[發明專利]煤體瓦斯含量對煤自燃特性影響研究實驗臺及其使用方法

有效

• 申請號: 201510297866.8
• 申請日: 2015-05-30
• 公開（公告）號: CN104849300B
• 公開（公告）日: 2019-01-15
• 發明（設計）人: 李樹剛;安朝峰;李志梁;丁洋;林海飛
• 申請（專利權）人: 西安科技大學
• 主分類號: G01N25/00
• 分類號: G01N25/00;G01N30/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種煤體瓦斯含量對煤自燃特性影響研究實驗臺及其使用方法，可實現同一煤樣在不同瓦斯壓力吸附平衡后進行自燃程序升溫實驗，根據吸附實驗時計算機采集的平衡壓力，運用Langmuir單分子層吸附理論定量確定某一吸附平衡壓力下的瓦斯吸附量，同時煤樣在壓力P下吸附平衡后，通過調節氣體壓縮機的出口氣體壓力使通入空氣的壓力達到吸附平衡壓力P，不間斷注入氣體，保證罐體內的壓力恒定，并運用壓力表實時壓力監測，在壓力恒定不變的情況下，含瓦斯煤體因壓力變化而解吸的瓦斯量可忽略不計，消除了由于壓力變化因素，最后利用氣相色譜儀對儲氣罐內的氣體進行氣體成分分析，實現了瓦斯含量對煤自燃特性影響的定量分析。

技術領域

本發明涉及煤特性研究領域，具體涉及煤體瓦斯含量對煤自燃特性影響研究實驗臺及其使用方法。

背景技術

煤礦進入深部開采，瓦斯和煤自燃災害更加嚴重，為實現瓦斯和煤自燃災害的雙重防治，保證井下安全高效生產，探究煤自燃與瓦斯間的關聯性成為重中之重，而煤瓦斯含量對煤自燃的影響研究卻鮮見報道，確定瓦斯含量對煤自燃的影響規律可有目的、有針對性的進行瓦斯與煤自燃的雙重防治，由于煤瓦斯含量受制煤體所處的環境壓力，本發明專利可定量的研究瓦斯含量對煤自燃的影響，在進行煤樣吸附瓦斯平衡后進行保壓情況下煤自燃的程序升溫實驗，實現了防止煤瓦斯含量因壓力變化而解析的重大突破，而且實驗儀器操作簡單，方便，可在現有的科研研究中應用。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供了一種煤體瓦斯含量對煤自燃特性影響研究實驗臺及其使用方法，實現煤瓦斯含量對煤自燃特性影響的定量分析，確定不同瓦斯含量下煤樣的指標性氣體CO的生成溫度、生成量，進而為煤礦進行瓦斯和煤自燃的雙重防治、確定合理的瓦斯抽采量及防滅火方法提供理論依據。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案為：

煤體瓦斯含量對煤自燃特性影響研究實驗臺，包括可承壓煤樣罐、恒溫箱、脫氣裝置、吸附裝置、注氣裝置、氣體采集裝置，所述脫氣裝置包括真空泵、真空計和第三閥針，所述真空泵、真空計和第三閥針依次相連后連接有氣體流量計，所述氣體流量計一端連接有可承壓煤樣罐，所述吸附裝置包括甲烷罐、第三壓力表、第四針閥、第一安全閥，所述甲烷罐、第三壓力表、第四針閥、第一安全閥依次相連后與所述可承壓煤樣罐相連，所述注氣裝置包括調節氣體壓縮機、第一針閥、第一儲氣罐和第二針閥，所述調節氣體壓縮機、第一針閥連接后與第一儲氣罐相連，所述第一儲氣罐和第二針閥連接后分別與第三閥針、氣體流量計相連，所述氣體采集裝置包括氣相色譜儀相、第五針閥、第二儲氣罐、減壓閥和第二安全閥，所述氣相色譜儀相、第五針閥、第二儲氣罐、減壓閥和第二安全閥依次相連后與所述可承壓煤樣罐相連，所述可承壓煤樣罐內設有兩層銅網，所述可承壓煤樣罐位于所述恒溫箱內，所述可承壓煤樣罐一端連接有壓力傳感器，所述壓力傳感器一端連接有計算機。

作為優選，所述恒溫箱內設有測溫表，所述測溫表一端與所述可承壓煤樣罐相連。

作為優選，所述第一儲氣罐和第二針閥之間設有第一壓力表。

作為優選，所述第二安全閥與可承壓煤樣罐之間設有第二壓力表。

上述的煤體瓦斯含量對煤自燃特性影響研究實驗臺的使用方法如下：

S1、把實驗所需粒徑的煤樣裝入可承壓煤樣罐中，檢查氣密性后，關閉第二針閥、第一安全閥、第二安全閥，開啟第三針閥，對罐中煤樣進行脫氣，運用真空泵對煤樣脫氣不少于6個小時，真空計上顯示的壓力應低于4Pa，保證煤樣內部的殘存氣體完全排出；

S2、關閉第三針閥，開啟第一安全閥、第四針閥，甲烷罐向可承壓煤樣罐中充入一定壓力的瓦斯，第三壓力表顯示甲烷罐內的壓力值，計算機通過壓力傳感器可實時監測煤樣罐內部氣體的壓力，待煤樣達到吸附平衡，計算機自動采集系統顯示的平衡壓力值，并關閉第一安全閥、第四針閥，移除甲烷罐；