上端設(shè)置有用于與所述施壓機構(gòu)I相配合以將所述靜態(tài)壓力傳遞給煤樣的上蓋3，所述上蓋3與盛煤容器4內(nèi)壁滑動配合；所述盛煤容器4內(nèi)設(shè)置有傳感器支撐框架21，所述傳感器支撐框架21上設(shè)置有多個溫度傳感器22，多個所述溫度傳感器22沿傳感器支撐框架21的高度方向分層布設(shè)，所述盛煤容器4內(nèi)位于所述煤樣的頂面放置有用于與上蓋3接觸配合以測試所述靜態(tài)壓力大小的壓力傳感器23，所述盛煤容器4上連接有壓力測試管4-2，所述壓力測試管4-2上設(shè)置有第一氣壓表6和排氣閥5。
[0037]本實施例中，采用該實驗裝置能夠有效實現(xiàn)煤巖蠕變過程中自燃特性的測試，具體的是:通過施壓機構(gòu)I為盛煤容器4內(nèi)的煤樣施加靜態(tài)壓力，使盛煤容器4內(nèi)的煤樣產(chǎn)生蠕變，并通過充氣系統(tǒng)向盛煤容器4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4輸出的氣體進行采樣，進而分析從盛煤容器4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，在一般情況下，煤自然特性包括氧氣消耗特性和放熱特性。通過采集盛煤容器4內(nèi)輸出氣體中氧氣隨靜態(tài)壓力作用時間的變化量及趨勢得出氧氣消耗特性，另外，通過溫度傳感器22檢測煤樣的溫度，進而得到放熱特性，進而得到煤巖蠕變過程中自燃特性，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。
[0038]本實施例中，多個所述溫度傳感器22沿傳感器支撐框架21的高度方向布設(shè)分五層布設(shè)，每層布設(shè)兩個溫度傳感器22，其中內(nèi)側(cè)溫度傳感器22布設(shè)在盛煤容器4的中心軸線上，外側(cè)溫度傳感器22布設(shè)在盛煤容器4的中心軸線距盛煤容器4內(nèi)壁的四分之三處。這樣能夠準確的得出盛煤容器4不同位置處煤樣的溫度，全面且充分的反應(yīng)盛煤容器4內(nèi)煤樣的溫度。本實施例中，所述傳感器支撐框架21由鐵絲搭設(shè)而成，在盛煤容器4內(nèi)煤樣承受靜態(tài)壓力時，所述傳感器支撐框架21能夠隨煤樣的蠕變而發(fā)生變形。
[0039]本實施例中，所述溫度傳感器22的數(shù)據(jù)線和壓力傳感器23的數(shù)據(jù)線通過盛煤容器4側(cè)壁上的數(shù)據(jù)線穿出口 4-3輸出并與外部的數(shù)據(jù)采集巡檢儀24相接，所述數(shù)據(jù)線穿出口 4-3通過密封塞堵住。
[0040]如圖1所示，所述充氣系統(tǒng)包括氮氣瓶12和空氣發(fā)生器11，所述盛煤容器4的底部設(shè)置有通氣口 4-1，所述通氣口 4-1連接有第一輸氣管7，所述氮氣瓶12通過第二輸氣管14與第一輸氣管7連接，所述空氣發(fā)生器11通過第三輸氣管10與第一輸氣管7連接，所述第二輸氣管14上設(shè)置有第一截斷閥18，所述第三輸氣管10上設(shè)置有第二截斷閥8，所述第二輸氣管14上且位于第一截斷閥18與氮氣瓶12之間設(shè)置有減壓閥13和第二氣壓表20。
[0041]本實施例中，通過所述充氣系統(tǒng)，能夠通過調(diào)節(jié)氮氣瓶12及空氣發(fā)生器11流量可以由氮氣及空氣調(diào)配出不同氧氣濃度(體積分數(shù)為O %、5 %、10 %、15 %、20 %五種條件下)的氣體樣品來改變盛煤容器4內(nèi)氣體組分環(huán)境，進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4的煤樣進行氮氣沖洗，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，進而影響實驗結(jié)果的準確性。
[0042]如圖1所示，所述氣體采集裝置包括集氣容器15，所述集氣容器15通過第四輸氣管16與第一輸氣管7連接，所述第四輸氣管16上設(shè)置有第三截斷閥17。本實施例中，所述氣體采集裝置的結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，能夠有效、快速的實現(xiàn)盛煤容器4輸出氣體的采集。
[0043]如圖1所示，所述第二輸氣管14上安裝有第一流量計19，所述第三輸氣管10上安裝有第二流量計9。通過觀察第一流量計19，能夠得到第二輸氣管14內(nèi)氮氣流量，通過觀察第二流量計9，能夠得到第三輸氣管10內(nèi)空氣的流量，進而方便調(diào)配出不同氧氣濃度且用以充入盛煤容器4的空氣和氮氣的混合氣體。
