一種煤巖蠕變過程中自燃特性測試用實驗裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于煤自燃特性測試技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種煤巖蠕變過程中自燃特性測試用實驗裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]煤自燃災(zāi)害是我國煤礦的重要災(zāi)害之一，每年都會有礦井自燃造成人員傷亡的事故發(fā)生，給煤礦的安全生產(chǎn)帶來極大的危害。我國現(xiàn)行煤礦防滅火系統(tǒng)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是開采前期的煤自燃傾向性測試，建立完善的煤自燃火災(zāi)預(yù)測及監(jiān)控系統(tǒng)爭取把火災(zāi)消除在萌芽狀態(tài)。其中煤自燃預(yù)測預(yù)報系統(tǒng)在整個體系中起著至關(guān)重要的作用，影響煤自燃特性的因素非常多。目前對煤自燃特性的宏觀實驗裝置，都僅僅是改變煤樣粒徑、改變環(huán)境氧濃度、供風(fēng)強度、蓄熱環(huán)境等條件下進(jìn)行的自燃特性測試；對煤巖蠕變的研宄的實驗裝置，僅限于蠕變過程的力學(xué)特性變化。而對煤巖在靜態(tài)壓力作用下蠕變過程中其自燃特性變化規(guī)律的研宄卻未見報導(dǎo)，然而現(xiàn)場實踐中往往會出現(xiàn)因為煤體的蠕變過程而產(chǎn)生影響自燃預(yù)測預(yù)報指標(biāo)體系的情況，干擾了煤礦現(xiàn)有的預(yù)測預(yù)報指標(biāo)系統(tǒng)，給煤礦正常的生產(chǎn)活動帶來一定困擾。但是人們對煤體蠕變過程中自燃特性變化規(guī)律的影響因素及它們之間的關(guān)系沒有相應(yīng)認(rèn)識，因而非常有必要對煤巖蠕變過程中煤自燃動力學(xué)特性變化規(guī)律進(jìn)行分析研宄，探宄各因素的影響規(guī)律，以更好的指導(dǎo)現(xiàn)場煤自燃火災(zāi)的預(yù)測預(yù)報工作。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種煤巖蠕變過程中自燃特性測試用實驗裝置。該實驗裝置的結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、能夠得到煤巖靜壓蠕變過程中靜態(tài)壓力、氧氣濃度、粒徑等因素對煤自燃特性變化的影響，更好的指導(dǎo)煤礦火災(zāi)預(yù)防，完善煤自燃預(yù)測預(yù)報體系。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是:一種煤巖蠕變過程中自燃特性測試用實驗裝置，其特征在于:包括用于盛裝煤樣的盛煤容器、用于向所述盛煤容器內(nèi)的煤樣施加靜態(tài)壓力的施壓機構(gòu)、用于向所述盛煤容器輸入空氣和氮氣的混合氣體的充氣系統(tǒng)以及用于采集所述盛煤容器輸出氣體的氣體采集裝置，所述盛煤容器的上端設(shè)置有用于與所述施壓機構(gòu)相配合以將所述靜態(tài)壓力傳遞給所述煤樣的上蓋，所述上蓋與盛煤容器內(nèi)壁滑動配合；所述盛煤容器內(nèi)設(shè)置有傳感器支撐框架，所述傳感器支撐框架上設(shè)置有多個溫度傳感器，多個所述溫度傳感器沿傳感器支撐框架的高度方向分層布設(shè)，所述盛煤容器內(nèi)位于所述煤樣的頂面放置有用于與上蓋接觸配合以測試所述靜態(tài)壓力大小的壓力傳感器，所述盛煤容器上連接有壓力測試管，所述壓力測試管上設(shè)置有第一氣壓表和排氣閥。
[0005]上述的一種煤巖蠕變過程中自燃特性測試用實驗裝置，其特征在于:所述充氣系統(tǒng)包括氮氣瓶和空氣發(fā)生器，所述盛煤容器的底部設(shè)置有通氣口，所述通氣口連接有第一輸氣管，所述氮氣瓶通過第二輸氣管與第一輸氣管連接，所述空氣發(fā)生器通過第三輸氣管與第一輸氣管連接，所述第二輸氣管上設(shè)置有第一截斷閥，所述第三輸氣管上設(shè)置有第二截斷閥，所述第二輸氣管上且位于第一截斷閥與氮氣瓶之間設(shè)置有減壓閥和第二氣壓表。
[0006]上述的一種煤巖蠕變過程中自燃特性測試用實驗裝置，其特征在于:所述氣體采集裝置包括集氣容器，所述集氣容器通過第四輸氣管與第一輸氣管連接，所述第四輸氣管上設(shè)置有第三截斷閥。
[0007]上述的一種煤巖蠕變過程中自燃特性測試用實驗裝置，其特征在于:所述第二輸氣管上安裝有第一流量計，所述第三輸氣管上安裝有第二流量計。
[0008]上述的一種煤巖蠕變過程中自燃特性測試用實驗裝置，其特征在于:包括主體支架，所述主體支架包括基座和反力板，以及設(shè)置在所述基座與反力板之間的多根立柱，所述盛煤容器安裝在所述基座上，所述施壓機構(gòu)安裝在反力板與盛煤容器之間。
