松散煤巖介質(zhì)中放射性氡擴散實驗裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種松散煤巖介質(zhì)中放射性氡擴散實驗裝置，包括擴散管道、第一連接管、第二連接管、恒溫油箱、智能溫度巡回檢測儀表和取樣棍，擴散管道一端封閉另一端設(shè)有門，擴散管道包括外管和內(nèi)管，外管與內(nèi)管之間形成環(huán)形腔體，第一連接管、環(huán)形腔體和第二連接管依次連接，第一連接管和第二連接管的端部伸入恒溫油箱內(nèi)，第一連接管上安裝有高溫泵，第一連接管和第二連接管上均安裝閥門，取樣棍設(shè)置在內(nèi)管內(nèi)，取樣棍上安裝有活性炭吸附包，內(nèi)管內(nèi)設(shè)有用于檢測煤樣溫度的第一溫度傳感器，第一溫度傳感器與智能溫度巡回檢測儀表連接。本實用新型特別適用于煤體中放射性氡的水平擴散及吸附規(guī)律研究，可以設(shè)置煤樣的溫度、粒度和空隙度。
【專利說明】松散煤巖介質(zhì)中放射性氡擴散實驗裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及一種實驗裝置，尤其是涉及一種松散煤巖介質(zhì)中放射性氡擴散實 驗裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 煤炭是我國重要的基礎(chǔ)能源和原料，是不可再生資源。煤炭自燃嚴(yán)重威脅著礦井 的安全生產(chǎn)，而且造成資源大量浪費。然而煤層自燃火災(zāi)發(fā)生于地下數(shù)百米深處，由于人員 無法靠近以及火源的隱蔽性，給防滅火工作帶來了巨大困難。因此，自燃火源位置的精確探 測一直是煤礦安全生產(chǎn)中的重大難題之一。地面同位素測氡法探測火源位置作為一種行之 有效的技術(shù)已在自燃發(fā)火嚴(yán)重的礦井進行了應(yīng)用，但沒有形成一個完善的理論，因此，深入 研究煤地下自燃時巖層中氡的運移規(guī)律，可進一步提高同位素測氡法探測煤層自燃火源位 置的精度，可有效的解決礦井火源位置探測這一關(guān)鍵技術(shù)，對煤層火災(zāi)治理意義重大。目 前，有在堅直方向上研究氡在松散煤巖介質(zhì)中運移規(guī)律的實驗裝置，沒有在水平方向上研 究氡在松散煤巖介質(zhì)中運移規(guī)律的實驗裝置，在堅直方向上得到的氡在松散煤巖介質(zhì)中的 運移規(guī)律只能用于地表測量，而一般礦井好幾百米深，由于氡從礦井下運移至地表中的過 程中會受地層結(jié)構(gòu)的影響，所測出來的氡的濃度可能不夠準(zhǔn)確，進而不能準(zhǔn)確預(yù)測火源位 置。 實用新型內(nèi)容
[0003] 本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種松散煤巖介質(zhì)中放 射性氡擴散實驗裝置，其特別適用于煤體中放射性氡的水平擴散及吸附規(guī)律研究，該裝置 可以設(shè)置煤樣的溫度、粒度和空隙度多個變量進行實驗，滿足不同的實驗需求，最大限度貼 近煤礦井下實際條件，可以較準(zhǔn)確模擬礦井中放射性氡的水平擴散及吸附過程，為礦井中 煤層自燃隱蔽火源位置的探測提供一定的理論指導(dǎo)。
