一种煤样升温模拟试验台制造技术

本实用新型专利技术公开了一种煤样升温模拟试验台，包括空气发生装置、温控箱体、对所述温控箱体内部进行加热控制的温度控制装置和气体检测装置；温控箱体的内部设置有煤样放置平台，在温控箱体的底部开设有进气口，并通过导气管与所述空气发生装置连通，温控箱体的顶部开设有排气口，并通过导气管与所述气体检测装置连通；在温控箱体的排气口处安装有泄压装置。本实用新型专利技术述及的煤样升温模拟试验台，体积小，需煤量少，实验可操作性强，能够真实模拟井下煤的升温氧化过程，检测出煤样升温氧化过程中的指标气体，进而对煤矿生产过程中的煤炭自燃起到很好的预防作用。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

Coal sample heating simulation test bed

The utility model discloses a coal heating test bench, including air generating device, temperature control box, temperature control device and gas detection device for heating control inside the temperature control box; internal temperature control box is arranged in the coal sample placing platform, temperature control box body is provided with a gas inlet, and a guide gas pipe and the air generator connected, temperature control box body is arranged on the top of the exhaust port, and communicated through the guide pipe and the exhaust gas detection device; temperature control box opening is equipped with a pressure relief device. The utility model relates to the coal heating test bench, small volume, small amount of coal, the maneuverability is strong, can simulate the heating and oxidation process of the coal, coal gas heating index detected during the oxidation process, and a good preventive effect on coal spontaneous combustion in the coal mine production process play.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种煤样升温模拟试验台。
技术介绍
我国是世界上少数几个以煤作为主要能源的国家之一，同时也是世界产煤大国。煤炭在我国一次性能源消费中占76%，在国民经济中占有十分重要的地位。众所周知，煤具有自燃的性质，尤其是那些低品位的烟煤，当从环境中吸收的热量大于释放到环境中的热量时自燃现象就会发生。据不完全统计，我国国有煤矿自然发火危险矿井占到60%，煤矿每年都会因火灾造成人员重大伤亡，造成了数十亿元的经济损失，煤炭自燃不仅浪费煤炭资源，而且会引起严重的环境污染和生态平衡的破坏。关于煤的自燃问题，从17世纪就已开始探索，并提出了许多的理论。100多年来，人们曾提出多种煤炭自燃学说，试图能够阐述清楚煤炭的自燃，主要有黄铁矿学说、细菌学说和煤氧化合学说等十余种，其中，煤氧化合学说已得到众多学者的证实并认同，这个学说认为煤的自燃是空气中的氧在常温下与煤氧化作用产生的热量聚集引起的，这种作用主要体现在煤中的碳化物氧化造成的，煤自身具有吸氧聚热着火的特性，这种特性被称为煤的自然倾向性，由此引发的火灾称为自然发火。20世纪90年代以来，世界各国学者相继建立了大型自然发火实验台，其中，法国的实验台装煤5t，美国的实验台装煤13t，前苏联的实验台装煤4t,英国的实验台装煤It,`日本的实验台装煤0.3t,新西兰的实验台装煤0.17t,中国的实验台装煤0.85t和1.5t，来对煤层自燃过程进行模拟，分析预测实际开采条件下煤炭自燃危险程度。然而，做大型模拟试验的时候实验模拟工作量大、周期长、影响干扰因素多。
技术实现思路
