[实用新型]一种多功能煤样自燃氧化与升温实验装置

说明书

技术领域

本实用新型属于矿山安全工程技术领域，特别是涉及一种多功能煤样自燃氧化与升温实验装置。该实验装置可适用于煤炭自然发火防治工程的煤自燃氧化、标志性气体和最短自然发火期的实验研究。

背景技术

煤矿煤炭自燃是当前影响煤矿安全生产和制约煤矿工作面顺利开采的一大重要灾害，在其防治和研究的基础工作中，须要进行三种基本指标测定的实验工作：一是煤氧化特征的实验测定，即了解一定性状(粒度、湿度和温度等)的煤在不同氧浓度下的耗氧速度和CO生成比率；二是测定煤自燃标志性气体，即测定在不同温度下煤炭释放出的各气体成分：三是最短自然发火期的测定，即测定煤在一定风流供氧的自然状态下氧化升温过程等。

上述须要测定的关键指标对煤炭自燃研究和自燃灾害防治工程应用非常重要。对这些指标的测定，传统的方法都是采用不同的仪器分别进行实验测定工作。其中，关于煤在不同氧浓度下的耗氧速度的测定，现有的传统方法是向煤样罐中分别通入不同氧浓度的气样，单独进行实验；首先，配制出一定氧浓度的气样再做实验，一次实验只能获得煤在一种氧浓度下的耗氧速度值，不同氧浓度的实验须分别重新配置气样再一次做实验，实验方法繁琐，效率低。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供一种多功能煤样自燃氧化与升温实验装置，该实验装置可以同时满足煤氧化特征、煤自燃标志性气体以及最短自然发火期三种指标的测定，将这三种测定实验用一种实验装置来实现，可提高实验效率和实验准确度。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案，一种多功能煤样自燃氧化与升温实验装置，包括实验箱体，在所述实验箱体的恒温工作室内分别设置有煤样罐和预热管，在所述实验箱体的操控室内分别设置有实验主控单元和温度采集器、温控器、气泵、气体流量计、联动转换阀及电子式气体检测仪；所述煤样罐的进气口通过连接管路与预热管的一端相连通，预热管的另一端与气泵的出口相连通，气泵的入口经气体流量计与联动转换阀的第二出口相连通，煤样罐的出气口与联动转换阀的第一入口相连通；在所述煤样罐内设置有温度传感器，温度传感器的信号输出端与温度采集器的信号输入端相连接，温度采集器的信号输出端分别与数据传输接口和实验主控单元相连接，实验主控单元与温控器的输入端相连接；所述联动转换阀推送前的第一出口与箱体出气管相连通，第二入口与箱体进气管相连通；所述联动转换阀推送后的第一出口经电子式气体检测仪与联动转换阀的第二入口相连通，所述第一出口与第一入口相对应，第二出口与第二入口相对应；所述箱体出气管的出气口与设置在实验箱体外的气相色谱仪相连通，所述箱体进气管的进气口与大气相通；所述实验主控单元与电子式气体检测仪的检测控制线相连接，电子式气体检测仪的数据传输线与数据传输接口相连接。

在所述实验箱体的恒温工作室内设置有安放托架，所述煤样罐设置在安放托架上。

所述煤样罐采用石英瓶或真空壁的石英瓶，具有耐高温及良好的绝热性。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型的实验装置实现了用一种实验装置可以同时满足煤氧化特征、煤自燃标志性气体以及最短自然发火期三种实验的测定工作；

2、采用本实用新型的实验装置的实验过程更加灵活，实验准确度高；在进行封闭实验时，可通过一次实验完成不同氧浓度的多次测定，提高了实验效率；

3、本实用新型的实验装置提供了在开放实验时可以测定不同温度下煤炭释放出的各气体成分获得标志性气体和根据指标气体确定最短自然发火期的实验条件。

附图说明

图1为本实用新型的多功能煤样自燃氧化与升温实验装置的结构示意图；

图2为本实用新型所采用的联动转换阀推送前的原理图；

图3为本实用新型所采用的联动转换阀推送后的原理图；

图4为本实用新型的多功能煤样自燃氧化与升温实验装置进行封闭实验时的结构示意图；

图5为本实用新型的多功能煤样自燃氧化与升温实验装置进行开放实验时的结构示意图；

图6为电子式电子式气体检测仪的结构示意图；

图7为气泵和气体流量计分大、中、小三个级别组并联的结构示意图；

图8为实施例一以辽宁九道岭煤矿-850工作面煤样进行封闭耗氧实验的曲线图；

图9为实施例一的封闭耗氧实验回归后的曲线图；

图10为实施例二中取辽宁九道岭矿井下纯煤样做实验煤样升温过程(7天)的实验曲线图；