[0044]如圖1所示，該實驗裝置包括主體支架2，所述主體支架2包括基座2-1、反力板2-2以及設(shè)置在所述基座2-1與反力板2-2之間的多根立柱2-3，所述盛煤容器4安裝在所述基座2-1上，所述施壓機構(gòu)I安裝在反力板2-2與盛煤容器4之間。本實施例中，所述主體支架2的結(jié)構(gòu)簡單，能夠有效的支撐施壓機構(gòu)1，并為盛煤容器4提供安裝平臺。
[0045]如圖1所示，所述施壓機構(gòu)I包括液壓缸，所述液壓缸的缸體1-1固定安裝在反力板2-2上，所述液壓缸的活塞桿1-2與所述上蓋3相連接，所述液壓缸的有桿腔內(nèi)設(shè)置有回復(fù)彈簧1-3。通過設(shè)置回復(fù)彈簧1-3，能夠為活塞桿1-2的伸出量起到一定的阻礙作用，進而避免所述施壓機構(gòu)I為上蓋3施加過大的壓力。
[0046]結(jié)合圖2，所述上蓋3上設(shè)置有供所述活塞桿1-2伸入的連接筒3-1，所述活塞桿1-2與所述連接筒3-1螺紋連接。這樣能夠?qū)崿F(xiàn)活塞桿1-2與上蓋3的有效連接。
[0047]如圖2所示，所述盛煤容器4的內(nèi)壁和上蓋3的內(nèi)表面均設(shè)置有絕熱層25，所述盛煤容器4的外壁和上蓋3的外表面均設(shè)置有保溫層26。
[0048]本實施例中，通過設(shè)置絕熱層25，能夠有效阻隔盛煤容器4內(nèi)的熱量通過盛煤容器4側(cè)壁和上蓋3散發(fā)出去，確保溫度傳感器22測得盛煤容器4內(nèi)的準確溫度。并通過設(shè)置保溫層26，使傳遞到盛煤容器4側(cè)壁和上蓋3的熱量得以保持，避免與外界發(fā)生換熱反應(yīng)使得盛煤容器4內(nèi)溫度降低而使溫度傳感器22測不到盛煤容器4內(nèi)的實際溫度。
[0049]如圖2所示，所述上蓋3與盛煤容器4之間設(shè)置有密封墊圈27，所述密封墊圈27與所述盛煤容器4的內(nèi)壁呈滑動配合。通過設(shè)置密封墊圈27，能夠?qū)崿F(xiàn)盛煤容器4與上蓋3接觸處的密封，同時也不會影響上蓋3沿盛煤容器4內(nèi)壁的滑動。
[0050]本實施例中，該實驗裝置在使用時，包括準備階段和實驗階段:
[0051]一、準備階段
[0052]把煤樣破碎并使用標準篩按粒徑篩分后進行編號備用，把溫度傳感器22分五層安設(shè)在傳感器支撐框架21上面，把傳感器支撐框架21放置在盛煤容器4內(nèi)部；然后向盛煤容器4內(nèi)填充煤樣使煤樣高度沒過傳感器支撐框架21的頂部，期間保證傳感器支撐框架21的豎直布設(shè)。將供氣系統(tǒng)和氣體采集裝置連接好，各溫度傳感器22及壓力傳感器23與數(shù)據(jù)采集巡檢儀24連接好，調(diào)整上蓋3到與煤樣接觸的位置，關(guān)閉第三截斷閥17和第二截斷閥8，打開第一截斷閥18使氮氣瓶12內(nèi)的氮氣進入盛煤容器4進行充氣試驗，然后關(guān)閉第一截斷閥18查看第一氣壓表6數(shù)值變化來驗證盛煤容器4的密封性。
[0053]二、實驗階段
[0054]啟動液壓站帶動所述施壓機構(gòu)1，通過液壓控制系統(tǒng)來控制液壓缸無桿腔內(nèi)的液壓油壓力大小進而控制活塞桿1-2的上下移動，使上蓋3緊貼煤樣，然后增大無桿腔內(nèi)液壓油壓力繼續(xù)緩慢為煤樣施加壓力，待上蓋3下方壓力傳感器23讀數(shù)達到0.5N時停止加載，然后減少液壓缸無桿腔內(nèi)的液壓油壓力反向調(diào)節(jié)活塞桿1-2使所述壓力傳感器23讀數(shù)回到0N。然后打開排氣閥5，關(guān)閉第三截斷閥17和第二截斷閥8，打開第一截斷閥18并調(diào)節(jié)減壓閥13至0.1MPa，對盛煤容器4內(nèi)的煤樣進行氮氣沖洗，氮氣沖洗時間達到10分鐘后，關(guān)閉第一截斷閥18停止對煤樣的氮氣沖洗，然后打開第二截斷閥8及空氣發(fā)生器11，再打開第一截斷閥18，通過調(diào)節(jié)空氣發(fā)生器11及氮氣瓶12輸出的氮氣流量來組合配制含有不同氧氣含量的混合氣體，根據(jù)第一流量計19、第二流量計9顯示來調(diào)整具體流量值，用所述混合氣體對盛煤容器4進行充氣10分鐘后關(guān)閉排氣閥5并繼續(xù)充氣使壓力達到第一氣壓表6讀數(shù)為0.5MPa后關(guān)閉第一截斷閥18、空氣發(fā)生器11和第二截斷閥8。
[0055]通過對液壓缸無桿腔繼續(xù)