[0004] 為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是：一種松散煤巖介質(zhì)中放射性氡 擴散實驗裝置，其特征在于：包括擴散管道、第一連接管、第二連接管、恒溫油箱、智能溫度 巡回檢測儀表和設(shè)置在所述擴散管道內(nèi)的取樣棍，所述擴散管道的一端封閉另一端設(shè)置有 門，所述擴散管道包括外管和設(shè)置在外管內(nèi)的內(nèi)管，所述外管與內(nèi)管之間的空間形成環(huán)形 腔體，所述第一連接管的一端伸入所述恒溫油箱內(nèi)，所述第一連接管的另一端與環(huán)形腔體 的一端連接，所述環(huán)形腔體的另一端與第二連接管的一端連接，所述第二連接管的另一端 伸入所述恒溫油箱內(nèi)，所述第一連接管上安裝有高溫泵，所述第一連接管和第二連接管上 均安裝有閥門，所述取樣棍設(shè)置在內(nèi)管內(nèi)，所述取樣棍上均勻安裝有活性炭吸附包，靠近門 的取樣棍的一端安裝有隔離網(wǎng)，所述隔離網(wǎng)設(shè)置在內(nèi)管內(nèi)，所述隔離網(wǎng)的一側(cè)與內(nèi)管之間 形成的空間為煤樣放置區(qū)，所述隔離網(wǎng)的另一側(cè)與門之間形成的空間為鈾礦石放置區(qū)，所 述煤樣放置區(qū)內(nèi)設(shè)置有用于檢測其內(nèi)部所放煤樣溫度的第一溫度傳感器，所述第一溫度傳 感器通過高溫線與智能溫度巡回檢測儀表的接線端連接且由智能溫度巡回檢測儀表顯示 所檢測溫度。
[0005] 上述的松散煤巖介質(zhì)中放射性氡擴散實驗裝置，其特征在于：所述取樣棍上還均 勻安裝有煤樣槽，所述煤樣槽設(shè)置在靠近活性炭吸附包位置處。
[0006] 上述的松散煤巖介質(zhì)中放射性氡擴散實驗裝置，其特征在于：所述恒溫油箱包 括箱體、電加熱管、第二溫度傳感器和XMTD-6111型智能溫度控制儀表，所述第二溫度 傳感器設(shè)置在箱體內(nèi)且用于檢測箱體內(nèi)油的溫度，所述第二溫度傳感器通過高溫線與 XMTD-6111型智能溫度控制儀表的輸入端連接，所述電加熱管設(shè)置在箱體內(nèi)且通過高溫線 與XMTD-6111型智能溫度控制儀表的輸出端連接，所述第一連接管的一端伸入箱體內(nèi)，所 述第二連接管的另一端伸入箱體內(nèi)。
[0007] 上述的松散煤巖介質(zhì)中放射性氡擴散實驗裝置，其特征在于：所述活性炭吸附包 由鐵氟龍高溫布和包裹在鐵氟龍高溫布內(nèi)的活性炭組成。
[0008] 上述的松散煤巖介質(zhì)中放射性氡擴散實驗裝置，其特征在于：所述第一溫度傳感 器的數(shù)量為多個，多個第一溫度傳感器均勻設(shè)置在煤樣放置區(qū)內(nèi)。
[0009] 上述的松散煤巖介質(zhì)中放射性氡擴散實驗裝置，其特征在于：所述第一連接管上 的閥門的數(shù)量為三個，第一個閥門設(shè)置在第一連接管與所述恒溫油箱的連接位置處，第二 個閥門設(shè)置在高溫泵的出口處，所述第二個閥門設(shè)置在第一連接管與環(huán)形腔體的連接位置 處。
[0010] 上述的松散煤巖介質(zhì)中放射性氡擴散實驗裝置，其特征在于：所述智能溫度巡回 檢測儀表為XMZ-J型溫度巡回檢測儀表。
[0011] 本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點：
[0012] 1、本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理且使用操作簡便。
[0013] 2、本實用新型特別適用于煤體中放射性氡的水平擴散及吸附規(guī)律研究，可以設(shè)置 煤樣的溫度、粒度和空隙度多個變量進行實驗，滿足不同的實驗需求，最大限度貼近煤礦井 下實際條件，可以較準(zhǔn)確模擬礦井中放射性氡的水平擴散及吸附過程，為礦井中煤層自燃 隱蔽火源位置的探測提供一定的理論指導(dǎo)。
