CN101520451A - 一种模拟煤自燃的测氡试验台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种模拟煤自燃的测氡试验台，主要结构由煤燃炉、料石炉、立柱、筋板、工作台、防护栏、工作梯、输料槽、卸料架、助燃空气压缩机、阻燃氮气瓶、气相色谱仪、氡气分析仪、计算机、电控箱、温度传感器、热电偶、对比氡气瓶、对比煤气瓶，先在煤燃炉加入被测燃煤，料石炉加入被测料石，料石炉、煤燃炉上下互通，电阻加热后，煤燃炉温度升至70℃，煤自燃后产生煤气体，向上进入料石炉分散，产生氡气，煤气、氡气分别收集，进行气相色谱、氡气测量对比，由计算机进行测量分析，得出煤气、氡气量值、位置，进行预警预报，此装置设计合理，结构紧凑，测量准确，准确率为90－95％，使测量煤岩煤层的氡气成为可能，填补了此类技术的科研空白。

Description

一种模拟煤自燃的测氡试验台

技术领域

本发明涉及一种模拟煤自燃过程及其上覆岩层中氡气传播运移规律的试验台，属模拟煤炭自燃、测量氡气的设备及方法的技术领域。

背景技术

煤炭自燃是极其复杂的物理化学过程，是特定条件下煤吸附氧化、自然氧化、热量积聚、自行燃烧而形成的一种频发性灾害。

煤层自燃火灾发生于地下，其火源的隐蔽性，给灭火工作带来相当大的困难，煤炭自燃火灾防治的关键技术是煤炭自燃的早期预测预报和火源探测技术。

煤炭自燃过程符合燃烧物理学原理，按温度和物理变化特征分为潜伏期、自热期和燃烧期三个阶段，潜伏期与自热期之和为煤的自然发火期。

潜伏期是煤暴露于空气中后，表面具有较强的吸附氧的能力，会在煤表面形成氧气吸附层，煤表面与氧相互作用可在煤表面形成中间产物，即氧化基或氧络合物，煤处于缓慢氧化过程，成为自燃潜伏期。

自热期是被活化的煤氧化速度自动加快，产生大量的热量得不到散发，煤温逐渐升高达到燃点，周边环境的风、水、煤壁温度升高，产生CO、CO₂、C_mH_n等气体，散发煤油味和芳香味，产生水蒸气及雾气，煤的结构发生变化。

燃烧期，是煤的自然期发展到燃点后，如果充分供氧即会引发煤炭自燃而进入燃烧期，此时会出现着火现象的明火、烟雾及CO、CO₂等其他可燃气体，但随后会出现火灾气味，即煤油味、松节油味、煤焦油味，火源中心温度可达1000—1200℃，外围温度可达210—400℃。

同位素测氡技术预测、探测煤层自燃过程及火源位置的理论基础，是煤体温度升高过程中上覆煤岩体中氡及其气体有规律的析出。

煤的自燃是一个缓慢的物理化学过程，在这一过程中，上覆岩层中的氡气会在运移过程中有规律的析出、积聚，研究表明：氡气的析出率达到一定的阈值，煤炭就会自燃，并在热源周围形成一个有规律的场，研究探测上覆岩层中氡气的析出率及其传播运移规律就可预知煤炭自燃的规律，即可进行自燃预报及火源位置的探测，因此研究测量煤自燃过程中上覆岩层氡气的传播运移规律是十分重要的。

目前，研究煤炭自燃的预报技术、探测技术还处于较低的水平，还没有模拟测量煤自燃过程中上覆岩层氡气传播运移规律的实验装置，测氡探火技术还有很多技术上的不足和弊端，还处于较落后的状况，有待进一步的改进、完善、提高。

发明内容

发明目的

本发明的目的就是针对背景技术的不足，设计一种能模拟煤炭自燃的测氡试验台，通过设置多个热电偶、温度传感器及气体采样装置，把温度信息传输给计算机进行信息处理，模拟松散煤体中不同粒度、不同漏风量以及不同升温条件下的煤燃烧实验，测定煤自燃气体、松散放射性介质、煤岩中氡气分布传输运移规律与煤温度关系，以对煤炭自燃作出预报和探测火源位置，以填补煤自燃、探测火源位置技术的科研空白。

