地下煤火综合实验装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了地下煤火综合实验装置，包括空气压缩机、第一气体流量计、底端保温盖、空气分布器、主正圆柱周面状刚性保温筒、正圆柱周面状耐火筒、棒状温度传感器、温度巡检仪、刚性耐火取样管、耐火保温塞、电加热器、顶端保温盖、第二气体流量计、烟气分析仪及压差计。本发明专利技术能模拟并验证地下煤火煤氧化燃烧污染物产出规律及其与地下煤火煤燃烧工况的耦合规律。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了地下煤火综合实验装置，包括空气压缩机、第一气体流量计、底端保温盖、空气分布器、主正圆柱周面状刚性保温筒、正圆柱周面状耐火筒、棒状温度传感器、温度巡检仪、刚性耐火取样管、耐火保温塞、电加热器、顶端保温盖、第二气体流量计、烟气分析仪及压差计。本专利技术能模拟并验证地下煤火煤氧化燃烧污染物产出规律及其与地下煤火煤燃烧工况的耦合规律。【专利说明】地下煤火综合实验装置
本专利技术属于煤炭样品燃烧模拟测试技术，特别是地下煤火综合实验装置。
技术介绍
地下煤火是伴生煤炭资源开发的一种自然灾害，在世界主要产煤国普遍存在，其中尤以中国新疆地区煤火最为严重。新疆属干旱、半干旱大陆气候，地表植被覆盖率低，土壤盐碱化、沙漠化强烈，地表及地下水资源短缺且分布不均衡，沙漠化面积逐年增加，生态系统十分脆弱，属典型的绿洲生态环境。新疆地区煤炭资源开发伴生的自然生态环境形式十分严峻，而煤火即是典型的资源-环境-生态问题之一。据最新资料统计，截止2008年底，新疆地区在燃煤田火区49处，其中22处为新增火区。火区面积9.061X106m2，每年燃烧损失煤炭资源达812.6万t，直接经济损失达10亿元。 新疆地区煤火点主要分布于环准噶尔盆地、塔里木盆地、吐哈盆地和伊犁盆地的山前冲积区域，如准南煤田、准东煤田、准北煤田、伊北煤田、伊南煤田、沙尔湖煤田、大南湖煤田、塔北煤田、乌恰煤田、塔西煤田和塔东预测区等区域。这些煤炭赋存及煤火分布区域是新疆地表水系及地下潜水系的主要路径及补给路径，也是新疆绿洲经济区的上游区域。由于新疆冰川、高山积雪水源为工农业生产、生活用水的主要补给水源，伴生新疆煤炭资源开发的严重煤火势必会对区域生态环境造成严重影响。煤火对区域生态环境的破坏的主要体现为:①对土地、土壤资源及地表植被的破坏。与煤矿开采一样，随煤火的蔓延，燃烧空洞上覆岩层受自身重力的影响会发生破断，进而导致地表下沉和坍塌。煤火的热效应也使火区及其影响区域地表及围岩温度升高，土壤涵养的水分蒸发，地表植被的生长条件遭到破坏，导致植被死亡对地表、地下水资源的污染与破坏。由于煤火的热效应，煤层及围岩所含的重金属元素会富集，火区裂隙、孔隙发育，流经火区的雨水、雪水等可能裹挟这些重金属元素流入和渗入地表及地下水系，从而造成对水资源的污染；③对大气环境的污染。煤火对大气环境的污染和破坏有两个层面的含义，即火灾烟气对低空大气环境的污染和其释放的温室气体对大气臭氧层的破坏。 如何科学评价地下煤火环境影响，定量揭示煤火对区域环境影响的作用机理，是煤火研究领域亟需解决的重要课题，其中火区燃烧系统热动力特性及火区煤燃烧污染物产出、富集规律是煤火环境影响研究的核心内容。