保壓條件下含瓦斯煤體自燃特性程序升溫實(shí)驗(yàn)臺(tái)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種保壓條件下含瓦斯煤體自燃特性程序升溫實(shí)驗(yàn)臺(tái)，涉及煤礦自然災(zāi)害領(lǐng)域，可以實(shí)現(xiàn)瓦斯含量對(duì)煤自燃特性影響的定量分析。所述實(shí)驗(yàn)臺(tái)包括：氣體壓縮機(jī)(1)；5個(gè)針閥；2個(gè)儲(chǔ)氣罐；3個(gè)壓力表；真空計(jì)(7)；真空泵(8)；氣體流量計(jì)(9)；可承壓煤樣罐(10)；銅網(wǎng)(11)；測(cè)溫表(12)；壓力傳感器(13)；計(jì)算機(jī)(14)；2個(gè)安全閥；甲烷罐(19)；減壓閥(21)；氣相色譜儀(24)；恒溫箱(25)。
【專利說(shuō)明】保壓條件下含瓦斯煤體自燃特性程序升溫實(shí)驗(yàn)臺(tái)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及煤礦自然災(zāi)害領(lǐng)域，尤其涉及一種保壓條件下含瓦斯煤體自燃特性程序升溫實(shí)驗(yàn)臺(tái)。

【背景技術(shù)】
[0002]煤礦進(jìn)入深部開(kāi)采，瓦斯和煤自燃災(zāi)害更加嚴(yán)重，為實(shí)現(xiàn)瓦斯和煤自燃災(zāi)害的雙重防治，保證井下安全高效生產(chǎn)，需探宄瓦斯含量對(duì)煤自燃特性的影響規(guī)律，但由于煤樣在某一壓力下達(dá)到吸附平衡后，在進(jìn)行自燃程序升溫實(shí)驗(yàn)時(shí)，由于充入氮?dú)夂涂諝獾膲毫咏诔?，因壓力降低，含瓦斯煤樣發(fā)生解吸，因此無(wú)法對(duì)含瓦斯煤體進(jìn)行瓦斯含量對(duì)煤自燃特性的定量研宄。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的實(shí)施例提供一種保壓條件下含瓦斯煤體自燃特性程序升溫實(shí)驗(yàn)臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)瓦斯含量對(duì)煤自燃特性影響的定量分析。
[0004]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的實(shí)施例采用如下技術(shù)方案:
[0005]一種保壓條件下含瓦斯煤體自燃特性程序升溫實(shí)驗(yàn)臺(tái)，包括:
[0006]氣體壓縮機(jī)(1)，氣體壓縮機(jī)(1)通過(guò)銅管與第一儲(chǔ)氣罐(3)的進(jìn)口相連，氣體壓縮機(jī)(1)與第一儲(chǔ)氣罐(3)之間的銅管上設(shè)置有第一針閥(2);
[0007]與所述第一儲(chǔ)氣罐(3)的出口相連的銅管上設(shè)置有第一壓力表(4)和第二針閥(5)，所述銅管經(jīng)所述第二針閥(5)后分叉為2路銅管，一路銅管與真空泵(8)相連接，該一路銅管上設(shè)有第三針閥(6)和真空計(jì)(7);另一路銅管與可承壓煤樣罐(10)相連接，該另一路銅管上設(shè)置有氣體流量計(jì)(9);
[0008]所述可承壓煤樣罐(10)位于恒溫箱(25)內(nèi)，其罐內(nèi)兩端各設(shè)置有一個(gè)銅網(wǎng)(11)，所述可承壓煤樣罐(10)上還連接有第二壓力表(16)，用以監(jiān)測(cè)罐內(nèi)的壓力；所述恒溫箱
(25)外連接一個(gè)測(cè)溫表(12)，用于監(jiān)測(cè)恒溫箱(25)內(nèi)的溫度；
