松散煤岩介质中放射性氡扩散实验装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种松散煤岩介质中放射性氡扩散实验装置，包括扩散管道、第一连接管、第二连接管、恒温油箱、智能温度巡回检测仪表和取样棍，扩散管道一端封闭另一端设有门，扩散管道包括外管和内管，外管与内管之间形成环形腔体，第一连接管、环形腔体和第二连接管依次连接，第一连接管和第二连接管的端部伸入恒温油箱内，第一连接管上安装有高温泵，第一连接管和第二连接管上均安装阀门，取样棍设置在内管内，取样棍上安装有活性炭吸附包，内管内设有用于检测煤样温度的第一温度传感器，第一温度传感器与智能温度巡回检测仪表连接。本实用新型特别适用于煤体中放射性氡的水平扩散及吸附规律研究，可以设置煤样的温度、粒度和空隙度。
【专利说明】松散煤岩介质中放射性氡扩散实验装置
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种实验装置，尤其是涉及一种松散煤岩介质中放射性氡扩散实 验装置。
【背景技术】
[0002] 煤炭是我国重要的基础能源和原料，是不可再生资源。煤炭自燃严重威胁着矿井 的安全生产，而且造成资源大量浪费。然而煤层自燃火灾发生于地下数百米深处，由于人员 无法靠近以及火源的隐蔽性，给防灭火工作带来了巨大困难。因此，自燃火源位置的精确探 测一直是煤矿安全生产中的重大难题之一。地面同位素测氡法探测火源位置作为一种行之 有效的技术已在自燃发火严重的矿井进行了应用，但没有形成一个完善的理论，因此，深入 研究煤地下自燃时岩层中氡的运移规律，可进一步提高同位素测氡法探测煤层自燃火源位 置的精度，可有效的解决矿井火源位置探测这一关键技术，对煤层火灾治理意义重大。目 前，有在坚直方向上研究氡在松散煤岩介质中运移规律的实验装置，没有在水平方向上研 究氡在松散煤岩介质中运移规律的实验装置，在坚直方向上得到的氡在松散煤岩介质中的 运移规律只能用于地表测量，而一般矿井好几百米深，由于氡从矿井下运移至地表中的过 程中会受地层结构的影响，所测出来的氡的浓度可能不够准确，进而不能准确预测火源位 置。 实用新型内容
[0003] 本实用新型的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种松散煤岩介质中放 射性氡扩散实验装置，其特别适用于煤体中放射性氡的水平扩散及吸附规律研究，该装置 可以设置煤样的温度、粒度和空隙度多个变量进行实验，满足不同的实验需求，最大限度贴 近煤矿井下实际条件，可以较准确模拟矿井中放射性氡的水平扩散及吸附过程，为矿井中 煤层自燃隐蔽火源位置的探测提供一定的理论指导。
[0004] 为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种松散煤岩介质中放射性氡 扩散实验装置，其特征在于：包括扩散管道、第一连接管、第二连接管、恒温油箱、智能温度 巡回检测仪表和设置在所述扩散管道内的取样棍，所述扩散管道的一端封闭另一端设置有 门，所述扩散管道包括外管和设置在外管内的内管，所述外管与内管之间的空间形成环形 腔体，所述第一连接管的一端伸入所述恒温油箱内，所述第一连接管的另一端与环形腔体 的一端连接，所述环形腔体的另一端与第二连接管的一端连接，所述第二连接管的另一端 伸入所述恒温油箱内，所述第一连接管上安装有高温泵，所述第一连接管和第二连接管上 均安装有阀门，所述取样棍设置在内管内，所述取样棍上均匀安装有活性炭吸附包，靠近门 的取样棍的一端安装有隔离网，所述隔离网设置在内管内，所述隔离网的一侧与内管之间 形成的空间为煤样放置区，所述隔离网的另一侧与门之间形成的空间为铀矿石放置区，所 述煤样放置区内设置有用于检测其内部所放煤样温度的第一温度传感器，所述第一温度传 感器通过高温线与智能温度巡回检测仪表的接线端连接且由智能温度巡回检测仪表显示 所检测温度。