技术方案

主要结构由：煤燃炉、料石炉、立柱、工作台、工作梯、输料槽、卸料架、防护栏、助燃空气压缩机、阻燃氮气瓶、氡气瓶、煤气瓶、气相色谱仪、氡气分析仪、计算机、温度传感器、热电偶组成；煤燃炉1为圆筒形，上部为煤燃炉盖20，下部为煤燃炉座30，上部煤燃炉盖20与工作台9固定联接，工作台9四角部由立柱5、6、7、8支撑，中间由筋板19固定，煤燃炉座30下部中间位置设有卸料架11；在煤燃炉盖20上部中心垂直设置料石炉2，料石炉2为圆筒形，料石炉2上部为料石炉盖13，料石炉盖13上部设有排气孔14，料石炉2下部为料石炉座12，料石炉座12内底部置有隔层网62，料石炉座12下部与煤燃炉盖20垂直固定联接；料石炉2与煤燃炉1安装后，其内部的料石炉腔31与煤燃炉腔32上下中心垂直互通；工作台9为方形工作平台，四周边设有防护栏10，工作台9的左部设有工作梯3，工作梯3下部与地面联接固定，工作台9右部设有输料槽4、下部与地面固定联接，工作梯3为人行工作通道，输料槽4为料石、燃煤输送通道；在煤燃炉1的左部设有氡气瓶25、煤气瓶26、气相色谱仪36、氡气分析仪35、阻燃氮气瓶37、计算机39；在煤燃炉1的右部设有空气压缩机41、电控箱40；料石炉2的左外部设有氡气取样口15，氡气取样口15与氡气管24、氡气瓶25、氡气分析仪35、计算机39联接；煤燃炉1的左外部设有煤气取样口21，煤气取样口21与煤气管27、煤气瓶26、气相色谱仪36、氡气分析仪35、计算机39联接；煤燃炉1的左下部通过氮气进气口22、氮气管46、流量计38、氮气阀47与氮气瓶37联接；煤燃炉1右部通过空气进气口23、空气管48、流量计42、空气阀63与空气压缩机41联接；煤燃炉1右部的电控箱40通过导线50与气相色谱仪36、氡气分析仪35、计算机39、输料槽4的吊装电机61、空气压缩机41联接；料石炉2、煤燃炉1上的传感器接口16、热电偶接口17通过导线与气相色谱仪36、氡气分析仪35、计算机39联接；在计算机39左部置放对比用的标准氡气瓶51、标准煤气瓶52；电控箱40上设有液晶显示屏60，指示灯59、操纵开关54，通过导线与各部联接。

所述的料石炉2，呈圆筒形，炉体下部为料石炉座12，上部为料石炉盖13，料石炉盖13上部为排气口14，料石炉2的料石炉壁33内为保温层52，保温层52内为料石炉腔31，料石炉腔31内盛放料石28，料石炉壁33、保温层52内错位均布6个传感器43，并伸入料石炉腔31内，传感器43外部与均布的6个传感器接口16联接；料石炉壁33、保温层52内错位交叉均布6个长热电偶44，并伸入料石炉腔31内的中心位置，外部与均布的6个热电偶接口17联接；料石炉壁33、保温层52内错位交叉均布6个短热电偶45，并伸入料石炉腔31内的空间位置，外部与均布的6个热电偶接口17联接；在料石炉2的左中部设有氡气取样口15，通过氡气管24联接氡气瓶25、氡气分析仪35、计算机39；料石炉座12内底部设有隔层网62，隔层网62与煤燃炉1的煤燃炉盖20、煤燃炉腔32联通。

