[发明专利]一种矿用微胶囊阻化剂抗压强度试验系统及试验方法

说明书

本发明公开了一种矿用微胶囊阻化剂抗压强度试验系统及试验方法，试验系统的压力控制部分包括液压泵站和主加载液压缸，主加载液压缸固定安装在试验平台上；测试部分包括副加载液压缸和压力容器，副加载液压缸的活塞Ⅱ与主加载液压缸的活塞Ⅰ通过活塞杆连接为一体结构，副加载液压缸的大腔端设有载体液注入口，压力容器与副加载液压缸的大腔端连通连接，压力容器上设有微胶囊阻化剂注入口和混合液排出口；检测部分包括通过进样管路与混合液排出口连接的液相色谱仪。本发明能够在准确还原微胶囊阻化剂在高压管路输送过程中的真实受压情况的前提下实现准确测定微胶囊阻化剂的抗压强度，可以为确定合适的管道注入压力提供理论基础和数据支持。

技术领域

本发明涉及一种抗压强度试验系统及试验方法，具体是一种适用于对矿用微胶囊阻化剂进行抗压强度试验的试验系统及试验方法，属于矿用灭火阻化技术领域。

背景技术

煤炭开采过程中，煤自燃是威胁煤炭安全开采的主要自然灾害之一。煤自燃不仅损毁和浪费煤炭资源、而且产生的有毒有害气体对人员身心健康构成严重威胁，在一定条件下甚至会导致瓦斯、煤尘爆炸等重特大恶性事故，严重威胁矿井的安全生产。

现有技术中通常采用向矿井煤自燃区域内注入阻燃浆液、或注入惰性气体、或注入阻燃泡沫、或注入阻燃阻化剂以防治煤自燃，其中向矿井煤自燃区域内注入微胶囊阻化剂是近年来研发出的高效防治煤自燃技术。微胶囊阻化剂通常由壁材和包裹于壁材内部的阻化芯材构成，当煤自热升温至壁材的熔点时，壁材熔化破裂释放出内部的阻化芯材，阻化芯材能够和煤中活性基团发生反应、抑制脂氧自由基或脂过氧自由基的生成，进而使煤的氧化反应中断、有效阻止煤自燃过程，实现阻燃阻化剂在指定温度条件下及时发挥阻化作用。

实施防灭火措施时，由于矿井煤自燃区域多处于矿井采空区等较为危险的封闭地带，因此通常采用高压管路将微胶囊阻化剂等防灭火材料注入至矿井煤自燃区域内部。但由于微胶囊阻化剂的壁材质地较软，在高压输送管路中输送时极易受压破裂、进而导致阻化芯材流失，从而往往无法达到预期的阻化效果。目前尚缺乏有效可行的方法来精确测定微胶囊阻化剂的抗压强度，而常规的针对岩样或煤样的单轴抗压强度测试系统和三轴抗压测试系统均无法准确还原微胶囊化阻化剂在高压管路输送过程中的真实受压情况，且微胶囊阻化剂颗粒较小，测试过程中很难观察其受压破裂情况。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种矿用微胶囊阻化剂抗压强度试验系统及试验方法，能够在准确还原微胶囊阻化剂在高压管路输送过程中的真实受压情况的前提下实现准确测定微胶囊阻化剂的抗压强度，进而可以为达到预期的阻化效果而确定合适的管道注入压力提供理论基础和数据支持。

为实现上述目的，本矿用微胶囊阻化剂抗压强度试验系统包括压力控制部分、测试部分、检测部分和集中电控部分；

所述的压力控制部分包括液压泵站和主加载液压缸；液压泵站上设有压力计，液压泵站通过泵压输出管路和回油管路与主加载液压缸安装连接；主加载液压缸的缸体端通过支撑架固定安装在试验平台上、且主加载液压缸的活塞杆竖直向下伸出设置；

所述的测试部分包括副加载液压缸和压力容器；副加载液压缸是顶端开放的桶型结构，副加载液压缸的底端固定安装在试验平台上、且副加载液压缸与主加载液压缸同轴设置，副加载液压缸的活塞Ⅱ与主加载液压缸的活塞Ⅰ通过主加载液压缸的活塞杆连接为一体结构，副加载液压缸的大腔端设有载体液注入口；具有密闭空腔的压力容器通过载体液连通管路与副加载液压缸的大腔端连通连接、且载体液连通管路上设有可防止载体液回流至副加载液压缸的单向阀，压力容器上设有微胶囊阻化剂注入口和混合液排出口；

所述的检测部分包括液相色谱仪，液相色谱仪通过进样管路与混合液排出口连接；

所述的集中电控部分包括中央控制器、加载控制回路、检测控制回路和数据采集记录输出回路，中央控制器分别与液压泵站、压力计和液相色谱仪电连接。

作为本发明的进一步改进方案，检测部分还包括超声清洗仪，与中央控制器电连接的超声清洗仪连通设置在进样管路上。