[实用新型]一种程控升温的煤自然发火特征参数测试装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种程控升温的煤自然发火特征参数测试装置。

背景技术

自燃火灾作为矿井五大自然灾害之一，对我国煤炭生产影响非常严重。根据统计数据，我国煤矿自燃火灾约占矿井火灾的70％，在已开采过的220个综放工作面中发生了约182次自燃火灾事故，一些自然发火严重的矿区，如兖州、抚顺、鹤岗、窑街、义马、淮南和六枝等矿区，其自然发火占矿井火灾次数的90％以上。据不完全统计，50％以上的国有重点煤矿都存在自然发火危险。

据初步估算，煤田自燃每年至少造成200亿元的经济损失。造成了我国煤炭行业巨大的资源浪费，并且煤自然发火产生大量有毒有害气体，威胁井下工作人员的人身安全。为了能够给现场火灾防治工作提供切实可靠的对策，必须对煤自然发火特征参数进行研究。

煤自然发火是指煤在氧气浓度适宜情况下，经历对氧的物理吸附、化学吸附及化学反应，所释放的热量积聚致使煤体逐渐升温，温度到达着火点燃烧的过程。不同矿井煤层的自然发火状况不同，原因在于不同煤层的其自然发火特性不同。要了解煤的自然发火特性，就要针对煤的自然发火特征，诸如温度、临界氧浓度、耗氧速度、放热强度、CO等指标气体产生种类和浓度进行测试分析。目前对于煤自然发火特性参数研究的装置，体型较大，功能较为齐全，但测试时间太长，测试成本也太高；体型较小的，虽然测试时间明显缩短，但能够检测的温度较低，且功能比较单一。

综上所述，现有技术中缺少成本较低、体型较小，功能比较齐全的煤自然发火特征参数测试装置。

实用新型内容

为了解决测试装置体型大则测试时间长、成本高，体型小则功能单一的技术问题，本实用新型提供了一种程控升温的煤自然发火特征参数测试装置。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种程控升温的煤自然发火特征参数测试装置，包括供气装置，升温装置和分析装置，所述供气装置包括空气供气部分和氮氧供气部分，所述空气供气部分包括空气泵和第一稳压阀，所述氮氧供气部分包括氧气瓶、氮气瓶、第二稳压阀和稳流阀；所述升温装置包括金属外壳、保温层、电热丝、石棉、测温槽、盛煤容器和程控升温机构，所述金属外壳、所述保温层、所述电热丝和所述石棉由外向内排列布置，形成一个升温装置腔体；所述分析装置包括第一温度传感元件、第二温度传感元件、温度转换器、冷凝器、干燥器、气相色谱分析仪和工作站。

在上述测试装置中，所述供气装置通过三通控制阀和供气管路将所述空气供气部分和所述氮氧供气部分与所述升温装置连接；所述分析装置通过出气管路与所述升温装置连接，所述第一温度传感元件放置于所述升温装置腔体内，所述第二温度传感元件放置于所述测温槽内。

在上述测试装置中，在对煤自然发火特征参数测试时，将测试煤体放置于所述升温装置腔体内的所述盛煤容器内。

在上述测试装置中，所述空气供气部分还包括浮子流量计。

在上述测试装置中，所述氮氧供气部分还包括减压阀、气阻和气体质量流量控制器。

在上述测试装置中，所述升温装置还包括预热机构，所述预热机构连接在所述供气管路和所述盛煤容器之间。

在上述测试装置中，所述升温装置还包括一个承托机构，用于放置所述测试煤体。

在上述测试装置中，所述升温装置腔体内的所述测温槽一端伸入所述盛煤容器内，且所述伸入的一端封闭，测试时，不与所述测试煤体接触。

在上述测试装置中，所述升温装置腔体内的盛煤容器包括上盖、主体和下盖，所述上盖、下盖和主体通过螺纹和密封圈固定连接。

在上述测试装置中，所述预热机构是一组铜管。

在上述测试装置中，所述承托机构是多层铜丝网。

在上述测试装置中，所述第一温度传感元件和第二温度传感元件均是铂电阻温度传感器。

本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

①本实用新型提供的煤自然发火特征参数测试装置，由于采用三通控制阀同时在供气管路上连接有空气供气部分和氮氧供气部分，因此，本实用新型可以针对不同的两种实验条件进行测试分析。

②本实用新型提供的煤自然发火特征参数测试装置，由于采用程控升温方法控制测试煤体的升温过程，操作方便，测试结果更准确。

③本实用新型提供的煤自然发火特征参数测试装置，由于增加了预热机构，可以使测试煤体能在较快时间内达到自然发火状态，极大的缩短了测试时间。

附图说明