所述的煤燃炉1，呈圆筒形，炉体下部为煤燃炉座30，上部为煤燃炉盖20，煤燃炉座30下部设有卸料架11；煤燃炉1的煤燃炉壁34内为隔热层55，隔热层55内为电阻层56，电阻层56内为耐火层57，耐火层57内为煤燃炉腔32，煤燃炉腔32内为煤29；在煤燃炉壁34、隔热层55、电阻层56、耐火层57组成的炉体上错位均布6个传感器43，传感器43与外部的6个传感器接口16联接；在炉体上错位交叉均布6个长热电偶44，并伸入炉腔32内中心位置，外部与6个热电偶接口17联接；在炉体上错位交叉均布6个短热电偶45，并伸入炉腔32内空间位置，外部与6个热电偶接口17联接；在炉盖20上部设有螺孔63，与料石炉2对应安装联接；煤燃炉1左下部设有氮气进气口22、右下部设有压缩空气进气口23；氮气进气口22与氮气管46、流量计38、氮气阀47、氮气瓶37联接；压缩空气进气口23与空气管48、流量计42、空气阀49、空气压缩机41联接；氮气进气口22与空气进气口23可交叉、轮换使用；在煤燃炉1的左中部设有煤气取样口21，煤气取样口21与煤气管27、煤气瓶26、气相色谱仪36、氡气分析仪35联接；在炉座30内与炉体一样设置煤燃炉壁34、隔热层55、电阻层56、耐火层57，下部设置卸料架11、卸渣口53。

所述的模拟测量煤炭自燃的测氡试验台，其测量方法和流程如下：

(1)煤燃炉、料石炉、工作梯、输料槽、电控箱、气相色谱仪、氡气分析仪、计算机、氡气瓶、煤气瓶、标准氡气瓶、标准煤气瓶、空气压缩机、氮气瓶均处于准工作状态；

(2)开启输料槽，将被测燃煤2000kg运至工作台上，打开煤燃炉盖，将被测燃煤2000kg松散装入煤燃炉腔内，并将长、短热电偶覆盖，并保证煤燃炉腔与煤气取样口畅通；

(3)开启输料槽，将被测岩石层料石1200kg运至工作台上，打开料石炉盖，将被测岩石料石1200kg松散装入料石炉炉腔，并由隔层网支撑，并将长、短热电偶覆盖，并保证料石炉腔与氡气取样口畅通；

(4)料石炉与煤燃炉上下垂直安装后，其上下炉腔通过隔层网上下互通；

(5)开启空气压缩机、空气阀、流量计，向煤燃炉腔输入压缩空气，输入速度8000cm³/min；

(6)开启电控箱，接通煤燃炉加热电阻器，煤燃炉由20℃±3℃开始升温，升温速度5℃/min，当温度升至70℃±5℃时，停止升温，被测燃煤自行燃烧；

在煤自行燃烧过程中，通过煤燃炉盖，料石炉座把燃烧气体传入料石炉腔，并在料石层流动，在流动过程中，将产生氡气，通过氡气取样口把氡气输入氡气管、氡气瓶、氡气分析仪，氡气分析仪联接计算机，料石炉内的长、短热电偶、温度传感器把料石炉内的温度变化信息，通过接口、导线把温度信息传输给计算机进行信息处理；

煤燃炉在自燃过程中将产生煤气，煤气通过煤气取样口把煤气输入煤气管、煤气瓶、气相色谱仪、氡气分析仪，并联接计算机；煤燃炉内的长、短热电偶、温度传感器通过接口、导线把煤自燃温度变化信息传输给计算机进行信息处理；

(7)取样氡气瓶内的氡气100cm³，取样标准氡气瓶氡气100cm³，进行比对，分别进行化验、分析、表征，得出料石炉内氡气参数、量值、极限量值，进行氡气积聚预警、预报；

(8)取样煤气瓶的煤气100cm³，取样标准煤气瓶煤气100cm³，进行比对，分别进行化验、分析、表征；得出煤燃炉内煤气参数、量值、极限量值，进行煤气积聚预警、预报；

(9)煤燃炉内的煤自燃过量时，超出临界温度时，关闭空气压缩机停止供气、开启氮气瓶、氮气阀、流量计、氮气管，以10000cm³/min输气速度向煤燃炉输入氮气，使炉腔降温、抑制自燃；

