本实用新型专利技术提供一种模拟煤自燃时巷道烟气成分变化及运移规律的实验系统。该实验系统包括：煤样加热部，用于给其加热棒通电后给煤样罐内煤样加热升温，产生该实验系统模拟煤自燃时的烟气；模拟巷道部，包括与煤样罐连接的巷道主体模型和设置于巷道主体模型上的多个圆形探测孔；气体成分测量部，用于测定所述烟气的成分，包括气体收集器及与气体收集器连接的气相色谱分析仪；温度传感器；胶皮管及与其连接的U型压差计，用于测量所述烟气的压力变化情况；及用于观察所述烟气运移规律的视窗。该系统减小了设备的体积和重量，降低了制作成本和操作难度，能设置多种模拟条件，提高了实验系统的灵活性与稳定性。
【技术实现步骤摘要】
【专利说明】1.
本技术专利属于矿山安全煤自然发火实验领域，具体涉及一种模拟煤自燃时巷道烟气成分变化及运移规律实验系统的设计。2.
技术介绍
煤炭自然发火时，巷道内风流被加热，温度缓慢上升，且会释放甲烷、一氧化碳、二氧化碳、乙烷、乙烯、乙炔等气体，消耗巷道内氧气，使得巷道内气氛发生变化。当火势逐渐加剧，进一步转化自燃火灾时，巷道风流温度进一步升高，且密度变化将较为明显。了解并掌握巷道内气氛、温度及密度变化规律情况，对矿井煤自燃预防及自燃火灾救灾具有重要意义。传统矿井火灾模拟实验装置，主要是模拟火灾发生后烟气流动规律及对风流影响，鲜有人设计一种实验装置模拟煤炭自然发火(内因火灾)时不同状态(风流、煤种、加热方式等)参数下巷道内风温、气体、气压及密度变化规律，以及巷道内风流运移规律。因此，有必要设计一种新型的模拟煤自燃时巷道烟气成分变化及运移规律实验系统，既能掌握煤自燃火灾发生后烟气流动规律及对风流影响，又能了解不同模拟条件下不同煤自燃阶段巷道内气氛与温度等参数变化规律。3.
技术实现思路
本技术的目的是为了设计一种模拟煤自燃时巷道烟气成分变化及运移规律实验系统，用于测量实验巷道内不同模拟条件下不同煤自燃阶段巷道内气氛与温度等参数变化规律及风流运移规律。本技术提供了一种模拟煤自燃时巷道烟气成分变化及运移规律实验系统，其特征在于能模拟不同条件下不同煤自燃阶段巷道内烟气变化，主要包括煤样加热部、模拟巷道部、气体成分测量部、温度测量部、压力测量部及烟气运移过程观察部。其中煤样加热部包括煤样罐、设置于所述煤样罐内的加热棒、连接于所述煤样罐的密封盖及设置于所述密封盖上的进气孔；模拟巷道部包括巷道主体模型和设置于所述巷道主体模型上的多个圆形探测孔；气体成分测量部包括气体收集器及与所述气体收集器连接的气相色谱分析仪；温度测量部包括温度传感器及与所述温度传感器连接的温度显示器；压力测量部包括胶皮管及与所述胶皮管连接的U型压差计；烟气运移过程观察部包括设置于所述巷道主体模型的视窗。所述的模拟煤自燃时巷道烟气成分变化及运移规律实验系统中所述煤样罐为圆形纯铜材质，在下端留有2cm的自由空间，在所述巷道主体模型底开口，通过螺纹与煤样罐顶部连接在一起。所述的模拟煤自燃时巷道烟气成分变化及运移规律实验系统中所述加热棒为在给其通电后能给所述煤样罐内煤样加热升温，产生该实验系统模拟煤自燃时的烟气；所述的模拟煤自燃时巷道烟气成分变化及运移规律实验系统中所述密封盖为圆形铜制材质，在密封盖中间位置留有加热棒安装口以及所述进气孔，与煤样罐之间加装密封圈。所述的模拟煤自燃时巷道烟气成分变化及运移规律实验系统中所述巷道主体模型为不锈钢材质的带有直角弯道方形巷道，在巷道主体模型顶部不同位置处留设不同功能的圆形探测孔。所述的模拟煤自燃时巷道烟气成分变化及运移规律实验系统中所述气体成分测量部通过留设在所述巷道主体模型顶部的圆形探测孔收集所述巷道主体模型内的烟气，输入气相色谱分析仪分析得出气体成分。所述的模拟煤自燃时巷道烟气成分变化及运移规律实验系统中所述温度测量部将温度传感器通过留设在所述巷道主体模型顶部的圆形探测孔伸入所述巷道主体模型中，通过与其连接的温度显示器读取所述巷道主体模型内不同位置的温度变化。所述的模拟煤自燃时巷道烟气成分变化及运移规律实验系统中所述压力测量部通过在所述巷道主体模型中的圆形探测孔上连接U型压差计测量所述巷道主体模型不同位置的压力变化情况。所述的模拟煤自燃时巷道烟气成分变化及运移规律实验系统中所述视窗是耐高温的石英玻璃材质方形透明窗口，且放置在所述巷道主体模型的侧面；用于观察由所述煤样罐内产生并进入所述巷道主体模型中的烟气的运移规律。本技术可以通过调节风流大小、改变加热方式、换用不同煤种等措施，改变模拟煤自然发火时的不同状态参数，实现对于不同模拟条件不同煤自燃阶段下巷道内风温、气体、气压及密度变化规律，以及巷道主体模型内风流运移规律的研宄。