本發(fā)明涉及礦業(yè)工程、安全工程科研技術(shù)領(lǐng)域，具體的說(shuō)，是涉及一種參數(shù)精確可調(diào)的煤粒吸附解吸規(guī)律測(cè)定裝置及方法。

背景技術(shù)：

隨著國(guó)家對(duì)資源需求的日益增加，資源開采強(qiáng)度不斷加大，煤與瓦斯突出事故逐漸成為影響煤礦安全形勢(shì)持續(xù)好轉(zhuǎn)的主要災(zāi)害事故。在瓦斯突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)防治中，利用煤對(duì)瓦斯吸附規(guī)律的瓦斯含量法以及利用瓦斯解吸規(guī)律的鉆屑指標(biāo)法起到了至關(guān)重要的作用。

另外，研究并掌握煤的瓦斯吸附解吸規(guī)律，對(duì)于煤層瓦斯含量預(yù)測(cè)、煤層瓦斯抽采以及采動(dòng)落煤的瓦斯涌出估算等都有著重大的理論指導(dǎo)意義。

然而，由于煤粒瓦斯吸附、解吸條件的多樣性、復(fù)雜性，問(wèn)題仍未得到圓滿解決，如何測(cè)定和掌握特定環(huán)境下的瓦斯吸附解吸規(guī)律是解決當(dāng)前煤礦生產(chǎn)不可回避的問(wèn)題之一。

目前，針對(duì)煤粒瓦斯吸附/解吸規(guī)律，已開展了大量的研究工作，研制了一系列測(cè)定裝置，現(xiàn)狀如下：

(1)申請(qǐng)?zhí)枮?01610112973.3的中國(guó)專利公開了一種多功能煤吸附/解吸瓦斯參數(shù)測(cè)定試驗(yàn)裝置及方法，試驗(yàn)裝置包括高壓氣瓶、充氣室、顆粒狀煤吸附室、塊狀煤吸附室、數(shù)據(jù)采集儀及計(jì)算機(jī)，可以測(cè)得不同粒徑煤體的吸附量，塊狀煤的吸附量、變形量及其關(guān)系以及煤體吸附常數(shù)。但該裝置在上述參數(shù)的測(cè)量過(guò)程中，吸附平衡壓力僅可在煤樣吸附平衡后讀出，無(wú)法預(yù)先精確設(shè)置。

(2)申請(qǐng)?zhí)枮?01520565699.6的中國(guó)專利公開了一種高壓氣體吸附自動(dòng)測(cè)量裝置，該裝置包括控制器、顯示器、主管路、吸附罐、恒溫池、多個(gè)氣瓶和送氣管路等，能夠在完全相同的實(shí)驗(yàn)條件下,自動(dòng)完成同種吸附劑對(duì)不同吸附質(zhì)氣體的吸附實(shí)驗(yàn)。但該裝置無(wú)法實(shí)現(xiàn)吸附平衡壓力的自動(dòng)精確控制。

(3)申請(qǐng)?zhí)枮?01010586189.9的中國(guó)專利公開了一種測(cè)量材料吸附量的方法及裝置，該裝置一次可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)試樣吸附量的測(cè)量，同時(shí)還能夠?qū)Χ嘟M份混合氣體進(jìn)行吸附量的測(cè)量。但該裝置測(cè)量方法是通過(guò)氣體吸附前后的氣體壓力值，并依據(jù)氣體狀態(tài)方程得出各個(gè)試樣對(duì)氣體的吸附量，吸附平衡壓力無(wú)法預(yù)先設(shè)置。

(4)申請(qǐng)?zhí)枮榈?01510907742.7的中國(guó)專利公開了一種煤粒特定放散壓力下解吸規(guī)律測(cè)定裝置及測(cè)定方法，該裝置可實(shí)現(xiàn)對(duì)瓦斯解吸量的實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確測(cè)定，能有效消除游離瓦斯對(duì)瓦斯解吸量測(cè)定的影響，為煤粒瓦斯解吸提供穩(wěn)定的高壓放散條件。但該裝置解吸放散壓力的調(diào)節(jié)需要通過(guò)調(diào)節(jié)溢流閥螺絲實(shí)現(xiàn)，可調(diào)范圍小，精度低，操作復(fù)雜。

