空間及多組分氣體對煤自燃傾向性影響的試驗裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種空間及多組分氣體對煤自燃傾向性影響的試驗裝置，包括置于油浴中的反應器，反應器上設(shè)置有調(diào)節(jié)內(nèi)腔高度的調(diào)節(jié)裝置，反應器的一側(cè)端面上設(shè)置有至少兩個氣體通入口，另一側(cè)端面上設(shè)置有與氣體濃度分析系統(tǒng)連接的氣體出口；試驗裝置還包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接用的內(nèi)腔溫度傳感器、以及與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接的油浴溫度傳感器。本發(fā)明能更真實的模擬煤礦采空區(qū)的高度，研究空間特性對于煤自燃發(fā)火傾向性的影響，能根據(jù)試驗需要控制性的通入多種組分的氣體，研究反應器內(nèi)多組分氣體對于煤炭自燃傾向性的影響，而且可以控制反應器內(nèi)的通風狀態(tài)，研究采空區(qū)通風情況對煤自燃傾向性的影響。
【專利說明】
空間及多組分氣體對煤自燃傾向性影響的試驗裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及試驗設(shè)備，特別涉及一種測量煤炭自燃傾向性受環(huán)境因素影響的試驗設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]煤礦開采過程中不可避免的會在采空區(qū)留下部分遺煤。采空區(qū)遺煤和空氣會發(fā)生低溫氧化反應，使煤發(fā)生自發(fā)熱現(xiàn)象。煤自燃會造成井下內(nèi)因火災;接觸瓦斯后還能造成更為嚴重的瓦斯爆炸事故。
[0003]現(xiàn)有煤自燃傾向性測定裝置和采空區(qū)模擬設(shè)備很少考慮采空區(qū)通風條件對煤低溫氧化現(xiàn)象和自發(fā)熱的影響;采空區(qū)的空間特性(頂板高度)也都是由試驗用反應器事先確定，無法自由調(diào)節(jié)。同時采空區(qū)環(huán)境中各組分氣體的濃度也對煤的自燃傾向性有較大影響，但現(xiàn)有設(shè)備往往只考慮到單一組分氣體和燃燒產(chǎn)生氣體的影響，而沒有考慮環(huán)境氣體組分的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種空間及多組分氣體對煤自燃傾向性影響的試驗裝置，以解決現(xiàn)有試驗設(shè)備不能研究空間特性及多組分氣體對煤自然傾向性影響的技術(shù)問題。
[0005]本發(fā)明空間及多組分氣體對煤自燃傾向性影響的試驗裝置，包括置于油浴中的反應器，所述反應器上設(shè)置有調(diào)節(jié)反應器內(nèi)腔高度的調(diào)節(jié)裝置，所述調(diào)節(jié)裝置包括設(shè)置于反應器內(nèi)且邊部與反應器壁滑動密封配合的橫隔板和驅(qū)動橫隔板上下移動的驅(qū)動器；
[0006]所述反應器的一側(cè)端面上設(shè)置有至少兩個氣體通入口，所述反應器的另一側(cè)端面上設(shè)置有與氣體濃度分析系統(tǒng)連接的氣體出口 ；
[0007]所述試驗裝置還包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接用以檢測反應器內(nèi)腔溫度的內(nèi)腔溫度傳感器、以及與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接用以檢測反應器腔壁溫度的油浴溫度傳感器。
[0008]進一步，所述空間及多組分氣體對煤自燃傾向性影響的試驗裝置，還包括設(shè)置在反應器氣體通入側(cè)端面上的風機。
[0009]本發(fā)明的有益效果:
[0010]1、本發(fā)明空間及多組分氣體對煤自燃傾向性影響的試驗裝置，其能通過驅(qū)動器及橫隔板調(diào)節(jié)反應器的內(nèi)腔高度，從而能更真實的模擬煤礦采空區(qū)的高度，能研究空間特性對于煤自燃發(fā)火傾向性的影響。
[0011]2、本發(fā)明空間及多組分氣體對煤自燃傾向性影響的試驗裝置，其通過設(shè)置兩個以上的氣體通入口，氣體通入口的具體數(shù)量可根據(jù)試驗需要選擇，使得可以控制性的通入多種組分的氣體;并且通入氣體的濃度，通量，流速，通入先后順序，及溫度都可以加以控制；使得能研究反應器內(nèi)多組分環(huán)境氣體對于煤炭自燃傾向性的影響。
[0012]3、本發(fā)明空間及多組分氣體對煤自燃傾向性影響的試驗裝置，由于設(shè)置了風機，因此可以控制反應器內(nèi)的通風狀態(tài)，進而能研究采空區(qū)通風情況對煤自燃傾向性的影響。
【附圖說明】
[0013]圖1為實施例中空間及多組分氣體對煤自燃傾向性影響的試驗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步描述。
[0015]如圖所示，本實施例空間及多組分氣體對煤自燃傾向性影響的試驗裝置，包括置于油浴I中的反應器2，所述反應器上設(shè)置有調(diào)節(jié)反應器內(nèi)腔高度的調(diào)節(jié)裝置，所述調(diào)節(jié)裝置包括設(shè)置于反應器內(nèi)且邊部與反應器壁滑動密封配合的橫隔板3和驅(qū)動橫隔板上下移動的驅(qū)動器4;在具體實施中，驅(qū)動器4可以為氣缸、油缸、電動缸或其它形式的直線驅(qū)動器；
