一種煤巖蠕變過程中自燃特性測試用實(shí)驗(yàn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于煤自燃特性測試技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種煤巖蠕變過程中自燃特性測試用實(shí)驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]煤自燃災(zāi)害是我國煤礦的重要災(zāi)害之一，每年都會有礦井自燃造成人員傷亡的事故發(fā)生，給煤礦的安全生產(chǎn)帶來極大的危害。我國現(xiàn)行煤礦防滅火系統(tǒng)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是開采前期的煤自燃傾向性測試，建立完善的煤自燃火災(zāi)預(yù)測及監(jiān)控系統(tǒng)爭取把火災(zāi)消除在萌芽狀態(tài)。其中煤自燃預(yù)測預(yù)報(bào)系統(tǒng)在整個(gè)體系中起著至關(guān)重要的作用，影響煤自燃特性的因素非常多。目前對煤自燃特性的宏觀實(shí)驗(yàn)裝置，都僅僅是改變煤樣粒徑、改變環(huán)境氧濃度、供風(fēng)強(qiáng)度、蓄熱環(huán)境等條件下進(jìn)行的自燃特性測試；對煤巖蠕變的研宄的實(shí)驗(yàn)裝置，僅限于蠕變過程的力學(xué)特性變化。而對煤巖在靜態(tài)壓力作用下蠕變過程中其自燃特性變化規(guī)律的研宄卻未見報(bào)導(dǎo)，然而現(xiàn)場實(shí)踐中往往會出現(xiàn)因?yàn)槊后w的蠕變過程而產(chǎn)生影響自燃預(yù)測預(yù)報(bào)指標(biāo)體系的情況，干擾了煤礦現(xiàn)有的預(yù)測預(yù)報(bào)指標(biāo)系統(tǒng)，給煤礦正常的生產(chǎn)活動帶來一定困擾。但是人們對煤體蠕變過程中自燃特性變化規(guī)律的影響因素及它們之間的關(guān)系沒有相應(yīng)認(rèn)識，因而非常有必要對煤巖蠕變過程中煤自燃動力學(xué)特性變化規(guī)律進(jìn)行分析研宄，探宄各因素的影響規(guī)律，以更好的指導(dǎo)現(xiàn)場煤自燃火災(zāi)的預(yù)測預(yù)報(bào)工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種煤巖蠕變過程中自燃特性測試用實(shí)驗(yàn)裝置。該實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、能夠得到煤巖靜壓蠕變過程中靜態(tài)壓力、氧氣濃度、粒徑等因素對煤自燃特性變化的影響，更好的指導(dǎo)煤礦火災(zāi)預(yù)防，完善煤自燃預(yù)測預(yù)報(bào)體系。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種煤巖蠕變過程中自燃特性測試用實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:包括用于盛裝煤樣的盛煤容器、用于向所述盛煤容器內(nèi)的煤樣施加靜態(tài)壓力的施壓機(jī)構(gòu)、用于向所述盛煤容器輸入空氣和氮?dú)獾幕旌蠚怏w的充氣系統(tǒng)以及用于采集所述盛煤容器輸出氣體的氣體采集裝置，所述盛煤容器的上端設(shè)置有用于與所述施壓機(jī)構(gòu)相配合以將所述靜態(tài)壓力傳遞給所述煤樣的上蓋，所述上蓋與盛煤容器內(nèi)壁滑動配合；所述盛煤容器內(nèi)設(shè)置有傳感器支撐框架，所述傳感器支撐框架上設(shè)置有多個(gè)溫度傳感器，多個(gè)所述溫度傳感器沿傳感器支撐框架的高度方向分層布設(shè)，所述盛煤容器內(nèi)位于所述煤樣的頂面放置有用于與上蓋接觸配合以測試所述靜態(tài)壓力大小的壓力傳感器，所述盛煤容器上連接有壓力測試管，所述壓力測試管上設(shè)置有第一氣壓表和排氣閥。
[0005]上述的一種煤巖蠕變過程中自燃特性測試用實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述充氣系統(tǒng)包括氮?dú)馄亢涂諝獍l(fā)生器，所述盛煤容器的底部設(shè)置有通氣口，所述通氣口連接有第一輸氣管，所述氮?dú)馄客ㄟ^第二輸氣管與第一輸氣管連接，所述空氣發(fā)生器通過第三輸氣管與第一輸氣管連接，所述第二輸氣管上設(shè)置有第一截?cái)嚅y，所述第三輸氣管上設(shè)置有第二截?cái)嚅y，所述第二輸氣管上且位于第一截?cái)嚅y與氮?dú)馄恐g設(shè)置有減壓閥和第二氣壓表。
[0006]上述的一種煤巖蠕變過程中自燃特性測試用實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述氣體采集裝置包括集氣容器，所述集氣容器通過第四輸氣管與第一輸氣管連接，所述第四輸氣管上設(shè)置有第三截?cái)嚅y。
[0007]上述的一種煤巖蠕變過程中自燃特性測試用實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述第二輸氣管上安裝有第一流量計(jì)，所述第三輸氣管上安裝有第二流量計(jì)。