[0009]上述的一種煤巖蠕變過程中自燃特性測試用實驗裝置，其特征在于:所述施壓機構(gòu)包括液壓缸，所述液壓缸的缸體固定安裝在反力板上，所述液壓缸的活塞桿與所述上蓋相連接，所述液壓缸的有桿腔內(nèi)設(shè)置有回復(fù)彈簧。
[0010]上述的一種煤巖蠕變過程中自燃特性測試用實驗裝置，其特征在于:所述上蓋上設(shè)置有供所述活塞桿伸入的連接筒，所述活塞桿與所述連接筒螺紋連接。
[0011]上述的一種煤巖蠕變過程中自燃特性測試用實驗裝置，其特征在于:所述盛煤容器的內(nèi)壁和上蓋的內(nèi)表面均設(shè)置有絕熱層，所述盛煤容器的外壁和上蓋的外表面均設(shè)置有保溫層。
[0012]上述的一種煤巖蠕變過程中自燃特性測試用實驗裝置，其特征在于:所述上蓋與盛煤容器之間設(shè)置有密封墊圈，所述密封墊圈與所述盛煤容器的內(nèi)壁呈滑動配合。
[0013]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點:
[0014]1、本實用新型的結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計新穎合理。
[0015]2、本實用新型通過施壓機構(gòu)為盛煤容器內(nèi)的煤樣施加靜態(tài)壓力，使盛煤容器內(nèi)的煤樣產(chǎn)生蠕變，并通過充氣系統(tǒng)向盛煤容器內(nèi)充入空氣和氮氣的混合氣體，然后再通過氣體采集裝置對盛煤容器輸出的氣體進(jìn)行采樣，進(jìn)而分析從盛煤容器輸出的氣體中氧氣的含量，得到不同靜態(tài)壓力下氣體濃度關(guān)鍵指標(biāo)隨時間變化，綜合氣體成份及溫度數(shù)據(jù)變化判斷蠕變過程中煤自燃特性規(guī)律，從而能夠有效的指導(dǎo)煤礦火災(zāi)預(yù)防，完善煤自燃預(yù)測預(yù)報體系。
[0016]3、本實用新型通過所述充氣系統(tǒng)，能夠通過調(diào)節(jié)氮氣瓶及空氣發(fā)生器流量可以由氮氣及空氣調(diào)配出不同氧氣濃度的氣體樣品來改變盛煤容器內(nèi)氣體組分環(huán)境，進(jìn)而綜合氣體成份及溫度數(shù)據(jù)變化判斷蠕變過程中特性規(guī)律，研宄不同氣體環(huán)境下煤樣蠕變過程中自燃特性規(guī)律。并且所述充氣系統(tǒng)還能夠在實驗開始前對盛煤容器的煤樣進(jìn)行氮氣沖洗，避免煤樣內(nèi)存留的氧氣使得影響氮氣和空氣的混合氣體中氧氣的輸入量與煤樣中實際氧氣量不相符，進(jìn)而影響實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。
[0017]4、本實用新型通過在液壓缸的無桿腔內(nèi)設(shè)置回復(fù)彈簧，能夠為活塞桿的伸出量起到一定的阻礙作用，進(jìn)而避免所述施壓機構(gòu)為上蓋施加過大的壓力。
[0018]5、本實用新型的實現(xiàn)成本低，使用效果好，便于推廣使用。
[0019]下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
【附圖說明】
[0020]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2為圖1中A處的放大圖。
[0022]附圖標(biāo)記說明:
[0023]I一施壓機構(gòu)；1-1一缸體；1-2—活塞桿；
[0024]1-3—回復(fù)彈簧；2—主體支架；2-1 —基座；
[0025]2-2—反力板；2-3—立柱；3—上蓋；
[0026]3-1 —連接筒；4一盛煤容器；4-1 一通氣口 ；
[0027]4-2—壓力測試管； 4-3—數(shù)據(jù)線穿出口 ； 5—排氣閥；
[0028]6—第一氣壓表； 7—第一輸氣管；8—第二截斷閥；
[0029]9一第二流量計；10—第三輸氣管；11一空氣發(fā)生器；
[0030]12—氮氣瓶；13—減壓閥；14一第二輸氣管；
[0031]15—集氣容器；16—第四輸氣管；17—第三截斷閥；
[0032]18—第一截斷閥； 19一第一流量計；20—第二氣壓表；
[0033]21—傳感器支撐框架；22—溫度傳感器；23—壓力傳感器；
[0034]24—數(shù)據(jù)采集巡檢儀；25—絕熱層；26—保溫層；
[0035]27—密封墊圈。
【具體實施方式】
[0036]如圖1和圖2所示的一種煤巖蠕變過程中自燃特性測試用實驗裝置，包括用于盛裝煤樣的盛煤容器4、用于向所述盛煤容器4內(nèi)的煤樣施加靜態(tài)壓力的施壓機構(gòu)1、用于向所述盛煤容器4輸入空氣和氮氣的混合氣體的充氣系統(tǒng)和用于采集所述盛煤容器4輸出氣體的氣體采集裝置，所述盛煤容器4的