[0009]所述可承壓煤樣罐(10)通過(guò)壓力傳感器(13)與計(jì)算機(jī)(14)相連接，同時(shí)可承壓煤樣罐(10)與甲烷罐(19)相連接，所述可承壓煤樣罐(10)與甲烷罐(19)之間的銅管上設(shè)有第一安全閥(15)、第四針閥(17)、第三壓力表(18)，另外可承壓煤樣罐(10)還通過(guò)銅管與第二儲(chǔ)氣罐(22)的一端相連接，可承壓煤樣罐(10)與第二儲(chǔ)氣罐(22)之間的銅管上設(shè)有第二安全閥(20)和減壓閥(21);
[0010]所述第二儲(chǔ)氣罐(22)的另一端與氣相色譜儀相(24)連接，所述第二儲(chǔ)氣罐(22)與氣相色譜儀相(24)之間的銅管上設(shè)有第五針閥(23)。
[0011]上述技術(shù)方案提供的保壓條件下含瓦斯煤體自燃特性程序升溫實(shí)驗(yàn)臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)同一煤樣在不同瓦斯壓力吸附平衡后進(jìn)行自燃程序升溫實(shí)驗(yàn)，根據(jù)吸附實(shí)驗(yàn)時(shí)計(jì)算機(jī)采集的平衡壓力，運(yùn)用Langmuir單分子層吸附理論定量確定某一吸附平衡壓力下的瓦斯吸附量，同時(shí)煤樣在壓力P下吸附平衡后，通過(guò)調(diào)節(jié)氣體壓縮機(jī)的出口氣體壓力使通入的N2、空氣的壓力達(dá)到吸附平衡壓力P，不間斷注入氣體，保證罐體內(nèi)的壓力恒定，并運(yùn)用壓力表實(shí)時(shí)壓力監(jiān)測(cè)，在壓力恒定不變的情況下，含瓦斯煤體因壓力變化而解吸的瓦斯量可忽略不計(jì)，消除了由于壓力變化因素，最后利用氣相色譜儀對(duì)儲(chǔ)氣罐內(nèi)的氣體進(jìn)行氣體成分定量分析，實(shí)現(xiàn)了瓦斯含量對(duì)煤自燃特性影響的定量分析。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0013]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種保壓條件下含瓦斯煤體自燃特性程序升溫實(shí)驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]附圖標(biāo)記:
[0015]1-氣體壓縮機(jī)，2-第一針閥，3-儲(chǔ)氣罐，4-第一壓力表，5-第二針閥，6_第三針閥，7-真空計(jì)，8-真空泵，9-氣體流量計(jì)，10-可承壓煤樣罐，11-銅網(wǎng)，12-測(cè)溫表，13-壓力傳感器，14-計(jì)算機(jī)，15-第一安全閥，16-第二壓力表，17-第四針閥，18-第三壓力表，19-甲烷罐，20-第二安全閥，21 -減壓閥，22-儲(chǔ)氣罐，23-第五針閥，24-氣相色譜儀相，25-恒溫箱。

【具體實(shí)施方式】
[0016]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0017]本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種保壓條件下含瓦斯煤體自燃特性程序升溫實(shí)驗(yàn)臺(tái)，如圖1所示，所述裝置包括:氣體壓縮機(jī)(1)，氣體壓縮機(jī)(1)通過(guò)銅管與第一儲(chǔ)氣罐(3)的進(jìn)口相連，氣體壓縮機(jī)(1)與第一儲(chǔ)氣罐(3)之間的銅管上設(shè)置有第一針閥(2)。
[0018]與所述第一儲(chǔ)氣罐(3)的出口相連的銅管上設(shè)置有第一壓力表(4)和第二針閥