(5)《煤礦安全》2007年7月份第36卷7期由曹垚林、富向、蔣清華發(fā)表的“wt-2000型瓦斯放散速度測(cè)定儀的研制及其在淮南礦區(qū)的應(yīng)用”(第19～22頁(yè))一文中第2節(jié)中公開了wt-2000型瓦斯放散速度測(cè)定儀，該裝置利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)、壓力傳感器、工業(yè)監(jiān)控技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)高壓吸附下向常壓下空間放散的瓦斯放散量、放散速度的連續(xù)監(jiān)控。但該裝置僅能實(shí)現(xiàn)常壓放散條件，放散壓力不能調(diào)節(jié)。

(6)《遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)》2012年10月份第31卷5期由秦躍平、王健、羅維、王亞茹發(fā)表的“定壓動(dòng)態(tài)瓦斯解吸規(guī)律實(shí)驗(yàn)”(第581～585頁(yè))一文中第2節(jié)中公開了煤粒瓦斯解吸實(shí)驗(yàn)裝置，該裝置主要由通氣裝置、溫度控制系統(tǒng)、等溫吸附系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)四部分組成，能夠?qū)崿F(xiàn)恒溫定壓條件下的瓦斯放散量實(shí)時(shí)測(cè)試。但該裝置僅能實(shí)現(xiàn)常壓放散條件，放散壓力不能調(diào)節(jié)。

綜合分析上述單位的吸附/解吸規(guī)律測(cè)定裝置，還存在以下不足之處：

1.上述裝置功能較為單一，僅能測(cè)定氣體的吸附或解吸特性，無(wú)法實(shí)現(xiàn)氣體吸附解吸特征的同時(shí)測(cè)量；

2.上述裝置對(duì)氣體吸附特征測(cè)定中，吸附平衡壓力均需在吸附平衡后通過(guò)壓力表讀數(shù)確定，無(wú)法實(shí)現(xiàn)吸附平衡壓力的預(yù)先設(shè)定及精確控制；

3.上述裝置對(duì)氣體解吸特征測(cè)定中，多數(shù)為常壓放散條件，極少數(shù)裝置可以實(shí)現(xiàn)高壓放散條件下的瓦斯解吸規(guī)律測(cè)定，且放散壓力可調(diào)范圍小、精度低，調(diào)節(jié)繁瑣，無(wú)法實(shí)現(xiàn)放散壓力的大范圍精確調(diào)節(jié)。

為了更好的測(cè)定和掌握不同吸附平衡壓力、放散壓力下的瓦斯吸附解吸規(guī)律，需要研制一種參數(shù)精確可調(diào)的煤粒吸附解吸規(guī)律測(cè)定裝置及測(cè)定方法，以便更加準(zhǔn)確、高效的調(diào)節(jié)煤樣瓦斯吸附平衡壓力、放散壓力，更加真實(shí)模擬煤層吸附解吸環(huán)境條件。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種參數(shù)精確可調(diào)的煤粒吸附解吸規(guī)律測(cè)定裝置。本裝置通過(guò)設(shè)計(jì)全新的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)不同賦存條件下煤層瓦斯吸附解吸規(guī)律的測(cè)定。

為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種參數(shù)精確可調(diào)的煤粒吸附解吸規(guī)律測(cè)定裝置，包括：

參考罐，所述參考罐用于容納高壓氣體；

與所述參考罐通過(guò)管路連通的煤樣罐，所述煤樣罐用于容納吸附參考罐中高壓氣體的煤樣；

與所述煤樣罐通過(guò)管路連通的氣體計(jì)量罐，所述氣體計(jì)量罐用于容納來(lái)自煤樣罐中的氣體；

其中，

用于連通參考罐和煤樣罐的管路和用于連通煤樣罐和氣體計(jì)量罐的管路上分別安裝有電磁閥；

所述參考罐、煤樣罐和氣體計(jì)量罐內(nèi)部的壓力被與各自對(duì)應(yīng)的壓力傳感器監(jiān)測(cè)，壓力傳感器將壓力信號(hào)傳遞至控制箱，控制箱將信號(hào)傳遞至數(shù)據(jù)處理單元。