[0005] 上述的松散煤岩介质中放射性氡扩散实验装置，其特征在于：所述取样棍上还均 匀安装有煤样槽，所述煤样槽设置在靠近活性炭吸附包位置处。
[0006] 上述的松散煤岩介质中放射性氡扩散实验装置，其特征在于：所述恒温油箱包 括箱体、电加热管、第二温度传感器和XMTD-6111型智能温度控制仪表，所述第二温度 传感器设置在箱体内且用于检测箱体内油的温度，所述第二温度传感器通过高温线与 XMTD-6111型智能温度控制仪表的输入端连接，所述电加热管设置在箱体内且通过高温线 与XMTD-6111型智能温度控制仪表的输出端连接，所述第一连接管的一端伸入箱体内，所 述第二连接管的另一端伸入箱体内。
[0007] 上述的松散煤岩介质中放射性氡扩散实验装置，其特征在于：所述活性炭吸附包 由铁氟龙高温布和包裹在铁氟龙高温布内的活性炭组成。
[0008] 上述的松散煤岩介质中放射性氡扩散实验装置，其特征在于：所述第一温度传感 器的数量为多个，多个第一温度传感器均匀设置在煤样放置区内。
[0009] 上述的松散煤岩介质中放射性氡扩散实验装置，其特征在于：所述第一连接管上 的阀门的数量为三个，第一个阀门设置在第一连接管与所述恒温油箱的连接位置处，第二 个阀门设置在高温泵的出口处，所述第二个阀门设置在第一连接管与环形腔体的连接位置 处。
[0010] 上述的松散煤岩介质中放射性氡扩散实验装置，其特征在于：所述智能温度巡回 检测仪表为XMZ-J型温度巡回检测仪表。
[0011] 本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
[0012] 1、本实用新型结构简单、设计合理且使用操作简便。
[0013] 2、本实用新型特别适用于煤体中放射性氡的水平扩散及吸附规律研究，可以设置 煤样的温度、粒度和空隙度多个变量进行实验，满足不同的实验需求，最大限度贴近煤矿井 下实际条件，可以较准确模拟矿井中放射性氡的水平扩散及吸附过程，为矿井中煤层自燃 隐蔽火源位置的探测提供一定的理论指导。
[0014] 3、本实用新型安装拆卸方便，加工制作成本低，适于推广使用。
[0015] 下面通过附图和实施例，对本实用新型做进一步的详细描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0016] 图1为本实用新型的结构示意图。
[0017] 图2为本实用新型活性炭吸附包的结构示意图。
[0018] 附图标记说明：
[0019] 1 一环形腔体； 1-1-内管； 1-2-外管；
[0020] 1~3 -门； 2-袖矿石放置区； 3-取样棍；
[0021] 4一商温泵； 5-箱体； 6-隔尚网；
[0022] 7-1-第一连接管； 7-2-第二连接管； 8-阀门；
[0023] 9 - XMTD-6111型智能温度控制仪表；10-智能温度巡回检测仪表；
[0024] 11-第一温度传感器；12-电加热管； 13-煤样放置区；
[0025] 14一活性炭吸附包； 14_1一铁氟龙商温布；14_2-活性炭；
[0026] 15一煤样槽； 16-煤样； 17-铀矿石。
【具体实施方式】