[0008]上述的一種煤巖蠕變過程中自燃特性測試用實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:包括主體支架，所述主體支架包括基座和反力板，以及設(shè)置在所述基座與反力板之間的多根立柱，所述盛煤容器安裝在所述基座上，所述施壓機(jī)構(gòu)安裝在反力板與盛煤容器之間。
[0009]上述的一種煤巖蠕變過程中自燃特性測試用實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述施壓機(jī)構(gòu)包括液壓缸，所述液壓缸的缸體固定安裝在反力板上，所述液壓缸的活塞桿與所述上蓋相連接，所述液壓缸的有桿腔內(nèi)設(shè)置有回復(fù)彈簧。
[0010]上述的一種煤巖蠕變過程中自燃特性測試用實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述上蓋上設(shè)置有供所述活塞桿伸入的連接筒，所述活塞桿與所述連接筒螺紋連接。
[0011]上述的一種煤巖蠕變過程中自燃特性測試用實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述盛煤容器的內(nèi)壁和上蓋的內(nèi)表面均設(shè)置有絕熱層，所述盛煤容器的外壁和上蓋的外表面均設(shè)置有保溫層。
[0012]上述的一種煤巖蠕變過程中自燃特性測試用實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述上蓋與盛煤容器之間設(shè)置有密封墊圈，所述密封墊圈與所述盛煤容器的內(nèi)壁呈滑動配合。
[0013]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0014]1、本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計(jì)新穎合理。
[0015]2、本發(fā)明通過施壓機(jī)構(gòu)為盛煤容器內(nèi)的煤樣施加靜態(tài)壓力，使盛煤容器內(nèi)的煤樣產(chǎn)生蠕變，并通過充氣系統(tǒng)向盛煤容器內(nèi)充入空氣和氮?dú)獾幕旌蠚怏w，然后再通過氣體采集裝置對盛煤容器輸出的氣體進(jìn)行采樣，進(jìn)而分析從盛煤容器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(biāo)隨時(shí)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，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(bào)體系。
[0016]3、本發(fā)明通過所述充氣系統(tǒng)，能夠通過調(diào)節(jié)氮?dú)馄考翱諝獍l(fā)生器流量可以由氮?dú)饧翱諝庹{(diào)配出不同氧氣濃度的氣體樣品來改變盛煤容器內(nèi)氣體組分環(huán)境，進(jìn)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(shí)驗(yàn)開始前對盛煤容器的煤樣進(jìn)行氮?dú)鉀_洗，避免煤樣內(nèi)存留的氧氣使得影響氮?dú)夂涂諝獾幕旌蠚怏w中氧氣的輸入量與煤樣中實(shí)際氧氣量不相符，進(jìn)而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。
[0017]4、本發(fā)明通過在液壓缸的無桿腔內(nèi)設(shè)置回復(fù)彈簧，能夠?yàn)榛钊麠U的伸出量起到一定的阻礙作用，進(jìn)而避免所述施壓機(jī)構(gòu)為上蓋施加過大的壓力。
[0018]5、本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)成本低，使用效果好，便于推廣使用。
[0019]下面通過附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2為圖1中A處的放大圖。
[0022]附圖標(biāo)記說明:
[0023]1一施壓機(jī)構(gòu)；1-1一缸體；1-2—活塞桿；
[0024]1-3—回復(fù)彈簧；2—主體支架；2-1—基座；
[0025]2-2—反力板；2-3—立柱；3—上蓋；
[0026]3-1 —連接筒；4一盛煤容器；4-1 一通氣口 ；
[0027]4-2—壓力測試管；4-3—數(shù)據(jù)線穿出口 ；5—排氣閥；
[0028]6—第一氣壓表；7—第一輸氣管；8—第二截?cái)嚅y；
[0029]9 一第二流量計(jì)；10—第三輸氣管；11 一空氣發(fā)生器；
[0030]12—氮?dú)馄浚?3—減壓閥；14一第二輸氣管；
[0031]15—集氣容器；16—第四輸氣管；17—第三截?cái)嚅y；
[0032]18—第一截?cái)嚅y；19一第一流量計(jì)；20—第二氣壓表；
[0033]21—傳感器支撐框架；22—溫度傳感器；23—壓力傳感器；
[0034]24—數(shù)據(jù)采集巡檢儀；25—絕熱層；26—保溫層；
[0035]27—密封墊圈。
【具體實(shí)施方式】
[0036]如圖1和圖2所示的一種煤巖蠕變過程中自燃特性測試用實(shí)驗(yàn)裝置，包括用于盛裝煤樣的盛煤容器4、用于向所述盛煤容器4內(nèi)的煤樣施加靜態(tài)壓力的施壓機(jī)構(gòu)1、用于向所述盛煤容器4輸入空氣和氮?dú)獾幕旌蠚怏w的充氣系統(tǒng)和用于采集所述盛煤容器4輸出氣體的氣體采集裝置，所述盛煤容器4的上端設(shè)置有用于與所述施壓機(jī)構(gòu)