通過(guò)控制箱對(duì)電磁閥開度的控制作用，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)煤樣吸附過(guò)程中煤樣罐吸附平衡壓力、煤樣解吸過(guò)程中煤樣罐放散壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)精確的自動(dòng)控制。

數(shù)據(jù)處理單元與控制箱配合可以實(shí)現(xiàn)各個(gè)罐體內(nèi)氣體量實(shí)時(shí)采集以及吸附平衡壓力和放散壓力的精確控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)任意吸附平衡壓力下的煤粒瓦斯的吸附量測(cè)定和任意放散壓力下的煤粒瓦斯放散量測(cè)定。

優(yōu)選的，參考罐、煤樣罐和氣體計(jì)量罐均浸于恒溫水浴箱中，可實(shí)現(xiàn)三個(gè)罐體在試驗(yàn)過(guò)程中溫度恒定。

優(yōu)選的，用于連通參考罐和煤樣罐的管路上還安裝有氣體過(guò)濾器。

優(yōu)選的，用于連通煤樣罐和氣體計(jì)量罐的管路安裝有氣體過(guò)濾器；以防止罐內(nèi)煤粉隨氣體進(jìn)入裝置中的精密零件。

優(yōu)選的，參考罐、煤樣罐和氣體計(jì)量罐均為碳鋼材質(zhì)罐體，可耐壓32mpa。

壓力傳感器分別安裝于參考罐、煤樣罐、氣體計(jì)量罐頂部，結(jié)合數(shù)據(jù)處理單元對(duì)各個(gè)罐體的壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)精確采集，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程(pv＝nrt)可推算出罐內(nèi)實(shí)時(shí)氣體量。根據(jù)參考罐在煤樣吸附平衡前后的氣體量變化即可得到煤粒瓦斯的吸附量；根據(jù)氣體計(jì)量罐內(nèi)氣體量化，即可得到相應(yīng)試驗(yàn)條件下受游離瓦斯影響情況下的煤粒瓦斯放散量，通過(guò)測(cè)定相同試驗(yàn)條件下相同體積、相同粒徑不吸附物質(zhì)(如石英砂)瓦斯放散量，可以排除游離瓦斯影響，最終獲得煤粒瓦斯放散量。

在提供上述結(jié)構(gòu)方案的同時(shí)，本發(fā)明還提供了一種利用上述裝置的方法，主要報(bào)如下步驟：

(1)系統(tǒng)初始化；各壓力傳感器、電磁閥以及進(jìn)行參數(shù)采集的電腦均接入控制箱對(duì)應(yīng)接口，利用參數(shù)采集數(shù)據(jù)處理單元檢查壓力傳感器是否正?？捎茫鲏毫鞲衅髡５那闆r下方可繼續(xù)試驗(yàn)；

(2)氣密性檢查；關(guān)閉計(jì)量罐出氣口閥門，將真空泵、高壓氣瓶先后連接煤樣罐進(jìn)氣口閥門，對(duì)整套裝置進(jìn)行負(fù)壓、高壓下的氣密性檢查；

(3)氣密性滿足要求后，稱取一定質(zhì)量煤樣裝入煤樣罐，上覆脫脂棉，將整套裝置放入恒溫水浴中，之后對(duì)整套測(cè)定裝置進(jìn)行真空脫氣處理；

(4)參考罐進(jìn)氣口連接高壓氣瓶，對(duì)參考罐充入高壓氣體，之后關(guān)閉參考罐進(jìn)氣口閥門，待壓力平穩(wěn)后通過(guò)數(shù)據(jù)處理單元獲取參考罐壓力pc1；

