),储水箱(21)通过该注水管线(5)与夹持器(11)连接,高压水泵(22)、水流阀门(23)、水压表(24)、水流量表(25)在注水管线(5)上沿储水箱到夹持器的方向依次设置;
所述吸附平衡系统包括夹持器出口阀门(31)、CH4气瓶(32)、CO2气瓶(33)、气体增压泵(34)、CH4参考缸(35)、CO2参考缸(36)、设置于CH4气瓶(32)输出管线的第一阀门(37)、设置于CO2气瓶(33)输出管线的第二阀门(38)、设置于真空泵(43)抽真空管线(3)的第三阀门(39)、设置于气体增压泵(34)出口的第四阀门(40)、第五阀门(41)、第六阀门(42)、真空泵(43)、CH4参考缸进口阀门(44)、CH4参考缸出口阀门(45)、CO2参考缸进口阀门(46)、CO2参考缸出口阀门(47)、第七阀门(48)、第八阀门(49);其中,CH4气瓶(32)、CO2气瓶(33)均与气体增压泵(34)连接,真空泵(43)安装于CH4气瓶(32)、CO2气瓶(33)之后、气体增压泵(34)之前,CH4参考缸(35)、CO2参考缸(36)依次安装于气体增压泵(34)之后;真空泵(43)通过抽真空管线(3)与气体输送管线(1)连接;
吸附监测系统包括安装于CH4参考缸(35)入口端的第一气体压力表(51)、安装于CO2参考缸(36)入口端的第二气体压力表(52)、第三气体压力表(53)、安装于CH4参考缸(35)、CO2参考缸(36)之后的气体压力自动跟踪器(54)、第一气体流量计(55)、第一应变片(56)、第二应变片(57)、第二气体流量计(58);所述的第七阀门(48)、第八阀门(49)分别安装于气体压力自动跟踪器(54)两端;第七阀门(48)左端及第八阀门(49)右端还连接有一安装有第五阀门(41)的辅助管线(4),辅助管线(4)与气体压力自动跟踪器(54)所在的气体输出管线(2)并联,第八阀门(49)之后的气体输出管线上依次安装有第三气体压力表(53)、第一气体流量计(55)、第六阀门(42);第一应变片(56)沿轴向安装于柱状煤体(13)表面,第二应变片(57)沿径向安装于柱状煤体(13)表面;第二气体流量计(58)设置于夹持器出口阀门(31)之后;
所述的数据采集与分析系统包括数据采集箱(61)和计算机(62),数据采集箱(61)通过数据线与液压泵(14)、第一气体压力表(51)、第二气体压力表(52)、第三气体压力表(53)、气体压力自动跟踪器(54)、第一气体流量计(55)、第二气体流量计(58)、第一应变片(56)、第二应变片(57)、计算机(62)均连接。
2.如权利要求1所述的一种原位煤体气体吸附量测试模拟装置,其特征在于所述CH4参考缸(35)、CO2参考缸(36)均为精密定值的固定体积刚性缸体。
3.如权利要求1所述的一种原位煤体气体吸附量测试模拟装置,其特征在于柱状煤体(13)直径为50cm,长度为100cm。
4.如权利要求1所述的一种原位煤体气体吸附量测试模拟装置,其特征在于第一气体压力表(51)、第二气体压力表(52)和第三气体压力表(53)精度为0.01MPa。
5.如权利要求1所述的一种原位煤体气体吸附量测试模拟装置,其特征在于第一应变片(56)和第二应变片(57)精度为10-8。