[0016]所述反應器的一側(cè)端面上設(shè)置有三個氣體通入口，具體分別為第一氣體通入口 5、第二氣體通入口6、以及第三氣體通入口7;當然氣體通入口的數(shù)量可根據(jù)實驗需要進行具體選擇，但其至少為兩個;所述反應器的另一側(cè)端面上設(shè)置有與氣體濃度分析系統(tǒng)8連接的氣體出口9;
[0017]所述試驗裝置還包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)10、與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接用以檢測反應器內(nèi)腔溫度的內(nèi)腔溫度傳感器U、以及與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接用以檢測反應器腔壁溫度的油浴溫度傳感器12。
[0018]本實施例空間及多組分氣體對煤自燃傾向性影響的試驗裝置，其能通過驅(qū)動器及橫隔板調(diào)節(jié)反應器的內(nèi)腔高度，從而能更真實的模擬煤礦采空區(qū)的高度，能研究空間特性對于煤自燃發(fā)火傾向性的影響。
[0019]并且本實施例空間及多組分氣體對煤自燃傾向性影響的試驗裝置，其通過設(shè)置兩個以上的氣體通入口，氣體通入口的具體數(shù)量可根據(jù)試驗需要選擇，可以控制性的通入多種組分的氣體;并且通入氣體的濃度，通量，流速，通入先后順序(可同步或異步通入)，及溫度都可以加以控制;使得能研究反應器內(nèi)多組分環(huán)境氣體對于煤炭自燃傾向性的影響。
[0020]作為對本實施例的改進，本空間及多組分氣體對煤自燃傾向性影響的試驗裝置，還包括設(shè)置在反應器氣體通入側(cè)端面上的風機13。設(shè)置風機可以控制反應器內(nèi)的通風狀態(tài)，進而使本試驗裝置能研究采空區(qū)通風情況對煤自燃傾向性的影響。
[0021]本實施例本試驗裝置進行空間及多組分氣體對煤自燃傾向性影響的試驗方法，包括以下步驟:
[0022]I)通過驅(qū)動器4驅(qū)動橫隔板3移動調(diào)節(jié)反應器2的內(nèi)腔高度；
[0023]2)向反應器中放入堆煤試樣14;
[0024]3)通過反應器上的氣體通入口通入指定組分、通量和濃度的氣體；
[0025]4)調(diào)節(jié)反應器外油浴I的溫度，使油浴溫度始終等于煤樣自發(fā)熱溫度；
[0026]5)打開風機13;
[0027]6)通過內(nèi)腔溫度傳感器11和油浴溫度傳感器12采集反應器內(nèi)各處的內(nèi)腔溫度和腔壁溫度，并通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)10記錄所采集的溫度與時間的關(guān)系；
[0028]7)通過氣體濃度分析系統(tǒng)8記錄反應器內(nèi)各氣體組分的濃度；
[0029]8)記錄自燃著火總時間；
[0030]9)通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)記錄的溫度/時間關(guān)系分析溫度在70°C后的升溫梯度dT/dt，記為R7q，R7Q的單位為°C/h; dT/dt中的T為溫度，t為時間；此后通過R7Q的取值范圍確定煤樣的自燃傾向性程度:R7o〈0.5為低自燃傾向，0.5〈R7o〈0.8為中等自燃傾向，R7o>0.8為高自燃傾向；
[0031]10)通過對比數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和氣體濃度分析系統(tǒng)記錄的數(shù)據(jù)找到氣體組分濃度和煤樣自燃傾向性的關(guān)系。
[0032]最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應當理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當中。
【主權(quán)項】
1.一種空間及多組分氣體對煤自燃傾向性影響的試驗裝置，其特征在于:包括置于油浴中的反應器，所述反應器上設(shè)置有調(diào)節(jié)反應器內(nèi)腔高度的調(diào)節(jié)裝置，所述調(diào)節(jié)裝置包括設(shè)置于反應器內(nèi)且邊部與反應器壁滑動密封配合的橫隔板和驅(qū)動橫隔板上下移動的驅(qū)動器； 所述反應器的一側(cè)端面上設(shè)置有至少兩個氣體通入口，所述反應器的另一側(cè)端面上設(shè)置有與氣體濃度分析系統(tǒng)連接的氣體出口 ； 所述試驗裝置還包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接用以檢測反應器內(nèi)腔溫度的內(nèi)腔溫度傳感器、以及與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接用以檢測反應器腔壁溫度的油浴溫度傳感器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空間及多組分氣體對煤自燃傾向性影響的試驗裝置，其特征在于:還包括設(shè)置在反應器氣體通入側(cè)端面上的風機。
【文檔編號】G01N25/22GK105973935SQ201610270006
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年4月27日
【發(fā)明人】王亮, 李林, 陳軍朝, 高玉龍, 鄭凱, 景建峯, 陳結(jié)
【申請人】重慶大學