(5)通過(guò)數(shù)據(jù)處理單元設(shè)定煤樣吸附平衡壓力p1，通過(guò)控制箱開啟電磁閥啟動(dòng)吸附過(guò)程，煤樣罐內(nèi)煤樣開始吸附參考罐內(nèi)氣體，控制箱依據(jù)煤樣罐壓力實(shí)時(shí)控制參考罐與煤樣罐之間的電磁閥開度，以保持煤樣罐內(nèi)壓力p1穩(wěn)定，直至p1不再變動(dòng)，此時(shí)數(shù)據(jù)處理單元自動(dòng)采集到參考罐壓力pc2；

(6)通過(guò)數(shù)據(jù)處理單元設(shè)定放散壓力p2及采集時(shí)間t，通過(guò)控制箱啟動(dòng)解吸過(guò)程，煤樣罐內(nèi)解吸氣體開始放散至氣體計(jì)量罐，控制箱依據(jù)煤樣罐壓力實(shí)時(shí)控制煤樣罐與氣體計(jì)量罐之間的電磁閥開度，以保持煤樣罐內(nèi)壓力p2穩(wěn)定；數(shù)據(jù)處理單元自動(dòng)實(shí)時(shí)采集氣體計(jì)量罐內(nèi)壓力，直至達(dá)到設(shè)定時(shí)間t，放散過(guò)程結(jié)束；

(7)將煤樣罐內(nèi)煤樣換成相同體積、相同粒徑的不吸附物質(zhì)(如石英砂)，重復(fù)步驟(6)，直至達(dá)到放散時(shí)間t時(shí)，數(shù)據(jù)處理單元自動(dòng)采集氣體計(jì)量罐內(nèi)實(shí)時(shí)壓力；

(8)測(cè)定完畢，將裝置內(nèi)高壓氣體釋放，將煤樣罐內(nèi)的石英砂取出，并妥善安置裝置及輔助設(shè)備。

上述方法中，優(yōu)選的是，依據(jù)步驟(4)和步驟(5)中測(cè)得的參考罐在煤粒吸附平衡前后的壓力pc1、pc2，依據(jù)理想氣體狀態(tài)方程：pv＝nrt；即可得到煤樣在設(shè)定的吸附平衡壓力p1下吸附量n1；

其中p為罐內(nèi)氣體壓強(qiáng)，v為罐內(nèi)氣體體積，n為罐內(nèi)氣體物質(zhì)的量，r為普適氣體常量，t為絕對(duì)溫度。

上述方法中，優(yōu)選的是，依據(jù)步驟(6)測(cè)得的氣體計(jì)量罐內(nèi)壓力，即可得到煤樣在放散壓力p2下煤粒瓦斯放散量與游離瓦斯放散量之和。

依據(jù)步驟(7)測(cè)得的氣體計(jì)量罐內(nèi)實(shí)時(shí)壓力，即可得到放散壓力p2下游離瓦斯放散量。

上述方法中，優(yōu)選的是，將步驟(6)得到的煤粒瓦斯放散量與游離瓦斯放散量之和與步驟(7)得到的游離瓦斯放散量作差，即可得到煤樣在放散壓力p2下煤粒瓦斯解吸量。

本發(fā)明中，與瓦斯變化量相關(guān)的理想氣體狀態(tài)方程為：pv＝nrt，其中p為罐內(nèi)氣體壓強(qiáng)，v為罐內(nèi)氣體體積，n為罐內(nèi)氣體物質(zhì)的量，r為普適氣體常量，t為絕對(duì)溫度。

本發(fā)明的具體原理為，試驗(yàn)前通過(guò)數(shù)據(jù)處理單元設(shè)置吸附平衡壓力p1、放散壓力p2，吸附試驗(yàn)過(guò)程中，數(shù)據(jù)處理單元通過(guò)壓力傳感器采集各罐體壓力，并實(shí)時(shí)比較煤樣罐壓力p與吸附平衡壓力設(shè)定值p1大小關(guān)系；

