[发明专利]煤样人工加湿定量化控制方法及装置

说明书

本发明公开了一种煤样人工加湿定量化控制装置，包括外壳、水箱、煤样板、真空泵和控制器，水箱和煤样板均设置于外壳形成的密封腔体内，煤样板的下部设置重力传感器，水箱为敞口结构，煤样板和重力传感器均设置于水箱开口的上部，水箱内设置加热装置，煤样板由孔板制成，煤样板与加热装置相连，真空泵与外壳形成的密封腔体相连通，控制器分别与重力传感器和真空泵相连。本发明还公开了一种煤样人工加湿定量化控制方法，通过重力传感器测定待测煤样的质量差来控制煤样含水率，加热装置将煤样板加热至水蒸汽液化温度以上，避免水蒸汽在煤样板上液化成水珠，造成含水率控制误差，同时还能够节约水蒸汽能源。

技术领域

本发明涉及煤矿瓦斯防治技术领域，特别是涉及一种煤样人工加湿定量化控制方法及装置。

背景技术

瓦斯是指矿井中主要由煤层气构成的以甲烷为主的有害气体，有时单独指甲烷，瓦斯是一种无色、无味、无臭、可以燃烧或爆炸的气体，难溶于水，扩散性较空气高，瓦斯无毒，但浓度很高时，会引起窒息。煤层瓦斯又称煤矿瓦斯、煤层气，是从煤和围岩中逸出的甲烷、二氧化碳和氮等组成的混合气体。瓦斯是煤矿生产中的有害因素，它不仅污染空气，而且当空气中瓦斯含量为5％～16％时，遇火会引起爆炸，造成事故。瓦斯爆炸是可以预防的，瓦斯突出也是可以预测的，如经常测量巷道空气中的瓦斯含量，测量瓦斯涌出量，并采取有效通风、严禁烟火、预先抽放、开采保护层、人工突出等措施，可以保障煤矿生产的安全。

研究煤层瓦斯吸附解吸特性是进行煤矿瓦斯防治的关键所在，影响瓦斯吸附特性的因素众多，研究表明，水分对煤的瓦斯吸附量影响显著，井下进行采煤过程中，煤层注水、喷雾降尘等措施使煤层的水分含量发生较大变化，因此非常有必要研究不同水分条件下煤样的吸附特征，在研究水分对煤吸附瓦斯影响的过程中，通过控制蒸汽流量及通入蒸汽时间来控制煤样含水率，由于容器内存在大量水蒸气且容器壁和管道壁上存在大量水珠，导致蒸汽损失量大，含水率控制误差较大；有的装置是通过管道通入蒸汽，未考虑蒸汽在空气中液化问题，导致含水率控制精度较差。

因此，如何改变现有技术中，煤样加湿装置的含水率控制误差大的现状，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种煤样人工加湿定量化控制方法及装置，以解决上述现有技术存在的问题，使煤样加湿过程中的含水率控制精度得到提高，同时节约蒸汽能源。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种煤样人工加湿定量化控制装置，包括外壳、水箱、煤样板、真空泵和控制器，所述水箱和所述煤样板均设置于所述外壳形成的密封腔体内，所述煤样板的下部设置重力传感器，所述水箱为敞口结构，所述煤样板和所述重力传感器均设置于所述水箱开口的上部，所述水箱内设置加热装置，所述煤样板由孔板制成，所述煤样板与所述加热装置相连，所述真空泵与所述外壳形成的密封腔体相连通，所述控制器分别与所述重力传感器和所述真空泵相连。

优选地，煤样人工加湿定量化控制装置还包括转轴和电机，所述电机的输出端与所述转轴的一端传动连接，所述转轴的另一端穿过所述水箱与所述煤样板相连，所述电机设置于所述水箱的下部，所述转轴穿过所述水箱底部处作密封处理，所述转轴能够带动所述煤样板转动，所述转轴的轴线与所述煤样板的轴线重合。

优选地，所述控制器与所述电机相连，所述转轴为空心结构，所述加热装置通过设置在所述转轴中空部的导线与所述煤样板相连，所述转轴的中空部还设置真空管路，所述真空管路与所述真空泵相连。

优选地，所述煤样板的底部设置托板，所述转轴穿过所述托板与所述煤样板相连。

优选地，煤样人工加湿定量化控制装置还包括挡板，所述挡板固定于所述水箱的底部，所述挡板为弧形挡板，所述挡板自所述水箱的侧壁朝向所述煤样板的中心设置，所述挡板的最大直径较所述水箱的直径小。

优选地，所述挡板由铜材质制成，所述挡板与所述加热装置相连。