[0027] 如图1所示，本实用新型包括扩散管道、第一连接管7-1、第二连接管7-2、恒温油 箱、智能温度巡回检测仪表10和设置在所述扩散管道内的取样棍3,所述扩散管道的一端 封闭另一端设置有门1-3,所述扩散管道包括外管1-2和设置在外管1-2内的内管1-1，所 述外管1-2与内管1-1之间的空间形成环形腔体1，所述第一连接管7-1的一端伸入所述 恒温油箱内，所述第一连接管7-1的另一端与环形腔体1的一端连接，所述环形腔体1的另 一端与第二连接管7-2的一端连接，所述第二连接管7-2的另一端伸入所述恒温油箱内，所 述第一连接管7-1上安装有高温泵4,所述第一连接管7-1和第二连接管7-2上均安装有 阀门8,所述取样棍3设置在内管1-1内，所述取样棍3上均匀安装有活性炭吸附包14,靠 近门1-3的取样棍3的一端安装有隔离网6,所述隔离网6设置在内管1-1内，所述隔离网 6的一侧与内管1-1之间形成的空间为煤样放置区13,所述隔离网6的另一侧与门1-3之 间形成的空间为铀矿石放置区2,所述煤样放置区13内设置有用于检测其内部所放煤样温 度的第一温度传感器11，所述第一温度传感器11通过高温线与智能温度巡回检测仪表10 的接线端连接且由智能温度巡回检测仪表10显示所检测温度。其中，隔离网6用于阻隔煤 样，防止煤样外漏；阀门8起到通断管道的作用。
[0028] 如图1所示，所述取样棍3上还均匀安装有煤样槽15,所述煤样槽15设置在靠近 活性炭吸附包14位置处，能提高实验精度。
[0029] 如图1所示，所述恒温油箱包括箱体5、电加热管12、第二温度传感器11和 XMTD-6111型智能温度控制仪表9,所述第二温度传感器11设置在箱体5内且用于检测箱 体5内油的温度，所述第二温度传感器11通过高温线与XMTD-6111型智能温度控制仪表9 的输入端连接，所述电加热管12设置在箱体5内且通过高温线与XMTD-6111型智能温度控 制仪表9的输出端连接，所述第一连接管7-1的一端伸入箱体5内，所述第二连接管7-2的 另一端伸入箱体5内。
[0030] 如图2所示，所述活性炭吸附包14由铁氟龙高温布14-1和包裹在铁氟龙高温布 14-1内的活性炭14-2组成，铁氟龙高温布14-1耐高温且透气性好，利于活性炭14-2吸附 放射性氡，且适于矿井下使用。
[0031] 如图1所示，所述第一温度传感器11的数量为多个，多个第一温度传感器11均匀 设置在煤样放置区13内，提高了温度检测准确性。
[0032] 如图1所示，所述第一连接管7-1上的阀门8的数量为三个，第一个阀门8设置在 第一连接管7-1与所述恒温油箱的连接位置处，第二个阀门8设置在高温泵4的出口处，所 述第二个阀门8设置在第一连接管7-1与环形腔体1的连接位置处；多个阀门8的设置，便 于高温油的通断。
[0033] 本实施例中，所述智能温度巡回检测仪表10为XMZ-J型温度巡回检测仪表，能很 好的满足实验需求。
[0034] 本实用新型的工作原理为：将活性炭吸附包14用铁丝均匀固定在取样棍3上，并 按离氡源距离由近及远进行编号，在每个活性炭吸附包14附近用铁丝16将煤样槽15固定 在取样棍3上，并做好相应编号，然后整体放入内管1-1中。取待测煤样16装入煤样放置 区13中，同时将第一温度传感器11埋入煤样16中，将隔离网6放在取样棍3 -端，通过第 一连接管7-1、第二连接管7-2、高温泵4和阀门8将扩散管道与恒温油箱连接。关闭实验 装置中的所有阀门8,利用电加热管12将箱体5中的油加热到设定温度后保持恒温，打开 所有阀门8,启动高温泵4,高温油在装置中循环流动，加热煤样，待煤样温度达到指定温度 后，打开门1-3,在铀矿石放置区2中放入铀矿石17,关闭门1-3。吸附一定时间后，拿出取 样棍3,将活性炭吸附包14中的活性炭14-2和煤样槽15中的煤样取出，分别密封放置在 专用塑料瓶中，测量活性炭14-2和取出煤样中吸附氡的量。实验过程中可以设置煤样的温 度、粒度和空隙度多个变量，满足不同的实验需求，最大限度贴近煤矿井下实际条件，较准 确的模拟矿井中放射性氡的水平扩散及吸附过程。
[0035] 以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根 据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍 属于本实用新型技术方案的保护范围内。