當(dāng)p＜p1時(shí)，數(shù)據(jù)處理單元通過(guò)控制箱控制參考罐和煤樣罐之間電磁閥打開，參考罐內(nèi)高壓氣體對(duì)煤樣罐內(nèi)氣體進(jìn)行補(bǔ)充，直至p＝p1，數(shù)據(jù)處理單元通過(guò)控制箱控制該電磁閥關(guān)閉，從而使吸附平衡壓力穩(wěn)定在設(shè)定值p1；

解吸試驗(yàn)過(guò)程中，數(shù)據(jù)處理單元通過(guò)壓力傳感器采集各罐體壓力，并實(shí)時(shí)比較煤樣罐壓力p與放散設(shè)定值p2大小關(guān)系，當(dāng)p＞p2時(shí)，數(shù)據(jù)處理單元通過(guò)控制箱控制煤樣罐和氣體計(jì)量罐之間電磁閥打開，煤樣罐氣體進(jìn)入氣體計(jì)量罐，直至p＝p2，數(shù)據(jù)處理單元通過(guò)控制箱控制該電磁閥關(guān)閉，從而使放散壓力可以穩(wěn)定到設(shè)定值p2。

所述的壓力傳感器為高精度壓力傳感器，精度高，采集頻率高。

所述的電磁閥為適用于氣體的碳鋼雙向電磁閥，流量大，響應(yīng)時(shí)間短。

所述的控制箱為電磁閥控制單元與壓力傳感器采集板卡的集成產(chǎn)品，信號(hào)穩(wěn)定。

所述的數(shù)據(jù)處理單元與所述控制箱通過(guò)電壓信號(hào)建立聯(lián)系，可以基于壓力傳感器采集到的罐體壓力，實(shí)時(shí)比較煤樣罐壓力與設(shè)定值之間的大小關(guān)系，控制電磁閥開度。

采用了上述結(jié)構(gòu)后，本發(fā)明可同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)煤樣瓦斯吸附量、解吸量的精確測(cè)定，且可以精確調(diào)控吸附平衡壓力、放散壓力，為煤樣瓦斯放散提供穩(wěn)定、可調(diào)的吸附解吸環(huán)境，同時(shí)具有自動(dòng)化程度高、操作方便的特點(diǎn)。

本發(fā)明的有益效果：

1.本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)吸附平衡壓力、放散壓力的精確控制，繼而實(shí)現(xiàn)任意吸附平衡壓力下的吸附規(guī)律測(cè)定和任意放散壓力下的解吸規(guī)律測(cè)定。

2.本發(fā)明可以同時(shí)滿足煤樣吸附、解吸規(guī)律的測(cè)定，實(shí)現(xiàn)了煤樣一次吸附、多個(gè)參數(shù)測(cè)定的目的，提升了試驗(yàn)效率，節(jié)約了試驗(yàn)時(shí)間。

3.本發(fā)明采用與煤樣相同體積、相同粒徑的不吸附物質(zhì)做相同條件下的放散測(cè)試，通過(guò)對(duì)比，可有效消除游離瓦斯體積、覆存狀態(tài)對(duì)瓦斯解吸量測(cè)定的影響。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中，1.參考罐，2.煤樣罐，3.氣體計(jì)量罐，4.氣體過(guò)濾器，5.恒溫水浴箱，6.壓力傳感器，7.電磁閥，8.控制箱，9.數(shù)據(jù)處理單元。

實(shí)施例：

如圖1所示：一種參數(shù)精確可調(diào)的煤粒吸附解吸規(guī)律測(cè)定裝置，該裝置主要包括吸附解吸系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)、采集控制系統(tǒng)。

吸附解吸系統(tǒng)主要包括參考罐1、煤樣罐2、氣體計(jì)量罐3、氣體過(guò)濾器4，是煤樣瓦斯吸附、解吸的主要空間場(chǎng)所，三個(gè)罐體分別通過(guò)密閉的管路連通。

參考罐1內(nèi)高壓氣體用于被煤樣罐2內(nèi)煤樣吸附，實(shí)現(xiàn)煤樣瓦斯吸附功能；煤樣罐2內(nèi)吸附飽和后的煤樣解吸氣體進(jìn)入氣體計(jì)量罐3，實(shí)現(xiàn)煤樣瓦斯的解吸功能。

