空间及多组分气体对煤自燃倾向性影响的试验装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种空间及多组分气体对煤自燃倾向性影响的试验装置，包括置于油浴中的反应器，反应器上设置有调节内腔高度的调节装置，反应器的一侧端面上设置有至少两个气体通入口，另一侧端面上设置有与气体浓度分析系统连接的气体出口；试验装置还包括数据采集系统、与数据采集系统连接用的内腔温度传感器、以及与数据采集系统连接的油浴温度传感器。本发明能更真实的模拟煤矿采空区的高度，研究空间特性对于煤自燃发火倾向性的影响，能根据试验需要控制性的通入多种组分的气体，研究反应器内多组分气体对于煤炭自燃倾向性的影响，而且可以控制反应器内的通风状态，研究采空区通风情况对煤自燃倾向性的影响。
【专利说明】
空间及多组分气体对煤自燃倾向性影响的试验装置
技术领域
[0001]本发明涉及试验设备，特别涉及一种测量煤炭自燃倾向性受环境因素影响的试验设备。
【背景技术】
[0002]煤矿开采过程中不可避免的会在采空区留下部分遗煤。采空区遗煤和空气会发生低温氧化反应，使煤发生自发热现象。煤自燃会造成井下内因火灾;接触瓦斯后还能造成更为严重的瓦斯爆炸事故。
[0003]现有煤自燃倾向性测定装置和采空区模拟设备很少考虑采空区通风条件对煤低温氧化现象和自发热的影响;采空区的空间特性(顶板高度)也都是由试验用反应器事先确定，无法自由调节。同时采空区环境中各组分气体的浓度也对煤的自燃倾向性有较大影响，但现有设备往往只考虑到单一组分气体和燃烧产生气体的影响，而没有考虑环境气体组分的影响。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明的目的是提供一种空间及多组分气体对煤自燃倾向性影响的试验装置，以解决现有试验设备不能研究空间特性及多组分气体对煤自然倾向性影响的技术问题。
[0005]本发明空间及多组分气体对煤自燃倾向性影响的试验装置，包括置于油浴中的反应器，所述反应器上设置有调节反应器内腔高度的调节装置，所述调节装置包括设置于反应器内且边部与反应器壁滑动密封配合的横隔板和驱动横隔板上下移动的驱动器；
[0006]所述反应器的一侧端面上设置有至少两个气体通入口，所述反应器的另一侧端面上设置有与气体浓度分析系统连接的气体出口 ；
[0007]所述试验装置还包括数据采集系统、与数据采集系统连接用以检测反应器内腔温度的内腔温度传感器、以及与数据采集系统连接用以检测反应器腔壁温度的油浴温度传感器。
[0008]进一步，所述空间及多组分气体对煤自燃倾向性影响的试验装置，还包括设置在反应器气体通入侧端面上的风机。
[0009]本发明的有益效果:
[0010]1、本发明空间及多组分气体对煤自燃倾向性影响的试验装置，其能通过驱动器及横隔板调节反应器的内腔高度，从而能更真实的模拟煤矿采空区的高度，能研究空间特性对于煤自燃发火倾向性的影响。
[0011]2、本发明空间及多组分气体对煤自燃倾向性影响的试验装置，其通过设置两个以上的气体通入口，气体通入口的具体数量可根据试验需要选择，使得可以控制性的通入多种组分的气体;并且通入气体的浓度，通量，流速，通入先后顺序，及温度都可以加以控制；使得能研究反应器内多组分环境气体对于煤炭自燃倾向性的影响。
[0012]3、本发明空间及多组分气体对煤自燃倾向性影响的试验装置，由于设置了风机，因此可以控制反应器内的通风状态，进而能研究采空区通风情况对煤自燃倾向性的影响。
【附图说明】
[0013]图1为实施例中空间及多组分气体对煤自燃倾向性影响的试验装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
[0015]如图所示，本实施例空间及多组分气体对煤自燃倾向性影响的试验装置，包括置于油浴I中的反应器2，所述反应器上设置有调节反应器内腔高度的调节装置，所述调节装置包括设置于反应器内且边部与反应器壁滑动密封配合的横隔板3和驱动横隔板上下移动的驱动器4;在具体实施中，驱动器4可以为气缸、油缸、电动缸或其它形式的直线驱动器；
