[發明專利]基于荷載加壓方式的煤自燃特性參數測定裝置

有效

• 申請號: 201610176045.3
• 申請日: 2016-03-26
• 公開（公告）號: CN105806890B
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發明（設計）人: 徐永亮;王蘭云;褚廷湘;余明高;王少坤;宋志鵬;位亞南;荊國松
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: G01N25/26
• 分類號: G01N25/26;G01N30/02
• 代理公司: 鄭州天陽專利事務所(普通合伙)41113
• 代理人: 嚴艷麗

技術領域

本發明涉及一種基于荷載加壓方式的煤自燃特性參數測定裝置。

背景技術

能源是一個國家的經濟基礎。雖然近幾年新興能源在快速發展。但是化石能源依舊在我國能源結構中占有巨大比例，尤其是煤炭。據國家統計局數據，從20世紀90年代至今，煤炭在我國能源結構中保持在70％以上。并且在未來的幾十年煤炭仍將是我國能源的主要組成部分。但是礦井火災，尤其是煤自燃引起礦井火災嚴重影響著我國煤炭資源的正常開采。

煤炭的自燃，其主要原因就是煤與氧氣接觸發生氧化產熱和蓄熱，進而引起煤炭的自燃。煤礦井下采空區煤炭的自燃主要是由于漏風引起的，而漏風又是由進、回風巷之間的壓力差引起的。為了保證回采工作面的安全回采，必須配備足夠的風量?；夭晒ぷ髅嬖谠O計時就已經對工作面的風壓、風量進行了分配，并且在工作面正?；夭善陂g，進、回風巷的壓差基本保持不變。但是，隨著煤的氧化，采空區的空隙率將發生變化。空隙率的變化將直接影響到采空區的漏風量，從而影響到煤與氧氣接觸的難易程度和煤的自燃進程。同時，采空遺煤并非處于自然堆積狀態，而是處以一定受壓狀態的，而遺煤隨著自燃進程的發展在受壓狀態下遺煤的空隙率又會受到影響?，F有常用的煤自燃特性測定方式存在以下特點和問題：1 )將取回的煤樣破碎裝入煤樣罐，煤樣在定流量的氣氛進行氧化升溫，而并非在一定氣壓差下進行的氧化升溫的，未考慮到煤在氧化升溫過程中破碎煤樣的空隙率將會發生變化，進而影響氣體流量；2 )煤樣裝在煤樣罐中，煤樣為松散狀態，未考慮到煤樣在受載狀態下煤樣空隙率變化以及煤樣升溫過程的空隙率的變化。3 )采用定流量的煤樣氧化升溫，無法判斷煤樣在升溫過程中煤樣對氣體的消耗量。

發明內容

針對上述情況，為克服現有技術缺陷，本發明之目的就是提供一種基于荷載加壓方式的煤自燃特性參數測定裝置，可有效解決在荷載加壓下的煤自燃特性參數的測定問題。

本發明解決技術方案是，反應釜由反應釜體、反應釜上蓋、反應釜下底組成，反應釜體為帶有內腔的空芯體，反應釜上蓋和反應釜下底分別密封在反應釜體的上口部和下口部，反應釜體的外壁上有加熱片，加熱片外部包裹有反應釜保溫層，加熱片與反應釜體外部的第二程序升溫溫控器相連，反應釜上蓋上設有自反應釜體內腔伸出的溫度傳感器、進氣管道和出氣管道，溫度傳感器的自由端接溫度采集模塊，進氣管道接在氣體預熱器的一端，氣體預熱器的另一端經第一流量控制器和高壓氣瓶連通，氣體預熱器連接在第一程序升溫溫控器上，出氣管道接在氣相色譜分析儀上，反應釜下底的底部設有油缸，油缸內裝有油缸活塞，油缸活塞是由塞體和塞體上面及下面的上活塞桿與下活塞桿連接在一起構成，上活塞桿的上端自反應釜下底豎直伸進反應釜體內腔，上活塞桿的上端豎直裝有煤樣罐，煤樣罐的上端接觸到反應釜上蓋的內壁，下活塞桿的下端自油缸的底部向下豎直伸出，塞體橫向置于油缸內，塞體的外壁和油缸緊密接觸，將油缸間隔成上下兩部分，油缸的上下兩部分分別經第一油路管道、第二油路管道與加壓系統相連通，加壓系統的結構是，儲油倉的一端和軸向泵的一端連通，儲油倉的二端連接有第四油路管道，儲油倉的三端連接有第五油路管道，軸向泵的二端連接有第三油路管道，第三油路管道的外端和第一個三通管的垂直端連通，第一個三通管的水平端中的其中一端經第二個三通管分別和第四油路管道、第一油路管道連通，第一個三通管的水平端中的另一端經第三個三通管分別和第二油路管道、第五油路管道連通，第一個三通管的水平端兩側分別有多個針型閥，溫度采集模塊、氣相色譜分析儀、第二程序升溫溫控器均連接在計算機上。

本發明適用于破碎煤體的自燃特性參數測試，可以實現破碎煤體在承壓或松散狀態下，通過煤樣罐、氣路的進出口部分以及升溫箱的加壓部分可使破碎煤樣在一定氣壓差氛圍中進行氧化升溫。通過氣路進出部分的流量計可以觀測煤樣在升溫過程中氣體的消耗量。同時，可采用不同尺寸的煤樣罐進而可實現在不同尺寸破碎煤體在定氣壓差不同承壓狀態下破碎煤體的氧化升溫特性參數測試。本發明采用計算機記錄數據，自動化程度高，測量結果可靠。

附圖說明

圖1為本發明的結構主視圖。

圖2為本發明煤樣罐的結構主視圖。

圖3為本發明上多孔架的主視圖。

圖4為本發明上多孔架的仰視圖。

圖5為本發明圖3的a-a向截面圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明的具體實施方式作詳細說明。