[0014] 3、本實用新型安裝拆卸方便，加工制作成本低，適于推廣使用。
[0015] 下面通過附圖和實施例，對本實用新型做進一步的詳細(xì)描述。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016] 圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017] 圖2為本實用新型活性炭吸附包的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018] 附圖標(biāo)記說明：
[0019] 1 一環(huán)形腔體； 1-1-內(nèi)管； 1-2-外管；
[0020] 1~3 -門； 2-袖礦石放置區(qū)； 3-取樣棍；
[0021] 4一商溫泵； 5-箱體； 6-隔尚網(wǎng)；
[0022] 7-1-第一連接管； 7-2-第二連接管； 8-閥門；
[0023] 9 - XMTD-6111型智能溫度控制儀表；10-智能溫度巡回檢測儀表；
[0024] 11-第一溫度傳感器；12-電加熱管； 13-煤樣放置區(qū)；
[0025] 14一活性炭吸附包； 14_1一鐵氟龍商溫布；14_2-活性炭；
[0026] 15一煤樣槽； 16-煤樣； 17-鈾礦石。

【具體實施方式】
[0027] 如圖1所示，本實用新型包括擴散管道、第一連接管7-1、第二連接管7-2、恒溫油 箱、智能溫度巡回檢測儀表10和設(shè)置在所述擴散管道內(nèi)的取樣棍3,所述擴散管道的一端 封閉另一端設(shè)置有門1-3,所述擴散管道包括外管1-2和設(shè)置在外管1-2內(nèi)的內(nèi)管1-1，所 述外管1-2與內(nèi)管1-1之間的空間形成環(huán)形腔體1，所述第一連接管7-1的一端伸入所述 恒溫油箱內(nèi)，所述第一連接管7-1的另一端與環(huán)形腔體1的一端連接，所述環(huán)形腔體1的另 一端與第二連接管7-2的一端連接，所述第二連接管7-2的另一端伸入所述恒溫油箱內(nèi)，所 述第一連接管7-1上安裝有高溫泵4,所述第一連接管7-1和第二連接管7-2上均安裝有 閥門8,所述取樣棍3設(shè)置在內(nèi)管1-1內(nèi)，所述取樣棍3上均勻安裝有活性炭吸附包14,靠 近門1-3的取樣棍3的一端安裝有隔離網(wǎng)6,所述隔離網(wǎng)6設(shè)置在內(nèi)管1-1內(nèi)，所述隔離網(wǎng) 6的一側(cè)與內(nèi)管1-1之間形成的空間為煤樣放置區(qū)13,所述隔離網(wǎng)6的另一側(cè)與門1-3之 間形成的空間為鈾礦石放置區(qū)2,所述煤樣放置區(qū)13內(nèi)設(shè)置有用于檢測其內(nèi)部所放煤樣溫 度的第一溫度傳感器11，所述第一溫度傳感器11通過高溫線與智能溫度巡回檢測儀表10 的接線端連接且由智能溫度巡回檢測儀表10顯示所檢測溫度。其中，隔離網(wǎng)6用于阻隔煤 樣，防止煤樣外漏；閥門8起到通斷管道的作用。
[0028] 如圖1所示，所述取樣棍3上還均勻安裝有煤樣槽15,所述煤樣槽15設(shè)置在靠近 活性炭吸附包14位置處，能提高實驗精度。
[0029] 如圖1所示，所述恒溫油箱包括箱體5、電加熱管12、第二溫度傳感器11和 XMTD-6111型智能溫度控制儀表9,所述第二溫度傳感器11設(shè)置在箱體5內(nèi)且用于檢測箱 體5內(nèi)油的溫度，所述第二溫度傳感器11通過高溫線與XMTD-6111型智能溫度控制儀表9 的輸入端連接，所述電加熱管12設(shè)置在箱體5內(nèi)且通過高溫線與XMTD-6111型智能溫度控 制儀表9的輸出端連接，所述第一連接管7-1的一端伸入箱體5內(nèi)，所述第二連接管7-2的 另一端伸入箱體5內(nèi)。
