一種檢測煤礦采空區瓦斯抽采對煤自燃影響的裝置的制造方法
【專利摘要】本發明屬于煤層自燃防治技術領域，具體的說是涉及一種檢測煤礦采空區瓦斯抽采對煤自燃影響的裝置，主要是為了提供一種煤礦采空區瓦斯抽采對遺煤自燃影響的檢測檢驗裝置，在于試驗研究在不同的瓦斯抽采量下，采空區遺煤的氧化升溫進程中溫度、氣壓、內部的空隙風壓的變化，提供了一種檢測煤礦采空區瓦斯抽采對煤自燃影響的裝置，包括保溫箱體，在保溫箱體的下層設置有煤樣反應室，在保溫箱體的上層設置有負壓室，在煤樣反應室和負壓室之間設置有裂隙模擬區，在負壓室內設置有均流腔體，均流腔體直接與外部的抽風機相連接，在保溫箱體內部還設置有監測斷面，本發明通過固定抽采負壓工況，監測自燃發生過程中導氣管的流量及負壓變化。
【專利說明】
一種檢測煤礦采空區瓦斯抽采對煤自燃影響的裝置
技術領域
[0001]本發明屬于煤層自燃防治技術領域;具體的說是涉及一種檢測煤礦采空區瓦斯抽采對煤自燃影響的裝置。【背景技術】
[0002]高瓦斯礦井和易自燃煤層是煤礦安全生產過程中的兩大威脅，特別對于高瓦斯易自燃的礦井，在進行瓦斯抽采減輕危害的同時，現有的瓦斯抽采技術會加劇采空區漏風，進而造成遺煤自燃，采空區瓦斯抽采技術已在我國得到了廣泛應用，在負壓抽采條件下，漏風的加劇勢必會產生對采空區遺煤氧化升溫的擾動效應，因此，通過具體的模擬裝置，在不同的負壓抽采條件下，展開采空區漏風動力和遺煤自燃特性的研究，找到合理的采空區瓦斯抽采條件，對協調瓦斯治理與煤自燃防治，保障煤礦安全生產工作順利進行具有重要意義。
【發明內容】
[0003]本發明的發明目的:主要是為了提供一種煤礦采空區瓦斯抽采對遺煤自燃影響的檢測檢驗裝置，在于試驗研究在不同的瓦斯抽采量下，采空區遺煤的氧化升溫進程中溫度、氣壓、內部的空隙風壓的變化，并通過對比分析，判定瓦斯抽采量對遺煤自燃的擾動效應。
[0004]本發明的技術方案為:提供了一種檢測煤礦采空區瓦斯抽采對煤自燃影響的裝置，包括保溫箱體，在保溫箱體的下層設置有煤樣反應室，在保溫箱體的上層設置有負壓室，在煤樣反應室和負壓室之間設置有裂隙模擬區，在負壓室內設置有均流腔體，均流腔體直接與外部的抽風機相連接， 在均流腔體和抽風機之間還依次設置有氣體流量計、流量調節閥和U型水柱計，U型水柱計還直接與皮托管相連接，在保溫箱體內部還設置有監測斷面，監測斷面內設置有監測點，監測點直接與外部的氣相色譜儀相連接，煤樣反應室內還設置有電加熱棒，其直接與外部的溫度控制儀相連接，溫度控制儀和氣相色譜儀直接與分析主機相連接。
[0005]在保溫箱體的上部設置有保溫蓋板，且保溫箱體的高度為1.6米。
[0006]在保溫箱體的底部設置有鋼結構篩網骨架，在鋼結構篩網骨架的下部設置有工字鋼。
[0007]所述的監測斷面設置在保溫箱體內部的裂隙模擬區和煤樣反應室內，且從上而下等間距設置，監測斷面的個數設置為五個。
[0008]在保溫箱體內的煤樣反應室設置有松散煤體，在裂隙模擬區內設置有碎石。
[0009]所述的均流腔體由孔板和傾斜的導板組成。
[0010]所述的煤樣反應室內的電加熱棒為均勾分布的四個。[〇〇11]在監測斷面的監測點上設置有溫度傳感器。
[0012]本發明的有益效果是:通過該試驗裝置可以實時監測煤礦采空區遺煤自燃氧化過程中溫度、氣體成分和氣體相對壓力的變化，辨識采空區內部漏風及自燃立體分布特征；同時通過不同抽采條件下煤樣氧化升溫進程分析，獲得自燃臨界抽采漏風速率，進而確定安全瓦斯抽采量;此外，通過固定抽采負壓工況，監測自燃發生過程中導氣管的流量及負壓變化，確定自熱松散煤體內的熱風壓效應。【附圖說明】
[0013]圖1為本發明的結構示意圖；圖2為本發明的保溫箱體的結構示意圖。