【权利要求】
1. 一种松散煤岩介质中放射性氡扩散实验装置，其特征在于：包括扩散管道、第一连 接管（7-1)、第二连接管（7-2)、恒温油箱、智能温度巡回检测仪表（10)和设置在所述扩散 管道内的取样棍（3)，所述扩散管道的一端封闭另一端设置有门（1-3)，所述扩散管道包括 外管（1 _2)和设置在外管（1-2)内的内管（1-1)，所述外管（1-2)与内管（1-1)之间的空 间形成环形腔体（1)，所述第一连接管（7-1)的一端伸入所述恒温油箱内，所述第一连接 管（7-1)的另一端与环形腔体（1)的一端连接，所述环形腔体（1)的另一端与第二连接管 (7-2)的一端连接，所述第二连接管（7-2)的另一端伸入所述恒温油箱内，所述第一连接 管（7-1)上安装有高温泵（4)，所述第一连接管（7-1)和第二连接管（7-2)上均安装有阀 门（8)，所述取样棍（3)设置在内管（1-1)内，所述取样棍（3)上均匀安装有活性炭吸附 包（14)，靠近门（1-3)的取样棍（3)的一端安装有隔离网（6)，所述隔离网（6)设置在内 管（1-1)内，所述隔离网（6)的一侧与内管（1-1)之间形成的空间为煤样放置区（13)，所 述隔离网（6)的另一侧与门（1-3)之间形成的空间为铀矿石放置区（2)，所述煤样放置区 (13)内设置有用于检测其内部所放煤样温度的第一温度传感器（11)，所述第一温度传感 器（11)通过高温线与智能温度巡回检测仪表（10)的接线端连接且由智能温度巡回检测仪 表（10)显示所检测温度。
2. 按照权利要求1所述的松散煤岩介质中放射性氡扩散实验装置，其特征在于：所述 取样棍（3)上还均匀安装有煤样槽（15)，所述煤样槽（15)设置在靠近活性炭吸附包（14) 位置处。
3. 按照权利要求1或2所述的松散煤岩介质中放射性氡扩散实验装置，其特征在于： 所述恒温油箱包括箱体（5)、电加热管（12)、第二温度传感器（11)和XMTD-6111型智能温 度控制仪表（9)，所述第二温度传感器（11)设置在箱体（5)内且用于检测箱体（5)内油的 温度，所述第二温度传感器（11)通过高温线与XMTD-6111型智能温度控制仪表（9)的输入 端连接，所述电加热管（12)设置在箱体（5)内且通过高温线与XMTD-6111型智能温度控制 仪表（9)的输出端连接，所述第一连接管（7-1)的一端伸入箱体（5)内，所述第二连接管 (7-2)的另一端伸入箱体（5)内。
4. 按照权利要求1或2所述的松散煤岩介质中放射性氡扩散实验装置，其特征在于： 所述活性炭吸附包（14)由铁氟龙高温布（14-1)和包裹在铁氟龙高温布（14-1)内的活性 炭（14-2)组成。
5. 按照权利要求1或2所述的松散煤岩介质中放射性氡扩散实验装置，其特征在于： 所述第一温度传感器（11)的数量为多个，多个第一温度传感器（11)均匀设置在煤样放置 区（13)内。
6. 按照权利要求1或2所述的松散煤岩介质中放射性氡扩散实验装置，其特征在于： 所述第一连接管（7-1)上的阀门（8)的数量为三个，第一个阀门（8)设置在第一连接管 (7-1)与所述恒温油箱的连接位置处，第二个阀门（8)设置在高温泵（4)的出口处，所述第 二个阀门（8)设置在第一连接管（7-1)与环形腔体（1)的连接位置处。
7. 按照权利要求1或2所述的松散煤岩介质中放射性氡扩散实验装置，其特征在于： 所述智能温度巡回检测仪表（10)为XMZ-J型温度巡回检测仪表。
【文档编号】G01N33/22GK203870099SQ201420287384
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年5月30日 优先权日:2014年5月30日
【发明者】张辛亥, 王辉, 郭戎, 于胜坤, 孟清华, 蔡琪, 高双双, 成小雨 申请人:西安科技大学