一种煤岩蠕变过程中自燃特性测试用实验装置的制造方法

文档序号:8921113
一种煤岩蠕变过程中自燃特性测试用实验装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于煤自燃特性测试技术领域,具体是涉及一种煤岩蠕变过程中自燃特性测试用实验装置。
【背景技术】
[0002]煤自燃灾害是我国煤矿的重要灾害之一,每年都会有矿井自燃造成人员伤亡的事故发生,给煤矿的安全生产带来极大的危害。我国现行煤矿防灭火系统中的关键环节是开采前期的煤自燃倾向性测试,建立完善的煤自燃火灾预测及监控系统争取把火灾消除在萌芽状态。其中煤自燃预测预报系统在整个体系中起着至关重要的作用,影响煤自燃特性的因素非常多。目前对煤自燃特性的宏观实验装置,都仅仅是改变煤样粒径、改变环境氧浓度、供风强度、蓄热环境等条件下进行的自燃特性测试;对煤岩蠕变的研宄的实验装置,仅限于蠕变过程的力学特性变化。而对煤岩在静态压力作用下蠕变过程中其自燃特性变化规律的研宄却未见报导,然而现场实践中往往会出现因为煤体的蠕变过程而产生影响自燃预测预报指标体系的情况,干扰了煤矿现有的预测预报指标系统,给煤矿正常的生产活动带来一定困扰。但是人们对煤体蠕变过程中自燃特性变化规律的影响因素及它们之间的关系没有相应认识,因而非常有必要对煤岩蠕变过程中煤自燃动力学特性变化规律进行分析研宄,探宄各因素的影响规律,以更好的指导现场煤自燃火灾的预测预报工作。