煤火燃烧污染物产出富集规律与火区燃烧系统煤燃烧工况温度、气氛及供氧等密切相关，而燃烧工况与燃烧煤层煤质、火区内、外传热、传质关联。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种地下煤火综合实验装置，能模拟并验证地下煤火煤氧化燃烧污染物产出规律及其与地下煤火煤燃烧工况的耦合规律。 本专利技术的目的是这样实现的:一种地下煤火综合实验装置，包括空气压缩机、第一气体流量计、底端保温盖、空气分布器、主正圆柱周面状刚性保温筒、正圆柱周面状耐火筒、棒状温度传感器、温度巡检仪、刚性耐火取样管、耐火保温塞、电加热器、顶端保温盖、第二气体流量计、烟气分析仪及压差计；空气分布器由若干沿圆周向延伸而连通成呈正圆环形的环形通流管和至少两个沿直线延伸的直线段状通流管构成，所有环形通流管沿圆周向延伸而连通成的正圆环其半径数值彼此相异，所有环形通流管与所有直线段状通流管均基本位于同一平面内，任意两环形通流管两者中半径较大的一环形通流管总是环绕半径较小的另一环形通流管，所有环形通流管沿圆周向延伸而连通成的正圆环其几何圆心点相重合，所有直线段状通流管仅相互交汇于一点而连通且其唯一交汇点与所有环形通流管相重合的几何圆心点相重合，所有直线段状通流管相应沿所有环形通流管沿圆周向延伸而连通成的正圆环径向延伸并与每一环形通流管交汇而连通，所有环形通流管和所有直线段状通流管各自散布地设置有穿透其各自顶侧管壁的出气孔，所有直线段状通流管位于其与所有环形通流管相重合的几何圆心点相重合的唯一交汇点的管体设置有穿透其底侧管壁的进气孔；在主正圆柱周面状刚性保温筒内部安固着被主正圆柱周面状刚性保温筒环绕的正圆柱周面状耐火筒，正圆柱周面状耐火筒的外筒周壁以与主正圆柱周面状刚性保温筒接触的方式覆盖主正圆柱周面状刚性保温筒内筒周壁；主正圆柱周面状刚性保温筒底端筒口相应具有的环形端壁固装有至少密封正圆柱周面状耐火筒底端筒口的底端保温盖，底端保温盖设置有沿其厚度方向穿透其盖体的第一通孔，主正圆柱周面状刚性保温筒顶端筒口相应具有的环形端壁配装有密封正圆柱周面状耐火筒顶端筒口但又可脱离主正圆柱周面状刚性保温筒与正圆柱周面状耐火筒的顶端保温盖，顶端保温盖设置有沿其厚度方向穿透其盖体的第二通孔；主正圆柱周面状刚性保温筒设置有分别沿其厚度方向穿透其筒周壁且朝其相应形成的沿直线延伸的直线段状筒体长度方向均布的第一穿孔与第二穿孔及至少一个沿其厚度方向穿透其筒周壁的第五穿孔，正圆柱周面状耐火筒设置有分别沿其厚度方向穿透其筒周壁且朝其相应形成的沿直线延伸的直线段状筒体长度方向均布的第三穿孔与第四穿孔及至少一个沿其厚度方向穿透其筒周壁的第六穿孔，棒状温度传感器分别经第一穿孔穿过主正圆柱周面状刚性保温筒并经第三穿孔穿过正圆柱周面状耐火筒且其首端的温度探头伸入正圆柱周面状耐火筒内部筒腔而其尾端的信号输出端露置在主正圆柱周面状刚性保温筒之外，至少棒状温度传感器穿过第三穿孔的棒段与第三穿孔静密封配合，刚性耐火取样管分别经第四穿孔穿过正圆柱周面状耐火筒且其首端的管口伸入正圆柱周面状耐火筒内部筒腔而其尾端的管口伸入第二穿孔内或者刚性耐火取样管分别经相应的第二穿孔穿过主正圆柱周