[0030] 如圖2所示，所述活性炭吸附包14由鐵氟龍高溫布14-1和包裹在鐵氟龍高溫布 14-1內(nèi)的活性炭14-2組成，鐵氟龍高溫布14-1耐高溫且透氣性好，利于活性炭14-2吸附 放射性氡，且適于礦井下使用。
[0031] 如圖1所示，所述第一溫度傳感器11的數(shù)量為多個，多個第一溫度傳感器11均勻 設(shè)置在煤樣放置區(qū)13內(nèi)，提高了溫度檢測準(zhǔn)確性。
[0032] 如圖1所示，所述第一連接管7-1上的閥門8的數(shù)量為三個，第一個閥門8設(shè)置在 第一連接管7-1與所述恒溫油箱的連接位置處，第二個閥門8設(shè)置在高溫泵4的出口處，所 述第二個閥門8設(shè)置在第一連接管7-1與環(huán)形腔體1的連接位置處；多個閥門8的設(shè)置，便 于高溫油的通斷。
[0033] 本實施例中，所述智能溫度巡回檢測儀表10為XMZ-J型溫度巡回檢測儀表，能很 好的滿足實驗需求。
[0034] 本實用新型的工作原理為：將活性炭吸附包14用鐵絲均勻固定在取樣棍3上，并 按離氡源距離由近及遠(yuǎn)進行編號，在每個活性炭吸附包14附近用鐵絲16將煤樣槽15固定 在取樣棍3上，并做好相應(yīng)編號，然后整體放入內(nèi)管1-1中。取待測煤樣16裝入煤樣放置 區(qū)13中，同時將第一溫度傳感器11埋入煤樣16中，將隔離網(wǎng)6放在取樣棍3 -端，通過第 一連接管7-1、第二連接管7-2、高溫泵4和閥門8將擴散管道與恒溫油箱連接。關(guān)閉實驗 裝置中的所有閥門8,利用電加熱管12將箱體5中的油加熱到設(shè)定溫度后保持恒溫，打開 所有閥門8,啟動高溫泵4,高溫油在裝置中循環(huán)流動，加熱煤樣，待煤樣溫度達到指定溫度 后，打開門1-3,在鈾礦石放置區(qū)2中放入鈾礦石17,關(guān)閉門1-3。吸附一定時間后，拿出取 樣棍3,將活性炭吸附包14中的活性炭14-2和煤樣槽15中的煤樣取出，分別密封放置在 專用塑料瓶中，測量活性炭14-2和取出煤樣中吸附氡的量。實驗過程中可以設(shè)置煤樣的溫 度、粒度和空隙度多個變量，滿足不同的實驗需求，最大限度貼近煤礦井下實際條件，較準(zhǔn) 確的模擬礦井中放射性氡的水平擴散及吸附過程。
[0035] 以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，并非對本實用新型作任何限制，凡是根 據(jù)本實用新型技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變換，均仍 屬于本實用新型技術(shù)方案的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種松散煤巖介質(zhì)中放射性氡擴散實驗裝置，其特征在于：包括擴散管道、第一連 接管（7-1)、第二連接管（7-2)、恒溫油箱、智能溫度巡回檢測儀表（10)和設(shè)置在所述擴散 管道內(nèi)的取樣棍（3)，所述擴散管道的一端封閉另一端設(shè)置有門（1-3)，所述擴散管道包括 外管（1 _2)和設(shè)置在外管（1-2)內(nèi)的內(nèi)管（1-1)，所述外管（1-2)與內(nèi)管（1-1)之間的空 間形成環(huán)形腔體（1)，所述第一連接管（7-1)的一端伸入所述恒溫油箱內(nèi)，所述第一連接 管（7-1)的另一端與環(huán)形腔體（1)的一端連接，所述環(huán)形腔體（1)的另一端與第二連接管 (7-2)的一端連接，所述第二連接管（7-2)的另一端伸入所述恒溫油箱內(nèi)，所述第一連接 管（7-1)上安裝有高溫泵（4)，所述第一連接管（7-1)和第二連接管（7-2)上均安裝有閥 門（8)，所述取樣棍（3)設(shè)置在內(nèi)管（1-1)內(nèi)，所述取樣棍（3)上均勻安裝有活性炭吸附 包（14)，靠近門（1-3)的取樣棍（3)的一端安裝有隔離網(wǎng)（6)，所述隔離網(wǎng)（6)設(shè)置在內(nèi) 管（1-1)內(nèi)，所述隔離網(wǎng)（6)的一側(cè)與內(nèi)管（1-1)之間形成的空間為煤樣放置區(qū)（13)，所 述隔離網(wǎng)（6)的另一側(cè)與門（1-3)之間形成的空間為鈾礦石放置區(qū)（2)，所述煤樣放置區(qū) (13)內(nèi)設(shè)置有用于檢測其內(nèi)部所放煤樣溫度的第一溫度傳感器（11)，所述第一溫度傳感 器（11)通過高溫線與智能溫度巡回檢測儀表（10)的接線端連接且由智能溫度巡回檢測儀 表（10)顯示所檢測溫度。
2. 按照權(quán)利要求1所述的松散煤巖介質(zhì)中放射性氡擴散實驗裝置，其特征在于：所述 取樣棍（3)上還均勻安裝有煤樣槽（15)，所述煤樣槽（15)設(shè)置在靠近活性炭吸附包（14) 位置處。
3. 按照權(quán)利要求1或2所述的松散煤巖介質(zhì)中放射性氡擴散實驗裝置，其特征在于： 所述恒溫油箱包括箱體（5)、電加熱管（12)、第二溫度傳感器（11)和XMTD-6111型智能溫 度控制儀表（9)，所述第二溫度傳感器（11)設(shè)置在箱體（5)內(nèi)且用于檢測箱體（5)內(nèi)油的 溫度，所述第二溫度傳感器（11)通過高溫線與XMTD-6111型智能溫度控制儀表（9)的輸入 端連接，所述電加熱管（12)設(shè)置在箱體（5)內(nèi)且通過高溫線與XMTD-6111型智能溫度控制 儀表（9)的輸出端連接，所述第一連接管（7-1)的一端伸入箱體（5)內(nèi)，所述第二連接管 (7-2)的另一端伸入箱體（5)內(nèi)。
4. 按照權(quán)利要求1或2所述的松散煤巖介質(zhì)中放射性氡擴散實驗裝置，其特征在于： 所述活性炭吸附包（14)由鐵氟龍高溫布（14-1)和包裹在鐵氟龍高溫布（14-1)內(nèi)的活性 炭（14-2)組成。
5. 按照權(quán)利要求1或2所述的松散煤巖介質(zhì)中放射性氡擴散實驗裝置，其特征在于： 所述第一溫度傳感器（11)的數(shù)量為多個，多個第一溫度傳感器（11)均勻設(shè)置在煤樣放置 區(qū)（13)內(nèi)。
6. 按照權(quán)利要求1或2所述的松散煤巖介質(zhì)中放射性氡擴散實驗裝置，其特征在于： 所述第一連接管（7-1)上的閥門（8)的數(shù)量為三個，第一個閥門（8)設(shè)置在第一連接管 (7-1)與所述恒溫油箱的連接位置處，第二個閥門（8)設(shè)置在高溫泵（4)的出口處，所述第 二個閥門（8)設(shè)置在第一連接管（7-1)與環(huán)形腔體（1)的連接位置處。
7. 按照權(quán)利要求1或2所述的松散煤巖介質(zhì)中放射性氡擴散實驗裝置，其特征在于： 所述智能溫度巡回檢測儀表（10)為XMZ-J型溫度巡回檢測儀表。
【文檔編號】G01N33/22GK203870099SQ201420287384
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月30日
【發(fā)明者】張辛亥, 王輝, 郭戎, 于勝坤, 孟清華, 蔡琪, 高雙雙, 成小雨 申請人:西安科技大學(xué)