(10)计算机对料石炉、煤燃炉的温度信息、温度变化进行分析计算，并处理；

计算机对氡气、煤气的量值、成分、参数、标准对比值进行分析，并处理；

由计算机得出模拟测量结论：

煤自燃状况：

料石层氡气状况：

预警预报：火情位置

          火情程度

          氡气浓度

          煤气浓度

          火情规律

结论：煤自燃率：10～15％

自燃位置准确率：90～95％

(11)装料石、装燃煤、燃烧、产生煤气、产生氡气、输出测量、比对、分析、计算机信息处理预警预报后，关断电控箱、空气压缩机、关闭气相色谱仪、氡气分析仪、计算机；

(12)开启煤燃炉卸料架，将煤、料石依次卸出，并清理；

(13)通过以上工作程序，从而完成了模拟煤自燃、煤气产生、氡气产生、取样、分析、计算、对比，并进行预警、预报的全过程。

有益效果

本发明与背景技术相比具有明显的先进性，模拟煤自燃测氡试验台主要结构由煤燃炉、料石炉、立柱、工作台、工作梯、输料槽、卸料架、防护栏、助燃空气压缩机、阻燃氮气瓶、气相色谱仪、氡气分析仪、计算机、电控箱、温度传感器、热电偶组成，先在煤燃炉加入被测燃煤，料石炉加入被测岩层岩石，料石炉、煤燃炉上下互通，电阻加热后，煤燃炉温度升至70℃，煤自燃后产生气体，进入料石炉分散，产生氡气等气体，煤气、氡气分别收集，进行气相色谱、氡气分析测量、并与标准气体比对，由计算机进行分析计算，得出氡气、煤气量值、位置，进行预警、预报，由于在煤燃炉、料石炉内各设置6个传感器、12个热电偶，对炉内的温度变化、位置能准确摄取其信息，准确测量氡气、煤气的着火点和位置，此模拟试验台设计合理，结构紧凑，集上下炉体、立柱支撑、工作梯、输料槽、工作台、防护栏于一体，周边布置有煤气瓶、氡气瓶、标准煤气瓶、标准氡气瓶、气相色谱仪、氡气分析仪、计算机、电控箱、空气压缩机、氮气瓶组成一完整的模拟测氡试验台，测量方法合理、准确、预警预报成功率高，可达90-95％，使预警预报煤岩、煤层自燃火灾成为可能，填补了此类技术的科研空白，是十分理想的煤自然安全预警预报的模拟测氡装置和方法。

附图说明

图1为模拟煤自燃测氡试验台主视图

图2为图1的A—A料石炉剖面图

图3为图1的B—B煤燃炉剖面图

图4为图1的C—C煤燃炉底部剖面图

图5为煤自燃模拟测氡试验台测氡状态图

图中所示，附图标记清单如下：

1、煤燃炉，2、料石炉，3、工作梯，4、输料槽，5、立柱，6、立柱，7、立柱，8、立柱，9、工作台，10、防护栏，11、卸料架，12、料石炉座，13、料石炉盖，14、排气口，15、氡气取样口，16、传感器接口，17、热电偶接口，18、进料口，19、筋板，20、煤燃炉盖，21、煤气取样口，22、氮气进气口，23、压缩空气进气口，24、氡气输出管，25、氡气瓶，26、煤气瓶，27、煤气管，28、料石，29、煤，30、煤燃炉座，31、料石炉腔，32、煤燃炉腔，33、料石炉壁，34、煤燃炉壁，35、氡气分析仪，36、气相色谱仪，37、氮气瓶，38、氮气流量计，39、计算机，40、电控箱，41、空气压缩机，42、空气流量计，43、温度传感器，44、长热电偶，45、短热电偶，46、氮气管，47、氮气阀，48、空气管，49、空气阀，50、标准氡气瓶，51、标准煤气瓶，52、保温层，53、卸渣口，54、操纵开关，55、隔热层，56、电阻层，57、耐火层，58、螺孔，59、指示灯，60、液晶显示屏，61、吊装电机，62、隔层网，63、螺孔。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做进一步说明：

图1、5所示，为煤自燃测氡试验台及测氡状态图。

模拟测氡试验台由上下两层及周边布置组成；上层为料石炉1、下层为煤燃炉2、中间为工作台9，工作台9由四个立柱5、6、7、8对称支撑，中间由筋板19固牢，工作台9上周边设置防护栏10，以进行操作防护；工作台9左部设置斜形工作梯3，以便于人行及搬运物料及工作调试；右部设置输料槽4，输料槽4上设置进料口18、吊装电机61，以便于运输料石、燃煤。

