[发明专利]模拟高地温大矿压下煤岩体破损自燃用实验系统及其方法

摘要

本发明属于自然发火基础实验测试技术领域且公开了模拟高地温大矿压下煤岩体破损自燃用实验系统，包括自加热程序升温罐；所述的自加热程序升温罐包括罐体、程序升温控制装置、高温加热棒以及内外保温层，罐体顶部设有罐盖通过法兰连接，罐体内部布置6根高温加热棒，罐体的前部和后部中间开有石英材质的观察窗，顶部和底部均有气孔，顶部为出气口，底部为进气口，中部设有温度第一探头和第二探头，第一探头和第二探头设置在试样罐内和罐外各设置一个并在同一个高度水平。本发明结构设计简单、可操作性强，能够有效模拟高地温以及煤岩体受压的破碎过程,为预防该类型的煤自燃灾害提供科学合理的理论参考。

主权项

1.模拟高地温大矿压下煤岩体破损自燃用实验系统，其特征在于：包括：自加热程序升温罐(9)；所述的自加热程序升温罐(9)包括罐体、程序升温控制装置(18)、高温加热棒(26)以及内外保温层(27)，罐体顶部设有罐盖(10)通过法兰连接，罐体内部布置6根高温加热棒(26)，罐体的前部和后部中间开有石英材质的观察窗(29)，顶部和底部均有气孔，顶部为出气口(11)，底部为进气口(15)，中部设有温度第一探头(13)和第二探头(14)，第一探头(13)和第二探头(14)设置在试样罐内和罐外各设置一个并在同一个高度水平，并与程序升温控制装置(18)相接，所述程序升温控制装置(18)与加热棒(26)及计算机(21)相接，通过采集的温度数据和设置温度的数据差异实时控制加热棒(26)的加热功率实现温度的自动化控制，所述罐体底部放有试样，试样顶部与静力载荷施加装置(6)相接，所述出气口(11)和气体分析系统(19)相接，所述进气口(11)与流量计(17)相接，所述流量计(17)和控制阀相接，通过流量计(17)调节气体的流量大小，所述控制阀控制通过流量计(17)的氮气和空气气体的切换，以实现对罐体的降温或者参与样品的氧化反应；观测装置；所述的观测装置包括X光透视机及计算机，将X光透视机固定在自加热程序升温罐(9)石英玻璃观察窗(29)同一高度位置，通过设置的时间间隔持续监测试验过程中罐体内部样品的内部空隙及裂隙的变化状况；气体分析系统(19)；所述气体分析系统(19)包括气相色谱仪和质谱仪、废气处理装置及计算机，所述的气相色谱仪与试样罐的出气口(11)相接，所述的质谱仪与气相色谱仪相接，所述气相色谱仪和质谱仪与计算机相接，计算机自动化采集数据并保存打印，所述质谱仪与废气处理装置相接，所述废气处理装置用来处理气相色谱和质谱联用仪连用后的废气；静力载荷施加装置(6)；所述静力载荷施加装置(6)包括轴向加载装置和控制系统以及支撑框架，所述的支撑框架由底座以及两根立柱及固定横梁组成，用于支撑整个轴向加载装置的稳定，所述的轴向加载装置包括油缸和气泵以及活塞，所述油缸和气泵相接，通过气泵的开启将油液送入油缸顶起工作活塞给试样施加载荷，所述活塞设置在油缸底部，通过油缸向活塞施加载荷，且活塞与试样上垫块紧密相接载荷传递至试样；所述控制系统包括传感器、继电器及控制阀门、压力表及计算机，所述传感器包含压力传感器、电阻应变片、贴片式温度传感器，所述的压力传感器布置在油缸下面的活塞上，测量施加给试样的载荷大小，所述的压力表用于显示气泵的工作压力，所述电阻应变片以及贴片式温度传感器放置在试样表面中心位置处并与控制系统相接，所述控制系统通过传感器采集试样的温度、应变参数的变化，控制轴向加载装置向试样施加静力载荷的作用，并将数据都传递至计算机保存。