[发明专利]一种针对冲击破碎效应对煤体产生CO进行测试的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及矿山设备技术领域，尤其涉及一种针对冲击破碎效应对煤体产生CO进行测试的方法及装置。

背景技术

目前，煤层自燃火灾是矿井主要灾害之一，煤自燃防治是煤矿安全一项重要工作，煤自燃防治的关键在于早期预报，目前CO含量是煤自燃早期预报中最常用的指标，现场实践表明，除了煤自燃产生CO以外，常温环境下CO也存在，这严重制约了煤自燃科学准确预测预报。

通过研究发现，采煤机在进行循环割煤时，滚筒上的截齿会与煤体发生剧烈冲击破碎作用，该过程中会产生CO，这是由于煤的强烈冲击破碎可产生非氧化CO，煤被强烈冲击破碎时，煤结构中含氧官能团可被机械地激活并分解，产生CO，非氧化CO的出现，也给煤自燃早期预报带来了不确定性，但是现有技术中还没有一种专门的实验方法来探究冲击破碎效应对煤体产生CO的影响，某些尝试性的测试手段不确定性大、重复性低、效果差，因此有必要开发研究冲击破碎效应对煤体产生CO的影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种针对冲击破碎效应对煤体产生CO进行测试的方法及装置，该方法能分析不同条件下冲击破碎效应对煤体产生CO的不同作用，探究在不同冲击压力、冲击周期、冲击面积、应力破碎作用、旋转破碎条件和潮湿条件下煤体产生CO的规律。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种针对冲击破碎效应对煤体产生CO进行测试的方法，所述方法包括：

步骤1、采用低温钻孔取样法取得待测试煤样，并将所述煤样放入密闭样品罐中；

步骤2、将所述密闭样品罐中的煤样迅速取出，放入煤样室并用密封气囊密封；

步骤3、然后采用常压冲氮解析法，向所述煤样室中快速冲入氮气，将所述煤样室内原有的空气及CO全部吹出；

步骤4、设置空白对照实验和不同的实验变量，在不同的实验变量下对所述煤样进行冲击实验，并收集相应的实验数据；

步骤5、将上述空白对照试验以及不同实验变量条件下所获得的实验数据进行对比分析，探究在不同的实验变量下冲击破碎效应对煤体CO生成的影响。

本发明实施例还提供一种针对冲击破碎效应对煤体产生CO进行测试的装置，所述装置包括加压旋转系统、进出气系统、多组分气体测量系统和温湿度控制预测量系统，其中：

所述加压旋转系统包括冲击部件、伸缩旋转杆和液压控制器，通过驱动冲击部件对待测试煤样进行冲击加压和旋转破碎；

所述冲击部件连接至伸缩旋转杆，该伸缩旋转杆与所述液压控制器控制连接，并能在所述液压控制器的控制下上下伸缩和旋转，对待测试煤样施加冲击压力或以一定速度旋转施压；

所述进出气系统包括进气口、出气口和氮气瓶，通过氮气瓶和进气口向煤样室内注入氮气，并通过出气口将煤样室内气体导入色谱分析仪进行分析；

所述进气口设置于所述煤样室的外侧，并依此连接有流量计、控制阀和氮气瓶，其中：

所述流量计用来记录氮气瓶通入煤样室的气体流量；所述控制阀用来控制氮气瓶气体的流通；

所述多组分气体测量系统包括色谱分析仪，用于接收来自所述煤样室的气体，并检测其中的CO浓度，该色谱分析仪与所述进出气系统的出气口连通；

所述温湿度控制预测量系统包括雾化喷头、进水口、水箱和温度控制仪，用来对所述煤样室内的温度进行调控并实时显示，并通过雾化喷头对所述煤样室进行湿度控制；

所述雾化喷头位于所述煤样室内部，用来将水雾化后喷洒在待测试煤样的上表面，该雾化喷头依此连接有进水口和水箱；

所述温度控制仪位于所述煤样室的外侧，用于对所述煤样室内的温度进行调控。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，上述方法及装置能分析不同条件下冲击破碎效应对煤体产生CO的不同作用，探究在不同冲击压力、冲击周期、冲击面积、应力破碎作用、旋转破碎条件和潮湿条件下煤体产生CO的规律，从而提高煤自燃早期预报的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例提供针对冲击破碎效应对煤体产生CO进行测试的方法流程示意图；

图2为本发明实施例所提供针对冲击破碎效应对煤体产生CO进行测试的装置整体结构示意图；

图3为本发明实施例所提供装置的另一整体结构示意图。