面状刚性保温筒并经第四穿孔穿过正圆柱周面状耐火筒且其首端的管口伸入正圆柱周面状耐火筒内部筒腔而其尾端的管口而露置在主正圆柱周面状刚性保温筒之外，刚性耐火取样管其伸入第二穿孔内或露置在主正圆柱周面状刚性保温筒之外的尾端的管口配装有封堵其尾端的管口但又可脱离刚性耐火取样管的耐火保温塞，至少刚性耐火取样管穿过第四穿孔的管段与第四穿孔静密封配合，电加热器经第五穿孔穿过主正圆柱周面状刚性保温筒并经第六穿孔穿过正圆柱周面状耐火筒且电加热器首端的棒状电加热端头伸入正圆柱周面状耐火筒内部筒腔而其尾端的电源接线端头露置在主正圆柱周面状刚性保温筒之外，至少电加热器穿过第六穿孔的段体与第六穿孔静密封配合；棒状温度传感器尾端的信号输出端连接温度巡检仪的信号输入端，温度巡检仪接收并处理棒状温度传感器首端的温度探头相应在正圆柱周面状耐火筒内部筒腔里所感测到的温度数值信号；在正圆柱周面状耐火筒内部筒腔里的底部固装着空气分布器，空气分布器其具有的出气孔朝向正圆柱周面状耐火筒顶端筒口而其具有的进气孔朝向正圆柱周面状耐火筒底端筒口，所有环形通流管和所有直线段状通流管所在的同一平面与正圆柱周面状耐火筒沿直线延伸的直线段状筒体长度方向基本相垂直；空气压缩机的出气口连通第一气体流量计的进气口，第一气体流量计的出气口和压差计的一气压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种地下煤火综合实验装置，其特征在于：包括空气压缩机（13）、第一气体流量计（16）、底端保温盖（14）、空气分布器（17）、主正圆柱周面状刚性保温筒（5）、正圆柱周面状耐火筒（6）、棒状温度传感器（3）、温度巡检仪（2）、刚性耐火取样管（11）、耐火保温塞（12）、电加热器（10）、顶端保温盖（7）、第二气体流量计（9）、烟气分析仪（1）及压差计（18）；空气分布器（17）由若干沿圆周向延伸而连通成呈正圆环形的环形通流管（20）和至少两个沿直线延伸的直线段状通流管（19）构成，所有环形通流管（20）沿圆周向延伸而连通成的正圆环其半径数值彼此相异，所有环形通流管（20）与所有直线段状通流管（19）均基本位于同一平面内，任意两环形通流管（20）两者中半径较大的一环形通流管（20）总是环绕半径较小的另一环形通流管（20），所有环形通流管（20）沿圆周向延伸而连通成的正圆环其几何圆心点相重合，所有直线段状通流管（19）仅相互交汇于一点而连通且其唯一交汇点与所有环形通流管（20）相重合的几何圆心点相重合，所有直线段状通流管（19）相应沿所有环形通流管（20）沿圆周向延伸而连通成的正圆环径向延伸并与每一环形通流管（20）交汇而连通，所有环形通流管（20）和所有直线段状通流管（19）各自散布地设置有穿透其各自顶侧管壁的出气孔（22），所有直线段状通流管（19）位于其与所有环形通流管（20）相重合的几何圆心点相重合的唯一交汇点的管体设置有穿透其底侧管壁的进气孔（21）；在主正圆柱周面状刚性保温筒（5）内部安固着被主正圆柱周面状刚性保温筒（5）环绕的正圆柱周面状耐火筒（6），正圆柱周面状耐火筒（6）的外筒周壁以与主正圆柱周面状刚性保温筒（5）接触的方式覆盖主正圆柱周面状刚性保温筒（5）内筒周壁；主正圆柱周面状刚性保温筒