[發明專利]松散煤體中放射性氡多角度擴散實驗裝置

有效

• 申請號: 201410431281.6
• 申請日: 2014-08-28
• 公開（公告）號: CN104155419A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 張辛亥;王輝;郭戎;成小雨
• 申請（專利權）人: 西安科技大學
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00
• 代理公司: 西安創知專利事務所 61213
• 代理人: 譚文琰

技術領域

本發明涉及一種擴散實驗裝置，尤其是涉及一種松散煤體中放射性氡多角度擴散實驗裝置。

背景技術

煤炭是我國重要的基礎能源，是不可再生資源。煤層自燃嚴重威脅著礦井的安全生產，而且造成資源大量浪費，然而煤層自燃火災發生于地下數百米深處，由于人員無法靠近以及火源的隱蔽性，給防滅防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已在自燃發火嚴重的礦井進行了應用，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鍵技術，對煤層火災治理意義重大。目前，對于煤體中放射性氡豎直方向上的運移規律已經有所研究，但由于煤礦井下火源存在于一個空間，氡的擴散是各向的，僅研究氡在單一豎直方向上的運移和吸附規律，不能滿足氡法探測火源的需要，且無法保證探測結果的準確性。因此，需充分考慮氡的空間各向擴散特性，在水平和傾斜方向上進行進一步研究，完善和擴充氡的運移和吸附規律，為氡法探測火源提供可靠依據，提高探測精度，及時消除火源，保證煤炭企業安全生產。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術中的不足，提供一種松散煤體中放射性氡多角度擴散實驗裝置，其特別適用于煤體中放射性氡在水平或傾斜方向上的擴散及吸附規律研究，該裝置可以設置煤樣的溫度、粒度和空隙度等多個變量進行實驗，滿足不同的實驗需求，最大限度貼近煤礦井下實際條件，較準確地模擬煤體中放射性氡的擴散及吸附過程，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。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種松散煤體中放射性氡多角度擴散實驗裝置，其特征在于：包括擴散管道、第一人字梯、第二人字梯、底座、鋼絲繩、恒溫油槽、智能溫度巡回檢測儀表和設置在所述擴散管道內的取樣棍，所述第一人字梯、第二人字梯和底座均固定在基面上，所述底座設置在第一人字梯的下方且與第一人字梯固定連接，所述第一人字梯的頂部安裝有定滑輪，所述擴散管道穿過第一人字梯和第二人字梯且底部一端支撐在底座的頂部，所述擴散管道與底座轉動連接，所述擴散管道的底部另一端支撐在第二人字梯上且能夠在第二人字梯上調節支撐位置，所述擴散管道的另一端頂部與鋼絲繩的一端連接，所述鋼絲繩的另一端繞過定滑輪且固定在底座上，所述擴散管道包括外管和內管，所述內管的兩端均穿出外管且端部均連接有法蘭，所述外管的兩端均與內管密封，所述外管與內管之間形成環形腔體，所述取樣棍設置在內管內，所述取樣棍上安裝有多個活性炭吸附球，所述環形腔體通過第一連接管和第二連接管與恒溫油槽連通且經恒溫油槽的內置油泵與環形腔體形成循環回路，所述內管內設置有用于檢測其內部所放煤樣溫度的溫度傳感器，所述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。

上述的松散煤體中放射性氡多角度擴散實驗裝置，其特征在于：所述底座的頂部固定有軸承座，所述軸承座內安裝有軸承，所述軸承座的數量為兩個且兩個軸承座前后對稱設置，兩個軸承之間連接有轉軸，所述轉軸的中部固定有連接座，所述連接座與外管固定連接。

上述的松散煤體中放射性氡多角度擴散實驗裝置，其特征在于：所述第二人字梯的前側由上至下固定有多個第一限位環，所述第二人字梯的后側由上至下固定有多個第二限位環，所述第一限位環和第二限位環均設置在第二人字梯的右部，所述第一限位環和第二限位環的位置相對應，所述外管通過支撐架支撐在第二人字梯上，所述支撐架的形狀為T字形，所述支撐架的橫梁兩端分別卡入第一限位環和第二限位環。

上述的松散煤體中放射性氡多角度擴散實驗裝置，其特征在于：所述第一連接管的一端與恒溫油槽的出口連接，所述第一連接管的另一端與環形腔體的進口連接，所述第二連接管的一端與環形腔體的出口連接，所述第二連接管的另一端與恒溫油槽的進口連接，所述第一連接管上均設置有第一閥門，所述第二連接管上設置有第二閥門。

上述的松散煤體中放射性氡多角度擴散實驗裝置，其特征在于：所述取樣棍上還安裝有多個煤樣吸附球，所述煤樣吸附球設置在靠近活性炭吸附球位置處，多個活性炭吸附球均勻設置，多個煤樣吸附球均勻設置。

上述的松散煤體中放射性氡多角度擴散實驗裝置，其特征在于：所述活性炭吸附球和煤樣吸附球均通過鐵絲固定在取樣棍上，所述活性炭吸附球由第一鐵絲網和設置在第一鐵絲網內的活性炭組成，所述煤樣吸附球由第二鐵絲網和設置在第二鐵絲網內的煤樣組成。