本技术实施例的目的在于提出一种煤样升温模拟试验台，需煤量少，实验可操作性强，能够真实模拟井下煤的升温氧化过程，检测出煤样升温氧化过程中的指标气体，进而对煤矿生产过程中的煤炭自燃起到很好的预防作用。为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案:一种煤样升温模拟试验台，包括空气发生装置、温控箱体、对所述温控箱体内部进行加热控制的温度控制装置和气体检测装置；温控箱体的内部设置有煤样放置平台，在温控箱体的底部开设有进气口，并通过导气管与所述空气发生装置连通，温控箱体的顶部开设有排气口，并通过导气管与所述气体检测装置连通；在温控箱体的排气口处安装有泄压>J-U装直。优选地，所述空气发生装置采用空气发生器、或鼓风机。优选地，所述气体检测装置为气象色谱仪。优选地，所述温控箱体的内壁采用不锈钢材料制成，外壁采用碳钢冷轧板材料制成，在温控箱体的内壁与外壁之间充填有高密度硅酸铝纤维。优选地，所述温度控制装置，包括温控仪和电加热元件，温控仪，内部设置有温度传感器，用于对所述煤样放置平台上的煤样温度变化进行实时监测，电加热元件安装在所述温控箱体的内部；所述电加热元件采用不锈钢羽翼散热片加热管。优选地，所述电加热元件的升温速度为3°C /分钟 20°C /分钟。优选地，所述煤样放置平台位于所述进气口上方25mm 35mm处，该煤样放置平台采用铜网材质。优选地，所述温控器箱体的某一侧壁上设置有开关门体，开关门体的内壁采用不锈钢材料制成，外壁采用碳钢冷轧板材料制成，在开关门体的内壁与外壁之间充填有高密度硅酸铝纤维；在开关门体处还设置有石棉密封材料。优选地，所述泄压装置包括泄压阀、以及用于检测所述温控箱体内部压力的压力表。本技术具有如下优点:(I)本技术述及的煤样升温模拟试验台，体积小，需煤量少，实验可操作性强，能够真实模拟井下煤的升温氧化过程，检测出煤样升温氧化过程中的指标气体，得出不同煤样的升温氧化规律，从而对煤矿生产过程中的煤炭自燃起到很好的预防作用。(2)本技术结构简单，能够根据不同煤矿、不同煤层埋藏深度和不同煤质条件设置相应的温控箱体温度，观察在上述不同参数指标下气体产生的试验结果，使用灵活方便。(3)本技术中的温度传感器，可以实时测定升温过程中煤样内部温度的变化，实现全过程中煤样温度和指标气体的记录与分析。(4)本技术在排气口处设置有泄压装置，当温控箱体内的压力达到极限时，通过人工泄压控制箱体内压力，保证实验过程的安全性并确保实验结果的准确性。附图说明图1为本技术实施例中一种煤样升温模拟试验台的结构示意图；图2为图1中温控箱体的正面视图；图3为图1中温控箱体的侧面视图，图中示出了温控箱体的左侧门处于打开时的状态。具体实施方式以下结合附图以及具体实施方式对本技术作进一步详细说明:结合图1至3所示，一种煤矿升温模拟试验台，主要包括空气发生装置1、温控箱体2、温度控制装置(图中未示出)和气体检测装置4。在温控箱体2的内部设置有煤样放置平台5，用于放置煤样，在温控箱体的底部开设有进气口 10，并通过导气管与空气发生装置I连通，温控箱体的顶部开设有排气口 11，并通过导气管与气体检测装置4连通。此外，在温控箱体的排气口处安装有泄压装置3，包括泄压阀和压力表，压力表用于检测控箱体内部压力，当温控箱体2内部压力超过一定值(安全值)后，人工手动操作泄压。优选地，空气发生装置采用空气发生器、或鼓风机。试验过程中，由空气发生装置I向温控箱体2通入空气，并且由流量计控制进气量的多少，同时在温控箱体2的排气口处也设置有流量计用于控制排气量的多少。温控箱体的内壁采用不锈钢材料制成，外壁采用2.5mmA3碳钢冷轧板材料制成，板金折弯焊接铆钉拼接，在温控箱体的内壁与外壁之间充填有100K级高密度硅酸铝纤维，温控箱体的内外壁之间厚度达到200_，通过温度控制装置可对温控箱体2内部温度、温控方式及氧化时间等参数进行控制，其可控温度为室温到650°C，控温精度为±0.5°C。温控箱体的增强材料为6#角钢，箱体顶部框架材料和底部框架材料均使用5#角钢。温控器箱体2的某一侧壁上设置有开关门体，用于向温控箱体2内部放置煤样，开关门体的内壁采用不锈钢材料制成，外壁采用2.5mmA3碳钢冷轧板材料制成，板金折弯焊接铆钉拼接。为了保证温控箱体2的密封性能，同时使得整个温控箱体能够承受因为升温带来的巨大压力，采用合金铰链7和手摇链轮开关8来控制开关门体的打开与闭合，如图2所示，同时在开关门体的内壁与外壁之间充填有100K级高密度硅酸铝纤维密封，开关门体自身的厚度也达到200_。在开关门体处设置有石棉密封材料，起到密封保温的效果。温度控制装置，包括温度控制按钮6、温控仪和电加热元件，控制开关温度控制按钮6设置在温控箱体上，用于控制实验设定的温度，当温度达到设定要求时，温度控制按钮6断开，通过温控箱体进行保温；温控仪，内部设置有温度传感器，用于对煤样放置平台5上的煤样温度变化进行实时监测，优选地，温度传感器被置于每一个试验煤样内部，电加热元件安装在温控箱体的内部，采用不锈钢羽翼散热片加热管，升温速度要求:TC/分钟以上，不能超过20°C /分钟，室温升到300°C需20分钟左右。优选地，本技术中的温控仪，采用余姚LED7512智能数显温控仪(带程序)，控温精度±1°C，带PID调节，自动恒温，测温装置为不锈钢铠甲PT100电阻温度传感装置，测温精确±1%FS。整个实验过程，由温控箱体2左侧门处的控制开关9控制实验的开始与结束，图3示出了左侧门处于打开状态时的内部结构示意图。为了保证气体能够均匀的进入温控箱体内部，煤样本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种煤样升温模拟试验台，其特征在于，包括空气发生装置、温控箱体、对所述温控箱体内部进行加热控制的温度控制装置和气体检测装置；温控箱体的内部设置有煤样放置平台，在温控箱体的底部开设有进气口，并通过导气管与所述空气发生装置连通，温控箱体的顶部开设有排气口，并通过导气管与所述气体检测装置连通；在温控箱体的排气口处安装有泄压装置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王刚，程卫民，张新花，周刚，陈连军，孙路路，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：实用新型
国别省市：