【发明内容】

[0003]本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足,提供一种煤岩蠕变过程中自燃特性测试用实验装置。该实验装置的结构简单、使用方便、能够得到煤岩静压蠕变过程中静态压力、氧气浓度、粒径等因素对煤自燃特性变化的影响,更好的指导煤矿火灾预防,完善煤自燃预测预报体系。
[0004]为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:一种煤岩蠕变过程中自燃特性测试用实验装置,其特征在于:包括用于盛装煤样的盛煤容器、用于向所述盛煤容器内的煤样施加静态压力的施压机构、用于向所述盛煤容器输入空气和氮气的混合气体的充气系统以及用于采集所述盛煤容器输出气体的气体采集装置,所述盛煤容器的上端设置有用于与所述施压机构相配合以将所述静态压力传递给所述煤样的上盖,所述上盖与盛煤容器内壁滑动配合;所述盛煤容器内设置有传感器支撑框架,所述传感器支撑框架上设置有多个温度传感器,多个所述温度传感器沿传感器支撑框架的高度方向分层布设,所述盛煤容器内位于所述煤样的顶面放置有用于与上盖接触配合以测试所述静态压力大小的压力传感器,所述盛煤容器上连接有压力测试管,所述压力测试管上设置有第一气压表和排气阀。
[0005]上述的一种煤岩蠕变过程中自燃特性测试用实验装置,其特征在于:所述充气系统包括氮气瓶和空气发生器,所述盛煤容器的底部设置有通气口,所述通气口连接有第一输气管,所述氮气瓶通过第二输气管与第一输气管连接,所述空气发生器通过第三输气管与第一输气管连接,所述第二输气管上设置有第一截断阀,所述第三输气管上设置有第二截断阀,所述第二输气管上且位于第一截断阀与氮气瓶之间设置有减压阀和第二气压表。
[0006]上述的一种煤岩蠕变过程中自燃特性测试用实验装置,其特征在于:所述气体采集装置包括集气容器,所述集气容器通过第四输气管与第一输气管连接,所述第四输气管上设置有第三截断阀。
[0007]上述的一种煤岩蠕变过程中自燃特性测试用实验装置,其特征在于:所述第二输气管上安装有第一流量计,所述第三输气管上安装有第二流量计。
[0008]上述的一种煤岩蠕变过程中自燃特性测试用实验装置,其特征在于:包括主体支架,所述主体支架包括基座和反力板,以及设置在所述基座与反力板之间的多根立柱,所述盛煤容器安装在所述基座上,所述施压机构安装在反力板与盛煤容器之间。
[0009]上述的一种煤岩蠕变过程中自燃特性测试用实验装置,其特征在于:所述施压机构包括液压缸,所述液压缸的缸体固定安装在反力板上,所述液压缸的活塞杆与所述上盖相连接,所述液压缸的有杆腔内设置有回复弹簧。
[0010]上述的一种煤岩蠕变过程中自燃特性测试用实验装置,其特征在于:所述上盖上设置有供所述活塞杆伸入的连接筒,所述活塞杆与所述连接筒螺纹连接。
[0011]上述的一种煤岩蠕变过程中自燃特性测试用实验装置,其特征在于:所述盛煤容器的内壁和上盖的内表面均设置有绝热层,所述盛煤容器的外壁和上盖的外表面均设置有保温层。
[0012]上述的一种煤岩蠕变过程中自燃特性测试用实验装置,其特征在于:所述上盖与盛煤容器之间设置有密封垫圈,所述密封垫圈与所述盛煤容器的内壁呈滑动配合。
[0013]本发明与现有技术相比具有以下优点:
[0014]1、本发明的结构简单,设计新颖合理。
[0015]2、本发明通过施压机构为盛煤容器内的煤样施加静态压力,使盛煤容器内的煤样产生蠕变,并通过充气系统向盛煤容器内充入空气和氮气的混合气体,然后再通过气体采集装置对盛煤容器输出的气体进行采样,进而分析从盛煤容器输出的气体中氧气的含量,得到不同静态压力下气体浓度关键指标随时间变化,综合气体成份及温度数据变化判断蠕变过程中煤自燃特性规律,从而能够有效的指导煤矿火灾预防,完善煤自燃预测预报体系。
[0016]3、本发明通过所述充气系统,能够通过调节氮气瓶及空气发生器流量可以由氮气及空气调配出不同氧气浓度的气体样品来改变盛煤容器内气体组分环境,进而综合气体成份及温度数据变化判断蠕变过程中特性规律,研宄不同气体环境下煤样蠕变过程中自燃特性规律。并且所述充气系统还能够在实验开始前对盛煤容器的煤样进行氮气冲洗,避免煤样内存留的氧气使得影响氮气和空气的混合气体中氧气的输入量与煤样中实际氧气量不相符,进而影响实验结果的准确性。
[0017]4、本发明通过在液压缸的无杆腔内设置回复弹簧,能够为活塞杆的伸出量起到一定的阻碍作用,进而避免所述施压机构为上盖施加过大的压力。
[0018]5、本发明的实现成本低,使用效果好,便于推广使用。
[0019]下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
【附图说明】
[0020]图1为本发明的结构示意图。
[0021]图2为图1中A处的放大图。
[0022]附图标记说明:
[0023]1一施压机构;1-1一缸体;1-2—活塞杆;
[0024]1-3—回复弹簧;2—主体支架;2-1—基座;
[0025]2-2—反力板;2-3—立柱;3—上盖;
[0026]3-1 —连接筒;4一盛煤容器;4-1 一通气口 ;
[0027]4-2—压力测试管;4-3—数据线穿出口 ;5—排气阀;
[0028]6—第一气压表;7—第一输气管;8—第二截断阀;
[0029]9 一第二流量计;10—第三输气管;11 一空气发生器;
[0030]12—氮气瓶;13—减压阀;14一第二输气管;
[0031]15—集气容器;16—第四输气管;17—第三截断阀;
[0032]18—第一截断阀;19一第一流量计;20—第二气压表;
[0033]21—传感器支撑框架;22—温度传感器;23—压力传感器;
[0034]24—数据采集巡检仪;25—绝热层;26—保温层;
[0035]27—密封垫圈。
【具体实施方式】
[0036]如图1和图2所示的一种煤岩蠕变过程中自燃特性测试用实验装置,包括用于盛装煤样的盛煤容器4、用于向所述盛煤容器4内的煤样施加静态压力的施压机构1、用于向所述盛煤容器4输入空气和氮气的混合气体的充气系统和用于采集所述盛煤容器4输出气体的气体采集装置,所述盛煤容器4的上端设置有用于与所述施压机构
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