[0014]圖中；1為保溫箱體;2為煤樣反應室;3為裂隙模擬區；4為負壓室;5為均流腔體;6 為抽風機;7為氣體流量計;8為U型水柱計;9為流量調節閥；10為皮托管；11為監測斷面;12 為監測點；13為氣相色譜儀；14為電加熱棒；15為溫度控制儀；16為分析主機；17為保溫蓋板;18為篩網骨架;19為工字鋼;20為碎石;21為孔板;22為導板;23為溫度傳感器。【具體實施方式】
[0015]以下結合附圖對本發明的【具體實施方式】做出詳細的描述。
[0016]如圖1?2所示，提供了一種檢測煤礦采空區瓦斯抽采對煤自燃影響的裝置，包括保溫箱體1，在保溫箱體1的下層設置有煤樣反應室2,在保溫箱體的上層設置有負壓室4,在煤樣反應室和負壓室之間設置有裂隙模擬區3,在負壓室4內設置有均流腔體5,均流腔體5 直接與外部的抽風機6相連接，在均流腔體5和抽風機6之間還依次設置有氣體流量計7、流量調節閥9和U型水柱計8，U型水柱計8還直接與皮托管10相連接，在保溫箱體內部還設置有監測斷面11，監測斷面11內設置有監測點12，監測點12直接與外部的氣相色譜儀13相連接， 煤樣反應室內還設置有電加熱棒14,其直接與外部的溫度控制儀15相連接，溫度控制儀15 和氣相色譜儀13直接與分析主機16相連接。
[0017]在保溫箱體1的上部設置有保溫蓋板17,且保溫箱體的高度為1.6米;在保溫箱體上部設置的保溫蓋板采用內嵌式水封處理，有效的確保了該裝置在試驗過程中的密封性能，而且為了驗證煤樣在低溫氧化的過程中，由于煤樣立體空間內溫度梯度和氣體密度之間存在差異，為了驗證該差異所造成的壓強變化，所以將該試驗裝置的保溫箱體的高度設置為1.6米。
[0018]在保溫箱體的底部設置有鋼結構篩網骨架18,在鋼結構篩網骨架的下部設置有工字鋼19;通過設置篩網骨架使得保溫箱體底部具有一定的承載強度，下部用工字鋼托起以確保漏風風流均壓分布于煤體空間。
[0019]所述的監測斷面設置在保溫箱體內部的裂隙模擬區3和煤樣反應室2內，且從上而下等間距設置，監測斷面11的個數設置為五個;采用該等間距設置的監測斷面可使得監測取樣過程更加均勻合理。
[0020]在保溫箱體1內的煤樣反應室2設置有松散煤體，在裂隙模擬區3內設置有碎石20。
[0021]所述的均流腔體5由孔板21和傾斜的導板22組成;設置有一定傾斜角的導板，以達到抽采負壓作用均勻的目的，使得漏風空氣均勻通過煤樣反應室和裂隙模擬區，最終集中排出。
[0022]所述的煤樣反應室2內的電加熱棒14為均勻分布的四個；電加熱棒與溫度控制儀相連，可實時且均勻的進行試驗裝置的加熱過程，以便及時控制煤體加熱升溫梯度。
[0023] 在監測斷面的監測點上設置有溫度傳感器;該監測點所監測到的數據通過溫度傳感器和氣樣采集裝置，通過管路和氣相色譜儀，在與主機分析單元相連，監測過程中可向檢測孔口內放入導氣管，連接U型水柱計，可以實現不同檢測斷面的氣壓變化過程的觀測。 [〇〇24]該煤體采空區檢測試驗裝置的主要原理為通過模擬裂隙模擬區內碎石通過上部負壓室的壓力強度的改變而形成的碎石本身的壓實程度的改變情況，模擬采空區上部覆巖的漏風通道形式，實時監測采空區遺煤自燃氧化過程中溫度、氣體成分、氣體相對壓力變化，辨識采空區內部漏風及自燃立體分布特征；同時通過不同抽采條件下煤樣氧化升溫進程分析，獲得自燃臨界抽采漏風速率，進而確定安全瓦斯抽采量;此外，通過固定抽采負壓工況，監測自燃發生過程中導氣管的流量及負壓變化，確定自熱松散體內的熱風壓效應。
