本发明涉及煤炭开采防尘技术领域，具体涉及一种煤层注水用棒状添加剂模拟测试装置及方法。
背景技术：
煤层注水预湿煤体是降低煤层开采时煤尘产生量最根本、最有效的防尘手段。在高瓦斯、突出矿井煤层注水还可以防治煤与瓦斯突出、冲击地压等灾害，是煤矿重要的灾害综合防治技术措施。煤层注水润湿实质上是水溶液取代煤体孔、裂隙固体表面气相的过程，煤润湿性的大小在很大程度上影响着注水效果好坏。由于矿井水表面张力一般较高，普通煤层注水润湿效果不够理想。理论和实践均表明：在煤层注水中添加表明活性剂可显著降低水的表面张力，取得较好的润湿效果。相关学者针对表面活性剂配方开展了深入的研究工作，制备的添加剂主要有液态和固态两种，绝大部分为液态添加剂。采用煤层注水专用固态棒状添加剂实施注水，在实际应用中具有操作工艺简单、成本低廉的优点，在现场煤层注水试验中取得了较好的效果。基于皂化反应的可制备煤层注水专用固态棒状添加剂，需要检测其在高压动水条件下的溶解性能，进而优化其配方，在现场实施大量实验难度较大。因此，提出一种实验室煤层注水用棒状添加剂模拟测试装置及方法，测定不同水压、流量条件下的棒状添加剂溶解性能，获得实验数据，可进一步优化添加剂配方，更好应用于现场煤层注水工程，取得较好的注水润湿煤层效果。
技术实现要素：
本发明的目的是为了克服现有技术中的问题，提供一种煤层注水用棒状添加剂模拟测试装置及方法。
本发明提供了一种煤层注水用棒状添加剂模拟测试装置，包括：电动试压泵、模拟注水管道、水箱、支撑架、第一高压胶管、第二高压胶管和表界面张力仪，所述第一高压胶管的左端与电动试压泵的出水端连接，第一高压胶管的右端通过法兰盘与模拟注水管道的左端连接，模拟注水管道的右端通过法兰盘与第二高压胶管的左端连接，第二高压胶管的右端设在水箱内，所述模拟注水管道与支撑架固定连接；所述第一高压胶管和第二高压胶管上均设有阀门，第二高压胶管上还设有流量计，模拟注水管道上设有压力记录仪，电动试压泵与电源电连接。
较佳地，撑架为三角支撑架。
较佳地，所述模拟注水管道的底部放置有棒状添加剂，棒状添加剂放置在模拟注水管道的1/3到2/3长度处。
本发明还提供了一种煤层注水用棒状添加剂模拟测试方法，步骤如下：
s1.将制备好的棒状添加剂放入模拟注水管路中，将模拟注水管路与第一高压胶管和第二高压胶管连接紧固；
s2.将电动试压泵的水箱内存满水，设定电动试压泵的注水压力；
s3.打开阀门，开启电动试压泵，开始注水模拟实验，通过阀门控制进入模拟注水管道的进水压力和从模拟注水管道出来的溶液的出液流量，进水压力通过压力记录仪记录，出液流量通过流量计显示；
s4.每间隔30-60min，从水箱抽取出水溶液，利用fta200表界面张力仪测定溶液的表面张力大小，分析棒状添加剂的溶解性能；
s5.调节注水压力、进水压力和出水流量的大小，重复上述步骤s1-s4的操作。
较佳地，步骤s2中，注水压力设定为1～20mpa。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的模拟测试装置可测试不同水压、不同出水流量条件下固态棒状添加剂溶解性能，通过溶液表面张力测定，进一步优化添加剂的配方，以实现能较大程度降低水的表面张力且缓慢溶解的煤层注水棒状添加剂，为现场煤层注水防尘、防瓦斯等提供支撑。
附图说明
图1为本发明测试装置的结构示意图。
附图标记说明：
1.电动试压泵，2.模拟注水管道，3.水箱，4.支撑架，5.第一高压胶管，6.第二高压胶管，7.阀门，8.流量计，9.压力记录仪，10.法兰盘。
具体实施方式
下面结合附图1，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供的一种煤层注水用棒状添加剂模拟测试装置，包括：电动试压泵1、模拟注水管道2、水箱3、支撑架4、第一高压胶管5、第二高压胶管6和表界面张力仪，所述第一高压胶管5的左端与电动试压泵1的出水端连接，第一高压胶管5的右端通过法兰盘10与模拟注水管道2的左端连接，模拟注水管道2的右端通过法兰盘10与第二高压胶管6的左端连接，第二高压胶管6的右端设在水箱3内，所述模拟注水管道2与支撑架4固定连接，撑架4为三角支撑架；所述第一高压胶管5和第二高压胶管6上均设有阀门7，第二高压胶管6上还设有流量计8，模拟注水管道2上设有压力记录仪9，模拟注水管道2的底部放置有棒状添加剂，棒状添加剂放置在模拟注水管道2的1/3到2/3长度处，电动试压泵1与电源电连接。
本发明的模拟测试装置可测试不同水压、不同出水流量条件下固态棒状添加剂溶解性能，通过溶液表面张力测定，进一步优化添加剂的配方，以实现能较大程度降低水的表面张力且缓慢溶解的煤层注水棒状添加剂，为现场煤层注水防尘、防瓦斯等提供支撑。
实施例1
一种煤层注水用棒状添加剂模拟测试方法，步骤如下：
s1.将制备好的200g的棒状添加剂放入模拟注水管路2中，将模拟注水管路2与第一高压胶管5和第二高压胶管6连接紧固；
s2.将电动试压泵1的水箱内存满水，设定电动试压泵1的注水压力为1mpa；
s3.打开阀门7，开启电动试压泵1，开始注水模拟实验，通过阀门7控制进入模拟注水管道2的进水压力和从模拟注水管道2出来的溶液的出液流量，进水压力通过压力记录仪9记录，出液流量通过流量计8显示；
s4.每间隔30min，从水箱抽取出水溶液，利用fta200表界面张力仪测定溶液的表面张力大小，分析棒状添加剂的溶解性能；
s5.调节注水压力、进水压力和出水流量的大小，重复上述步骤s1-s4的操作。
实施例2
一种煤层注水用棒状添加剂模拟测试方法，步骤如下：
s1.将制备好的500g的棒状添加剂放入模拟注水管路2中，将模拟注水管路2与第一高压胶管5和第二高压胶管6连接紧固；
s2.将电动试压泵1的水箱内存满水，设定电动试压泵1的注水压力为20mpa；
s3.打开阀门7，开启电动试压泵1，开始注水模拟实验，通过阀门7控制进入模拟注水管道2的进水压力和从模拟注水管道2出来的溶液的出液流量，进水压力通过压力记录仪9记录，出液流量通过流量计8显示；
s4.每间隔60min，从水箱抽取出水溶液，利用fta200表界面张力仪测定溶液的表面张力大小，分析棒状添加剂的溶解性能；
s5.调节注水压力、进水压力和出水流量的大小，重复上述步骤s1-s4的操作。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。