四个立柱5、6、7、8要强度好，力量大，要用合金结构钢制作。

工作台9是人员工作、物料存放场所，要宽广、强度好。

料石炉2上部留有排气口14，是煤气、氡气上升后的安全出气口，以防内压过大。

煤燃炉1下部是卸料架11，当模拟试验完成后要及时打开卸料口53，卸出燃煤，并清除。

料石炉2侧部设置氡气取样口15，并由氡气管24向氡气瓶25输入氡气，然后再输入至氡气分析仪35进行测量分析，氡气瓶25的设置是为了增加安全保障，还可在此取样与标准氡气比对，氡气储存后使输出压强降低，使氡气平稳输入分析仪，测量更加安全可靠准确。

煤燃炉1侧部设置煤气取样口21，并由煤气管27输入煤气瓶26，然后输入至气相色谱仪36、氡气分析仪35进行测量分析，煤气瓶26的设置同样是为了增加安全保障，还可在此取样与标准煤气比对，煤气储存后使输出压强降低，使煤气平稳输入分析仪器，测量更加安全可靠准确。

助燃空气压缩机41设在炉体右下部，是煤燃炉助燃空气的来源，是模拟空气状态下，煤自燃状况，要气量充足。

阻燃氮气瓶37是调剂、灭火的备用惰性气体的气体源，当煤燃炉1内温度过高，有火情时，可停止输空气，开启氮气瓶，进行灭火、降温，保障安全。

料石炉2、煤燃炉1的炉壁上均设置温度传感器43，外部设置传感器接口16，是摄取炉温的，并把温度信息传输给计算机，进行测控及分析；料石炉2、煤燃炉1内均设置6个长热电偶44，6个短热电偶45，并在上下炉腔内交叉错位安装，是为了全方位测量炉腔内的温度变化，并通过热电偶接口17、导线传输给计算机，进行分析处理。

电控箱40是测氡试验台的强电、弱电共用电控箱，由液晶显示屏66、指示灯67、操纵开关68组成，并由导线50与各电源位置接口分别联接传输，各传输关系要正确。

图2所示，为料石炉2剖面状态图，料石炉2外部为炉壁33，要强度好，要用合金结构制作，中间为保温层52，炉腔31内盛放料石28，料石28松散布置，传感器43在炉壁33内，长、短热电偶44、45在炉腔31内。

图3所示，为煤燃炉1剖面状态图，煤燃炉1外部为炉壁34，要强度好，要用合金结构钢制作，向内依次为隔热层55、电阻层56、耐火层57、炉腔32，煤腔32内盛放煤29，传感器43在炉壁34上，长、短热电偶44、45在炉腔32内，四周对称设置氮气进口22、空气进口23。

图4所示，为煤燃炉1底部状态图，中间为卸渣口53，其炉层组合、空气口、氮气口布置均与图3相同。

Claims (4)

1、一种模拟煤自燃的测氡试验台，其特征在于：主要结构由：煤燃炉、料石炉、立柱、工作台、工作梯、输料槽、卸料架、防护栏、助燃空气压缩机、阻燃氮气瓶、氡气瓶、煤气瓶、气相色谱仪、氡气分析仪、计算机、温度传感器、热电偶组成；煤燃炉1为圆筒形，上部为煤燃炉盖(20)，下部为煤燃炉座(30)，上部煤燃炉盖(20)与工作台(9)固定联接，工作台(9)四角部由立柱(5、6、7、8)支撑，中间由筋板(19)固定，煤燃炉座(30)下部中间位置设有卸料架(11)；在煤燃炉盖(20)上部中心垂直设置料石炉(2)，料石炉(2)为圆筒形，料石炉(2)上部为料石炉盖(13)，料石炉盖(13)上部设有排气孔(14)，料石炉(2)下部为料石炉座(12)，料石炉座(12)内底部置有隔层网(62)，料石炉座(12)下部与煤燃炉盖(20)垂直固定联接；料石炉(2)与煤燃炉(1)安装后，其内部的料石炉腔(31)与煤燃炉腔(32)上下中心垂直互通；工作台(9)为方形工作平台，四周边设有防护栏(10)，工作台(9)的左部设有工作梯(3)，工作梯(3)下部与地面联接固定，工作台(9)右部设有输料槽(4)、下部与地面固定联接，工作梯(3)为人行工作通道，输料槽(4)为料石、燃煤输送通道；在煤燃炉(1)的左部设有氡气瓶(25)、煤气瓶(26)、气相色谱仪(36)、氡气分析仪(35)、阻燃氮气瓶(37)、计算机(39)；在煤燃炉(1)的右部设有空气压缩机(41)、电控箱(40)；料石炉(2)的左外部设有氡气取样口(15)，氡气取样口(15)与氡气管(24)、氡气瓶(25)、氡气分析仪(35)、计算机(39)联接；煤燃炉(1)的左外部设有煤气取样口(21)，煤气取样口(21)与煤气管(27)、煤气瓶(26)、气相色谱仪(36)、氡气分析仪(35)、计算机(39)联接；煤燃炉(1)的左下部通过氮气进气口(22)、氮气管(46)、流量计(38)、氮气阀(47)与氮气瓶(37)联接；煤燃炉(1)右部通过空气进气口(23)、空气管(48)、流量计(42)、空气阀(63)与空气压缩机(41)联接；煤燃炉(1)右部的电控箱(40)通过导线(50)与气相色谱仪(36)、氡气分析仪(35)、计算机(39)、输料槽(4)的吊装电机(61)、空气压缩机(41)联接；料石炉(2)、煤燃炉(1)上的传感器接口(16)、热电偶接口(17)通过导线与气相色谱仪(36)、氡气分析仪(35)、计算机(39)联接；在计算机(39)左部置放对比用的标准氡气瓶(51)、标准煤气瓶(52)；电控箱(40)上设有液晶显示屏(60)，指示灯(59)、操纵开关(54)，通过导线与各部联接。