[0025]該試驗檢測裝置的檢測流程為:在實驗開始之前對溫度傳感器23和氣相色譜儀13進行校正，校正完畢后，將煤樣自然堆積在煤樣反應室2內，在煤樣堆積過程中將含有溫度傳感器和氣樣采集裝置的套管固定， 同時調整和固定加熱棒14的位置，隨后在裂隙模擬區3填充碎石，碎石粒度自下而上逐漸增大，填充過程中同樣將監測斷面的套管固定;蓋上保溫蓋板17后，打開抽出式通風機6,連接皮托管10和U型水柱計8，并根據氣體流量計7和氣體流量控制閥9調節實驗工況點，在通過皮托管和U型水柱計進行測壓時，首先將皮托管插入風筒中，正對風流方向，檢測出風管內部的靜壓差，然后將皮托管連接至U型水柱計上通過U型水柱計檢測出該風筒內的動壓差， 所述風流的相對全壓就等于靜壓差和動壓差的代數和，從而為試驗提供了相應發風壓數據。[〇〇26]然后將電加熱棒14和溫度傳感器23與溫度控制儀15相連，待實驗工況點穩定后， 在溫度控制儀15上設定加熱溫度。主機分析單元即分析主機16開始記錄分析煤的升溫進程與氣相色譜儀13所收集的氣體成分變化，測試過程中通過向檢測斷面內開設的檢測孔口放入導氣管，連接U型水柱計記錄不同斷面的氣體壓力變化，觀察不同抽采量下煤的自燃特性;待煤體上升至一定溫度后，停止加熱棒14加熱，驗證煤體內部由于不均衡溫度場所形成的漏風動力。
[0027]本發明可以實時監測煤礦采空區遺煤自燃氧化過程中溫度、氣體成分和氣體相對壓力的變化，辨識采空區內部漏風及自燃立體分布特征；同時通過不同抽采條件下煤樣氧化升溫進程分析，獲得自燃臨界抽采漏風速率，進而確定安全瓦斯抽采量;此外，通過固定抽采負壓工況，監測自燃發生過程中導氣管的流量及負壓變化，確定自熱松散煤體內的熱風壓效應。
【主權項】
1.一種檢測煤礦采空區瓦斯抽采對煤自燃影響的裝置，包括保溫箱體，其特征在于:在 保溫箱體的下層設置有煤樣反應室，在保溫箱體的上層設置有負壓室，在煤樣反應室和負 壓室之間設置有裂隙模擬區，在負壓室內設置有均流腔體，均流腔體直接與外部的抽風機 相連接，在均流腔體和抽風機之間還依次設置有氣體流量計、流量調節閥和U型水柱計，U型 水柱計還直接與皮托管相連接，在保溫箱體內部還設置有監測斷面，監測斷面內設置有監 測點，監測點直接與外部的氣相色譜儀相連接，煤樣反應室內還設置有電加熱棒，其直接與 外部的溫度控制儀相連接，溫度控制儀和氣相色譜儀直接與分析主機相連接。2.根據權利要求1所述的一種檢測煤礦采空區瓦斯抽采對煤自燃影響的裝置，其特征 在于:在保溫箱體的上部設置有保溫蓋板，采用水封處理。3.根據權利要求1所述的一種檢測煤礦采空區瓦斯抽采對煤自燃影響的裝置，其特征 在于:在保溫箱體的底部設置有鋼結構篩網骨架，在鋼結構篩網骨架的下部設置有工字鋼。4.根據權利要求1所述的一種檢測煤礦采空區瓦斯抽采對煤自燃影響的裝置，其特征 在于:所述的監測斷面設置在保溫箱體內部的裂隙模擬區和煤樣反應室內，且從上而下等 間距設置，監測斷面的個數設置為五個。5.根據權利要求1所述的一種檢測煤礦采空區瓦斯抽采對煤自燃影響的裝置，其特征 在于:在保溫箱體內的煤樣反應室設置有松散煤體，在裂隙模擬區內設置有碎石。6.根據權利要求1所述的一種檢測煤礦采空區瓦斯抽采對煤自燃影響的裝置，其特征 在于:所述的均流腔體由孔板和傾斜的導板組成。7.根據權利要求1所述的一種檢測煤礦采空區瓦斯抽采對煤自燃影響的裝置，其特征 在于:所述的煤樣反應室內的電加熱棒為均勻分布的四個。8.根據權利要求1所述的一種檢測煤礦采空區瓦斯抽采對煤自燃影響的裝置，其特征 在于:在監測斷面的監測點上設置有溫度傳感器。
【文檔編號】G01N25/22GK105954459SQ201610270069
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年4月27日
【發明人】褚廷湘, 李品, 晁江坤
【申請人】河南理工大學