煤樣罐2進(jìn)氣口、出氣口分別連接氣體過(guò)濾器4，以防止罐內(nèi)煤粉隨氣體進(jìn)入裝置中的精密零件。

3個(gè)壓力傳感器6分別安裝于參考罐1、煤樣罐2、氣體計(jì)量罐3頂部，結(jié)合數(shù)據(jù)處理單元9對(duì)各個(gè)罐體的壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)精確采集，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可推算出罐內(nèi)氣體量。

參考罐1、煤樣罐2、氣體計(jì)量罐3為碳鋼材質(zhì)罐體，可耐壓32mpa。

溫度控制系統(tǒng)主要包括恒溫水浴箱5，恒溫水浴箱5可以將參考罐1、煤樣罐2、氣體計(jì)量罐3完全浸入恒溫水中，實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)過(guò)程的溫度恒定。

采集控制系統(tǒng)主要包括壓力傳感器6、電磁閥7、控制箱8、數(shù)據(jù)處理單元9，可以實(shí)現(xiàn)各個(gè)罐體內(nèi)氣體量實(shí)時(shí)采集以及吸附平衡壓力和放散壓力的精確控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)任意吸附平衡壓力下的煤粒瓦斯的吸附量測(cè)定和任意放散壓力下的煤粒瓦斯放散量測(cè)定。

根據(jù)參考罐1在煤樣吸附平衡前后的氣體量變化即可得到煤粒瓦斯的吸附量。

根據(jù)氣體計(jì)量罐3內(nèi)氣體量隨時(shí)間變化，即可得到相應(yīng)試驗(yàn)條件下受游離瓦斯影響情況下的煤粒瓦斯放散量。

通過(guò)測(cè)定相同試驗(yàn)條件下相同體積、相同粒徑不吸附物質(zhì)(如石英砂)瓦斯放散量，可以排除游離瓦斯影響，最終獲得煤粒瓦斯放散量。

電磁閥7分別安裝于參考罐1和煤樣罐2之間、煤樣罐2和氣體計(jì)量罐3之間，結(jié)合數(shù)據(jù)處理單元9和壓力傳感器6對(duì)罐內(nèi)壓力的采集，通過(guò)控制箱8對(duì)電磁閥7開度的控制作用，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)煤樣吸附過(guò)程中煤樣罐吸附平衡壓力、煤樣解吸過(guò)程中煤樣罐放散壓力進(jìn)行精確的自動(dòng)控制。其具體原理與過(guò)程為：

試驗(yàn)前通過(guò)數(shù)據(jù)處理單元9設(shè)置吸附平衡壓力p1、放散壓力p2。

吸附試驗(yàn)過(guò)程中，數(shù)據(jù)處理單元通過(guò)壓力傳感器6采集各罐體壓力，并實(shí)時(shí)比較煤樣罐壓力p與吸附平衡壓力設(shè)定值p1大小關(guān)系，當(dāng)p＜p1時(shí)，數(shù)據(jù)處理單元9通過(guò)控制箱8控制參考罐1和煤樣罐2之間電磁閥7打開，參考罐1內(nèi)高壓氣體對(duì)煤樣罐2內(nèi)氣體進(jìn)行補(bǔ)充，直至p＝p1，數(shù)據(jù)處理單元9通過(guò)控制箱8控制該電磁閥7關(guān)閉，從而使吸附平衡壓力穩(wěn)定在設(shè)定值p1。

本發(fā)明中，與瓦斯變化量相關(guān)的理想氣體狀態(tài)方程為：pv＝nrt，其中p為罐內(nèi)氣體壓強(qiáng)，v為罐內(nèi)氣體體積，n為罐內(nèi)氣體物質(zhì)的量，r為普適氣體常量，t為絕對(duì)溫度。

例如，對(duì)瓦斯吸附量進(jìn)行測(cè)定時(shí)，將參考罐1進(jìn)氣口連接高壓氣瓶，對(duì)參考罐1充入高壓氣體，之后關(guān)閉參考罐1的進(jìn)氣口閥門，待壓力平穩(wěn)后通過(guò)壓力傳感器6和數(shù)據(jù)處理單元9獲取參考罐1的壓力pc1；將pc1帶入公式pv＝nrt，得出參考罐內(nèi)的氣體物質(zhì)的量nc1。