2、根据权利要求1所述的一种模拟煤自燃的测氡试验台，其特征在于：所述的料石炉(2)，呈圆筒形，炉体下部为料石炉座(12)，上部为料石炉盖(13)，料石炉盖(13)上部为排气口(14)，料石炉(2)的料石炉壁(33)内为保温层(52)，保温层(52)内为料石炉腔(31)，料石炉腔(31)内盛放料石(28)，料石炉壁(33)、保温层(52)内错位均布6个传感器(43)，并伸入料石炉腔(31)内，传感器(43)外部与均布的6个传感器接口(16)联接；料石炉壁(33)、保温层(52)内错位交叉均布6个长热电偶(44)，并伸入料石炉腔(31)内的中心位置，外部与均布的6个热电偶接口(17)联接；料石炉壁(33)、保温层(52)内错位交叉均布6个短热电偶(45)，并伸入料石炉腔(31)内的空间位置，外部与均布的6个热电偶接口(17)联接；在料石炉(2)的左中部设有氡气取样口(15)，通过氡气管(24)联接氡气瓶(25)、氡气分析仪(35)、计算机(39)；料石炉座(12)内底部设有隔层网(62)，隔层网(62)与煤燃炉(1)的煤燃炉盖(20)、煤燃炉腔(32)联通。

3、根据权利要求1所述的一种模拟煤自燃的测氡试验台，其特征在于：所述的煤燃炉(1)，呈圆筒形，炉体下部为煤燃炉座(30)，上部为煤燃炉盖(20)，煤燃炉座(30)下部设有卸料架(11)；煤燃炉(1)的煤燃炉壁(34)内为隔热层(55)，隔热层(55)内为电阻层(56)，电阻层(56)内为耐火层(57)，耐火层(57)内为煤燃炉腔(32)，煤燃炉腔(32)内为煤(29)；在煤燃炉壁(34)、隔热层(55)、电阻层(56)、耐火层(57)组成的炉体上错位均布6个传感器(43)，传感器(43)与外部的6个传感器接口(16)联接；在炉体上错位交叉均布6个长热电偶(44)，并伸入炉腔(32)内中心位置，外部与6个热电偶接口(17)联接；在炉体上错位交叉均布6个短热电偶(45)，并伸入炉腔(32)内空间位置，外部与6个热电偶接口(17)联接；在炉盖(20)上部设有螺孔(63)，与料石炉(2)对应安装联接；煤燃炉(1)左下部设有氮气进气口(22)、右下部设有压缩空气进气口(23)；氮气进气口(22)与氮气管(46)、流量计(38)、氮气阀(47)、氮气瓶(37)联接；压缩空气进气口(23)与空气管(48)、流量计(42)、空气阀(49)、空气压缩机(41)联接；氮气进气口(22)与空气进气口(23)可交叉、轮换使用；在煤燃炉(1)的左中部设有煤气取样口(21)，煤气取样口(21)与煤气管(27)、煤气瓶(26)、气相色谱仪(36)、氡气分析仪(35)联接；在炉座(30)内与炉体一样设置煤燃炉壁(34)、隔热层(55)、电阻层(56)、耐火层(57)，下部设置卸料架(11)、卸渣口(53)。