(5)，所述銅管經(jīng)所述第二針閥(5)后分叉為2路銅管，一路銅管與真空泵(8)相連接，該一路銅管上設(shè)有第三針閥(6)和真空計(jì)(7);另一路銅管與可承壓煤樣罐(10)相連接，該另一路銅管上設(shè)置有氣體流量計(jì)(9)。
[0019]所述可承壓煤樣罐(10)位于恒溫箱(25)內(nèi)，其罐內(nèi)兩端各設(shè)置有一個(gè)銅網(wǎng)(11)，所述可承壓煤樣罐(10)上還連接有第二壓力表(16)，用以監(jiān)測(cè)罐內(nèi)的壓力；所述恒溫箱
(25)外連接一個(gè)測(cè)溫表(12)，用于監(jiān)測(cè)恒溫箱(25)內(nèi)的溫度。
[0020]所述可承壓煤樣罐(10)通過(guò)壓力傳感器(13)與計(jì)算機(jī)(14)相連接，同時(shí)可承壓煤樣罐(10)與甲烷罐(19)相連接，所述可承壓煤樣罐(10)與甲烷罐(19)之間的銅管上設(shè)有第一安全閥(15)、第四針閥(17)、第三壓力表(18)，另外可承壓煤樣罐(10)還通過(guò)銅管與第二儲(chǔ)氣罐(22)的一端相連接，可承壓煤樣罐(10)與第二儲(chǔ)氣罐(22)之間的銅管上設(shè)有第二安全閥(20)和減壓閥(21)。
[0021]所述第二儲(chǔ)氣罐(22)的另一端與氣相色譜儀相(24)連接，所述第二儲(chǔ)氣罐(22)與氣相色譜儀相(24)之間的銅管上設(shè)有第五針閥(23)。
[0022]在應(yīng)用本實(shí)用新型提供的上述裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，把實(shí)驗(yàn)所需粒徑的煤樣裝入可承壓煤樣罐(10)中，檢查氣密性后，關(guān)閉第二針閥(5)、第一安全閥(15)、第二安全閥(20)，開(kāi)啟第三針閥(6)，對(duì)罐中煤樣進(jìn)行脫氣，運(yùn)用真空泵(8)對(duì)煤樣脫氣不少于6個(gè)小時(shí)，真空計(jì)
(7)上顯示的壓力應(yīng)低于4Pa，保證煤樣內(nèi)部的殘存氣體完全排出；關(guān)閉第三針閥￠)，開(kāi)啟第一安全閥(15)、第四針閥(17)，甲烷罐(19)向可承壓煤樣罐(10)中充入一定壓力的瓦斯，第三壓力表(18)顯示甲烷罐(19)內(nèi)的壓力值，計(jì)算機(jī)(14)通過(guò)壓力傳感器(13)可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)煤樣罐內(nèi)部氣體的壓力，待煤樣達(dá)到吸附平衡，計(jì)算機(jī)(14)自動(dòng)采集系統(tǒng)顯示的平衡壓力值，并關(guān)閉第一安全閥(15)、第四針閥(17)，移除甲烷罐(19)，然后對(duì)可承壓煤樣罐
(10)內(nèi)的含瓦斯煤進(jìn)行自燃性程序升溫實(shí)驗(yàn)，將煤樣裝入煤樣罐(3)中的銅網(wǎng)(11)上，打開(kāi)第一針閥(2)、第二針閥(5)、第二安全閥(20)，調(diào)節(jié)氣體壓縮機(jī)(1)的出氣口壓力，使壓力達(dá)到計(jì)算機(jī)(14)記錄的煤樣瓦斯吸附平衡壓力，在注入1小時(shí)隊(duì)后開(kāi)始?jí)喝胄迈r空氣，氣體經(jīng)過(guò)第一儲(chǔ)氣罐(3)緩沖作用進(jìn)入煤樣罐，壓力表(4)可顯示第一儲(chǔ)氣罐(3)內(nèi)的氣體壓力，氣體流量計(jì)(9)顯示進(jìn)入可承壓煤樣罐(10)的氣體流量，恒溫箱(25)控制可承壓煤樣罐(10)的溫度，第二壓力表(16)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)煤樣罐內(nèi)的氣體壓力，可承壓煤樣罐(10)內(nèi)流出的高壓氣體經(jīng)減壓閥(21)降壓后流入第二儲(chǔ)氣罐(22)，打開(kāi)第五針閥(23)，由氣相色譜儀相(24)檢測(cè)第二儲(chǔ)氣罐(22)內(nèi)的氣體成分進(jìn)行分析，從而完成實(shí)驗(yàn)的整個(gè)過(guò)程。