（5）底端筒口相应具有的环形端壁固装有至少密封正圆柱周面状耐火筒（6）底端筒口的底端保温盖（14），底端保温盖（14）设置有沿其厚度方向穿透其盖体的第一通孔（15），主正圆柱周面状刚性保温筒（5）顶端筒口相应具有的环形端壁配装有密封正圆柱周面状耐火筒（6）顶端筒口但又可脱离主正圆柱周面状刚性保温筒（5）与正圆柱周面状耐火筒（6）的顶端保温盖（7），顶端保温盖（7）设置有沿其厚度方向穿透其盖体的第二通孔（8）；主正圆柱周面状刚性保温筒（5）设置有分别沿其厚度方向穿透其筒周壁且朝其相应形成的沿直线延伸的直线段状筒体长度方向均布的第一穿孔与第二穿孔及至少一个沿其厚度方向穿透其筒周壁的第五穿孔，正圆柱周面状耐火筒（6）设置有分别沿其厚度方向穿透其筒周壁且朝其相应形成的沿直线延伸的直线段状筒体长度方向均布的第三穿孔与第四穿孔及至少一个沿其厚度方向穿透其筒周壁的第六穿孔，棒状温度传感器（3）分别经第一穿孔穿过主正圆柱周面状刚性保温筒（5）并经第三穿孔穿过正圆柱周面状耐火筒（6）且其首端的温度探头伸入正圆柱周面状耐火筒（6）内部筒腔而其尾端的信号输出端露置在主正圆柱周面状刚性保温筒（5）之外，至少棒状温度传感器（3）穿过第三穿孔的棒段与第三穿孔静密封配合，刚性耐火取样管（11）分别经第四穿孔穿过正圆柱周面状耐火筒（6）且其首端的管口伸入正圆柱周面状耐火筒（6）内部筒腔而其尾端的管口伸入第二穿孔内或者刚性耐火取样管（11）分别经相应的第二穿孔穿过主正圆柱周面状刚性保温筒（5）并经第四穿孔穿过正圆柱周面状耐火筒（6）且其首端的管口伸入正圆柱周面状耐火筒（6）内部筒腔而其尾端的管口而露置在主正圆柱周面状刚性保温筒（5）之外，刚性耐火取样管（11）其伸入第二穿孔内或露置在主正圆柱周面状刚性保温筒（5）之外的尾端的管口配装有封堵其尾端的管口但又可脱离刚性耐火取样管（11）的耐火保温塞（12），至少刚性耐火取样管（11）穿过第四穿孔的管段与第四穿孔静密封配合，电加热器（10）经第五穿孔穿过主正圆柱周面状刚性保温筒（5）并经第六穿孔穿过正圆柱周面状耐火筒（6）且电加热器（10）首端的棒状电加热端头伸入正圆柱周面状耐火筒（6）内部筒腔而其尾端的电源接线端头露置在主正圆柱周面状刚性保温筒（5）之外，至少电加热器（10）穿过第六穿孔的段体与第六穿孔静密封配合；棒状温度传感器（3）尾端的信号输出端连接温度巡检仪（2）的信号输入端，温度巡检仪（2）接收并处理棒状温度传感器（3）首端的温度探头相应在正圆柱周面状耐火筒（6）内部筒腔里所感测到的温度数值信号；在正圆柱周面状耐火筒（6）内部筒腔里的底部固装着空气分布器（17），空气分布器（17）其具有的出气孔（22）朝向正圆柱周面状耐火筒（6）顶端筒口而其具有的进气孔（21）朝向正圆柱周面状耐火筒（6）底端筒口，所有环形通流管（20）和所有直线段状通流管（19）所在的同一平面与正圆柱周面状耐火筒（6）沿直线延伸的直线段状筒...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曾强，塔西甫拉提·特依拜，蔡忠勇，王涛，金士魁，珊珠，聂静，
申请(专利权)人：新疆维吾尔自治区煤炭科学研究所，新疆大学，
类型：发明
国别省市：新疆;65