4、根据权利要求1所述的一种模拟煤自燃的测氡试验台，其特征在于：所述的模拟测量煤炭自燃的测氡试验台，其测量方法和流程如下：

(1)煤燃炉、料石炉、工作梯、输料槽、电控箱、气相色谱仪、氡气分析仪、计算机、氡气瓶、煤气瓶、标准氡气瓶、标准煤气瓶、空气压缩机、氮气瓶均处于准工作状态；

(2)开启输料槽，将被测燃煤2000kg运至工作台上，打开煤燃炉盖，将被测燃煤2000kg松散装入煤燃炉腔内，并将长、短热电偶覆盖，并保证煤燃炉腔与煤气取样口畅通；

(3)开启输料槽，将被测岩石层料石1200kg运至工作台上，打开料石炉盖，将被测岩石料石1200kg松散装入料石炉炉腔，并由隔层网支撑，并将长、短热电偶覆盖，并保证料石炉腔与氡气取样口畅通；

(4)料石炉与煤燃炉上下垂直安装后，其上下炉腔通过隔层网上下互通；

(5)开启空气压缩机、空气阀、流量计，向煤燃炉腔输入压缩空气，输入速度8000cm³/min；

(6)开启电控箱，接通煤燃炉加热电阻器，煤燃炉由20℃±3℃开始升温，升温速度5℃/min，当温度升至70℃±5℃时，停止升温，被测燃煤自行燃烧；

在煤自行燃烧过程中，通过煤燃炉盖，料石炉座把燃烧气体传入料石炉腔，并在料石层流动，在流动过程中，将产生氡气，通过氡气取样口把氡气输入氡气管、氡气瓶、氡气分析仪，氡气分析仪联接计算机，料石炉内的长、短热电偶、温度传感器把料石炉内的温度变化信息，通过接口、导线把温度信息传输给计算机进行信息处理；

煤燃炉在自燃过程中将产生煤气，煤气通过煤气取样口把煤气输入煤气管、煤气瓶、气相色谱仪、氡气分析仪，并联接计算机；煤燃炉内的长、短热电偶、温度传感器通过接口、导线把煤自燃温度变化信息传输给计算机进行信息处理；

(7)取样氡气瓶内的氡气100cm³，取样标准氡气瓶氡气100cm³，进行比对，分别进行化验、分析、表征，得出料石炉内氡气参数、量值、极限量值，进行氡气积聚预警、预报；

(8)取样煤气瓶的煤气100cm³，取样标准煤气瓶煤气100cm³，进行比对，分别进行化验、分析、表征；得出煤燃炉内煤气参数、量值、极限量值，进行煤气积聚预警、预报；

(9)煤燃炉内的煤自燃过量时，超出临界温度时，关闭空气压缩机停止供气、开启氮气瓶、氮气阀、流量计、氮气管，以10000cm³/min输气速度向煤燃炉输入氮气，使炉腔降温、抑制自燃；

(10)计算机对料石炉、煤燃炉的温度信息、温度变化进行分析计算，并处理；

计算机对氡气、煤气的量值、成分、参数、标准对比值进行分析，并处理；

由计算机得出模拟测量结论：

煤自燃状况：

料石层氡气状况：

预警预报：火情位置

火情程度

氡气浓度

煤气浓度

火情规律

结论：煤自燃率：10～15％

自燃位置准确率：90～95％

(11)装料石、装燃煤、燃烧、产生煤气、产生氡气、输出测量、比对、分析、计算机信息处理预警预报后，关断电控箱、空气压缩机、关闭气相色谱仪、氡气分析仪、计算机；

(12)开启煤燃炉卸料架，将煤、料石依次卸出，并清理；

(13)通过以上工作程序，从而完成了模拟煤自燃、煤气产生、氡气产生、取样、分析、计算、对比，并进行预警、预报的全过程。

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