[0016]所述反应器的一侧端面上设置有三个气体通入口，具体分别为第一气体通入口 5、第二气体通入口6、以及第三气体通入口7;当然气体通入口的数量可根据实验需要进行具体选择，但其至少为两个;所述反应器的另一侧端面上设置有与气体浓度分析系统8连接的气体出口9;
[0017]所述试验装置还包括数据采集系统10、与数据采集系统连接用以检测反应器内腔温度的内腔温度传感器U、以及与数据采集系统连接用以检测反应器腔壁温度的油浴温度传感器12。
[0018]本实施例空间及多组分气体对煤自燃倾向性影响的试验装置，其能通过驱动器及横隔板调节反应器的内腔高度，从而能更真实的模拟煤矿采空区的高度，能研究空间特性对于煤自燃发火倾向性的影响。
[0019]并且本实施例空间及多组分气体对煤自燃倾向性影响的试验装置，其通过设置两个以上的气体通入口，气体通入口的具体数量可根据试验需要选择，可以控制性的通入多种组分的气体;并且通入气体的浓度，通量，流速，通入先后顺序(可同步或异步通入)，及温度都可以加以控制;使得能研究反应器内多组分环境气体对于煤炭自燃倾向性的影响。
[0020]作为对本实施例的改进，本空间及多组分气体对煤自燃倾向性影响的试验装置，还包括设置在反应器气体通入侧端面上的风机13。设置风机可以控制反应器内的通风状态，进而使本试验装置能研究采空区通风情况对煤自燃倾向性的影响。
[0021]本实施例本试验装置进行空间及多组分气体对煤自燃倾向性影响的试验方法，包括以下步骤:
[0022]I)通过驱动器4驱动横隔板3移动调节反应器2的内腔高度；
[0023]2)向反应器中放入堆煤试样14;
[0024]3)通过反应器上的气体通入口通入指定组分、通量和浓度的气体；
[0025]4)调节反应器外油浴I的温度，使油浴温度始终等于煤样自发热温度；
[0026]5)打开风机13;
[0027]6)通过内腔温度传感器11和油浴温度传感器12采集反应器内各处的内腔温度和腔壁温度，并通过数据采集系统10记录所采集的温度与时间的关系；
[0028]7)通过气体浓度分析系统8记录反应器内各气体组分的浓度；
[0029]8)记录自燃着火总时间；
[0030]9)通过数据采集系统记录的温度/时间关系分析温度在70°C后的升温梯度dT/dt，记为R7q，R7Q的单位为°C/h; dT/dt中的T为温度，t为时间；此后通过R7Q的取值范围确定煤样的自燃倾向性程度:R7o〈0.5为低自燃倾向，0.5〈R7o〈0.8为中等自燃倾向，R7o>0.8为高自燃倾向；
[0031]10)通过对比数据采集系统和气体浓度分析系统记录的数据找到气体组分浓度和煤样自燃倾向性的关系。
[0032]最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【主权项】
1.一种空间及多组分气体对煤自燃倾向性影响的试验装置，其特征在于:包括置于油浴中的反应器，所述反应器上设置有调节反应器内腔高度的调节装置，所述调节装置包括设置于反应器内且边部与反应器壁滑动密封配合的横隔板和驱动横隔板上下移动的驱动器； 所述反应器的一侧端面上设置有至少两个气体通入口，所述反应器的另一侧端面上设置有与气体浓度分析系统连接的气体出口 ； 所述试验装置还包括数据采集系统、与数据采集系统连接用以检测反应器内腔温度的内腔温度传感器、以及与数据采集系统连接用以检测反应器腔壁温度的油浴温度传感器。2.根据权利要求1所述的空间及多组分气体对煤自燃倾向性影响的试验装置，其特征在于:还包括设置在反应器气体通入侧端面上的风机。
【文档编号】G01N25/22GK105973935SQ201610270006
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年4月27日
【发明人】王亮, 李林, 陈军朝, 高玉龙, 郑凯, 景建峯, 陈结
【申请人】重庆大学