然后，通過(guò)數(shù)據(jù)處理單元9設(shè)定煤樣吸附平衡壓力p1，開啟參考罐1和煤樣罐2之間的電磁閥7，啟動(dòng)吸附過(guò)程。煤樣罐2內(nèi)煤樣開始吸附參考罐1內(nèi)氣體，數(shù)據(jù)處理單元9采集煤樣罐2的壓力，實(shí)時(shí)控制參考罐與煤樣罐之間的電磁閥7開度，以保持煤樣罐2內(nèi)壓力穩(wěn)定，直至達(dá)到吸附平衡，此時(shí)數(shù)據(jù)處理單元9自動(dòng)采集參考罐1壓力pc2；

將pc2帶入公式pv＝nrt，得出參考罐1內(nèi)的氣體物質(zhì)的量nc2；

再將p1帶入公式pv＝nrt，得出煤樣罐2內(nèi)的氣體物質(zhì)的量n1；

則煤樣在設(shè)定的吸附平衡壓力p1下吸附量np1＝nc1-nc2-n1。

解吸試驗(yàn)過(guò)程中，數(shù)據(jù)處理單元9通過(guò)壓力傳感器6采集各罐體壓力，并實(shí)時(shí)比較煤樣罐2壓力p與放散設(shè)定值p2大小關(guān)系，當(dāng)p＞p2時(shí)，數(shù)據(jù)處理單元9通過(guò)控制箱8控制煤樣罐2和氣體計(jì)量罐3之間電磁閥7打開，煤樣罐2氣體進(jìn)入氣體計(jì)量罐3，直至p＝p2，然后數(shù)據(jù)處理單元9通過(guò)控制箱8控制煤樣罐2與氣體計(jì)量罐3之間的電磁閥7關(guān)閉，從而使煤樣罐2內(nèi)的壓力穩(wěn)定在設(shè)定值p2。

同時(shí)，數(shù)據(jù)處理單元9自動(dòng)采集氣體計(jì)量罐3內(nèi)實(shí)時(shí)壓力p3，直至達(dá)到設(shè)定時(shí)間t，放散過(guò)程結(jié)束。

將p3帶入公式pv＝nrt，得出煤粒瓦斯放散量與游離瓦斯放散量之和n3。

接下來(lái)，將煤樣罐2內(nèi)的煤樣置換為不吸附瓦斯的物質(zhì)，例如石英砂。然后將抽了真空的煤樣罐2安裝到測(cè)試裝置上，再次將煤樣罐2內(nèi)的壓力加大至p1。

第二次開啟煤樣罐2和氣體計(jì)量罐3之間的電磁閥7，數(shù)據(jù)處理單元9依據(jù)煤樣罐2壓力實(shí)時(shí)控制煤樣罐2與氣體計(jì)量罐3之間的電磁閥7開度，以保持煤樣罐2的放散壓力降低到p2時(shí)煤樣罐2和氣體計(jì)量罐3之間的電磁閥7關(guān)閉。同時(shí)，數(shù)據(jù)處理單元9自動(dòng)采集氣體計(jì)量罐3內(nèi)實(shí)時(shí)壓力p4，直至達(dá)到設(shè)定時(shí)間t，放散過(guò)程結(jié)束。

將p4帶入公式pv＝nrt，得出游離瓦斯放散量n4。

則煤樣在放散壓力p2下煤粒瓦斯解吸量n5＝n3-n4。

需要特別說(shuō)明的一點(diǎn)在于，解吸試驗(yàn)過(guò)程中，給煤樣罐2兩次加壓時(shí)的壓力p應(yīng)當(dāng)相同。

對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)，未予以詳細(xì)說(shuō)明和局部放大呈現(xiàn)的部分，為現(xiàn)有技術(shù)，在此不進(jìn)行贅述。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。