[0023]本儀器可實(shí)現(xiàn)同一煤樣在不同瓦斯壓力吸附平衡后進(jìn)行自燃程序升溫實(shí)驗(yàn)，根據(jù)吸附實(shí)驗(yàn)時(shí)計(jì)算機(jī)采集的平衡壓力，運(yùn)用Langmuir單分子層吸附理論定量確定某一吸附平衡壓力下的瓦斯吸附量，同時(shí)煤樣在壓力P下吸附平衡后，通過(guò)調(diào)節(jié)氣體壓縮機(jī)的出口氣體壓力使通入的N2、空氣的壓力達(dá)到吸附平衡壓力P，不間斷注入氣體，保證罐體內(nèi)的壓力恒定，并運(yùn)用壓力表實(shí)時(shí)壓力監(jiān)測(cè)，在壓力恒定不變的情況下，含瓦斯煤體因壓力變化而解吸的瓦斯量可忽略不計(jì)，消除了由于壓力變化因素，最后利用氣相色譜儀對(duì)儲(chǔ)氣罐內(nèi)的氣體進(jìn)行氣體成分分析，實(shí)現(xiàn)了瓦斯含量對(duì)煤自燃特性影響的定量分析。
[0024]以上所述，僅為本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種保壓條件下含瓦斯煤體自燃特性程序升溫實(shí)驗(yàn)臺(tái)，其特征在于，包括: 氣體壓縮機(jī)(I)，氣體壓縮機(jī)(I)通過(guò)銅管與第一儲(chǔ)氣罐(3)的進(jìn)口相連，氣體壓縮機(jī)(I)與第一儲(chǔ)氣罐(3)之間的銅管上設(shè)置有第一針閥(2); 與所述第一儲(chǔ)氣罐(3)的出口相連的銅管上設(shè)置有第一壓力表(4)和第二針閥(5)，所述銅管經(jīng)所述第二針閥(5)后分叉為2路銅管，一路銅管與真空泵(8)相連接，該一路銅管上設(shè)有第三針閥(6)和真空計(jì)(7);另一路銅管與可承壓煤樣罐(10)相連接，該另一路銅管上設(shè)置有氣體流量計(jì)(9); 所述可承壓煤樣罐(10)位于恒溫箱(25)內(nèi)，其罐內(nèi)兩端各設(shè)置有一個(gè)銅網(wǎng)(11)，所述可承壓煤樣罐(10)上還連接有第二壓力表(16)，用以監(jiān)測(cè)罐內(nèi)的壓力；所述恒溫箱(25)外連接一個(gè)測(cè)溫表(12)，用于監(jiān)測(cè)恒溫箱(25)內(nèi)的溫度； 所述可承壓煤樣罐(10)通過(guò)壓力傳感器(13)與計(jì)算機(jī)(14)相連接，同時(shí)可承壓煤樣罐(10)與甲烷罐(19)相連接，所述可承壓煤樣罐(10)與甲烷罐(19)之間的銅管上設(shè)有第一安全閥(15)、第四針閥(17)、第三壓力表(18)，另外可承壓煤樣罐(10)還通過(guò)銅管與第二儲(chǔ)氣罐(22)的一端相連接，可承壓煤樣罐(10)與第二儲(chǔ)氣罐(22)之間的銅管上設(shè)有第二安全閥(20)和減壓閥(21); 所述第二儲(chǔ)氣罐(22)的另一端與氣相色譜儀相(24)連接，所述第二儲(chǔ)氣罐(22)與氣相色譜儀相(24)之間的銅管上設(shè)有第五針閥(23)。
【文檔編號(hào)】G01N25/26GK204228645SQ201420753848
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月26日
【發(fā)明者】李樹(shù)剛, 安朝峰, 丁洋, 林海飛, 程博, 秦偉博 申請(qǐng)人:西安科技大學(xué)