该技术能够实现对于煤自燃发火全过程中的巷道内气氛与温度等参数变化规律及风流运移规律的测量，具有投资少、可操作性强等特点，对于研宄发火巷道中各物理状态参数有重要意义。4.【附图说明】具体附图见说明书附图，其中图1模拟煤自燃时巷道烟气成分变化及运移规律实验系统正视图图2模拟煤自燃时巷道烟气成分变化及运移规律实验系统左视图图3模拟煤自燃时巷道烟气成分变化及运移规律实验系统俯视图图4模拟煤自燃时巷道烟气成分变化及运移规律实验系统A-A剖视图图中各部分功能是:1、密封盖是封闭煤样罐；2、进气孔是通空气；3、加热棒是给煤样罐内煤样加热升温；4、煤样罐是盛装煤样；5、视窗是观测巷道主体模型内烟气变化；6、温度(或压力)探测孔是测定巷道主体模型内气体温度(或压力)；7、气体成分(或压力)探测孔是导出巷道主体模型内气体进行分析(或测定巷道主体模型内气体压力)；8、巷道主体模型。5.【具体实施方式】下面结合附图和实施例对本技术进一步说明。本技术是模拟煤自燃时巷道烟气成分变化及运移规律实验系统，该系统包括煤样加热部、模拟巷道部、气体成分测量部、温度测量部、烟气运移过程观察部。(一)煤样装入与加热。取适量煤样装入煤样罐(4)中，然后通过螺纹将其与巷道主体模型(8)固定到一起。给加热棒(3)通电，并通过进气孔(2)往煤样罐(4)通入适量空气。(二)烟气运移过程观察。在给煤样罐中煤样加热过程中，可以通过视窗(5)观察不同模拟条件不同煤自燃阶段时巷道主体模型(8)中烟气的运移规律。(三)气体成分测量。利用留设在巷道主体模型⑶上的气体成分探测孔(7)，通过气体收集器将不同模拟条件不同煤自燃阶段时巷道主体模型(8)不同位置处的气体收集，输入气相色谱分析仪中测定气体成分。(四)温度测量。将温度传感器插入留设在巷道主体模型(8)上不同位置处的温度探测孔出)，通过与其连接的温度显示器读取不同模拟条件不同煤自燃阶段时巷道主体模型不同位置的气体温度。(五)压力测量。将胶皮管插入留设在巷道主体模型⑶上不同位置处的压力探测孔((6)和(7))，然后连接上U型压差计，读取不同模拟条件不同煤自燃阶段时巷道主体模型(8)不同位置的压力变化。【主权项】1.一种模拟煤自燃时巷道烟气成分变化及运移规律的实验系统，其特征在于，包括: 煤样加热部，包括煤样罐、设置于所述煤样罐内的加热棒、连接于所述煤样罐的密封盖及设置于所述密封盖上的进气孔；所述加热棒在通电后给所述煤样罐内煤样加热升温，产生该实验系统模拟煤自燃时的烟气； 模拟巷道部，包括巷道主体模型和设置于所述巷道主体模型上的多个圆形探测孔；巷道主体模型底部与所述煤样罐连接； 气体成分测量部，用于测定所述烟气的成分；包括气体收集器及与所述气体收集器连接的气相色谱分析仪； 温度测量部，用于测量及读取所述烟气的温度值；包括温度传感器及与所述温度传感器连接的温度显示器； 压力测量部，包括胶皮管及与所述胶皮管连接的U型压差计；用于测量由所述煤样罐内产生的所述烟气进入所述巷道主体模型时，所述巷道主体模型不同位置处的压力变化情况； 烟气运移过程观察部，包括设置于所述巷道主体模型的视窗，透过所述视窗观察由所述煤样罐内产生并进入所述巷道主体模型中的烟气的运移规律。2本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种模拟煤自燃时巷道烟气成分变化及运移规律的实验系统，其特征在于，包括：煤样加热部，包括煤样罐、设置于所述煤样罐内的加热棒、连接于所述煤样罐的密封盖及设置于所述密封盖上的进气孔；所述加热棒在通电后给所述煤样罐内煤样加热升温，产生该实验系统模拟煤自燃时的烟气；模拟巷道部，包括巷道主体模型和设置于所述巷道主体模型上的多个圆形探测孔；巷道主体模型底部与所述煤样罐连接；气体成分测量部，用于测定所述烟气的成分；包括气体收集器及与所述气体收集器连接的气相色谱分析仪；温度测量部，用于测量及读取所述烟气的温度值；包括温度传感器及与所述温度传感器连接的温度显示器；压力测量部，包括胶皮管及与所述胶皮管连接的U型压差计；用于测量由所述煤样罐内产生的所述烟气进入所述巷道主体模型时，所述巷道主体模型不同位置处的压力变化情况；烟气运移过程观察部，包括设置于所述巷道主体模型的视窗，透过所述视窗观察由所述煤样罐内产生并进入所述巷道主体模型中的烟气的运移规律。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：谭波，张振，刘丹龙，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：新型
国别省市：北京;11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。