CN105974048B - 多组分气体对煤自燃倾向性影响的试验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多组分气体对煤自燃倾向性影响的试验方法，包括调节反应器的内腔高度，通入若干不同指定组分、通量和浓度的气体，采集反应器内各处的内腔温度和腔壁温度，通过气体浓度分析系统记录反应器内各气体组分的浓度，记录堆煤试样自燃着火总时间，分析温度在70℃后的升温梯度dT/dt，通过对比数据采集系统和气体浓度分析系统记录的数据找到气体组分浓度和煤样自燃倾向性的关系等步骤；本发明试验方法能更真实的模拟煤矿采空区的高度，研究了空间特性对于煤自燃发火倾向性的影响、多组分环境气体对于煤炭自燃倾向性的影响、以及采空区通风情况对煤自燃倾向性的影响，试验结果准确性更高。
Description
技术领域
本发明涉及试验方法，特别涉及一种测量煤炭自燃倾向性受环境因素影响的方法。
背景技术
煤矿开采过程中不可避免的会在采空区留下部分遗煤。采空区遗煤和空气会发生低温氧化反应，使煤发生自发热现象。煤自燃会造成井下内因火灾；接触瓦斯后还能造成更为严重的瓦斯爆炸事故。
现有煤自燃倾向性测定方法和采空区模拟设备很少考虑采空区通风条件对煤低温氧化现象和自发热的影响；采空区的空间特性(顶板高度)也都是由试验用反应器事先确定，无法自由调节。同时采空区环境中各组分气体的浓度也对煤的自燃倾向性有较大影响，但现有试验方法往往只考虑到单一组分气体和燃烧产生气体的影响，而没有考虑环境气体组分的影响。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种多组分气体对煤自燃倾向性影响的试验方法，以解决现有试验方法没有研究空间特性及多组分气体对煤自然倾向性影响，试验结果准确性差的技术问题。
本发明多组分气体对煤自燃倾向性影响的试验方法，包括以下步骤：
1)调节反应器的内腔高度；
2)向反应器中放入堆煤试样；
3)通过反应器上的若干气体通入口通入若干不同指定组分、通量和浓度的气体；
4)调节反应器外油浴的温度，使油浴温度始终等于煤样自发热温度；
5)打开设置在反应器气体通入侧端面上的风机，控制反应器内的通风状态；
6)通过设置在反应器内的内腔温度传感器和油浴温度传感器采集反应器内各处的内腔温度和腔壁温度，并通过与内腔温度传感器和油浴温度传感器连接的数据采集系统记录所采集的温度与时间的关系；
7)通过与反应器的气体出口连接的气体浓度分析系统记录反应器内各气体组分的浓度；
8)记录堆煤试样自燃着火总时间；
9)通过数据采集系统记录的温度/时间关系分析温度在70℃后的升温梯度dT/dt，记为R70，R70的单位为℃/h；此后通过R70的取值范围确定煤样的自燃倾向性程度：R70<0.5为低自燃倾向，0.5<R70<0.8为中等自燃倾向，R70>0.8为高自燃倾向；
10)通过对比数据采集系统和气体浓度分析系统记录的数据找到气体组分浓度和煤样自燃倾向性的关系。
本发明的有益效果：
1、本发明多组分气体对煤自燃倾向性影响的试验方法，其通过调节反应器的内腔高度，从而能更真实的模拟煤矿采空区的高度，实现了研究空间特性对于煤自燃发火倾向性的影响，试验结果准确性更高。
2、本发明多组分气体对煤自燃倾向性影响的试验方法，其通过反应器上的若干气体通入口，控制性的通入多种组分的气体，并且对通入气体的浓度，通量，流速，通入先后顺序，及温度都加以控制，实现了研究反应器内多组分环境气体对于煤炭自燃倾向性的影响，试验结果准确性更高。
3、本发明空间及多组分气体对煤自燃倾向性影响的试验试验方法，其通过风机控制反应器内的通风状态，进而实现了研究采空区通风情况对煤自燃倾向性的影响，试验结果准确性更高。
附图说明
图1为本发明试验方法所采用的试验系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
本实施例多组分气体对煤自燃倾向性影响的试验方法，包括以下步骤：
1)调节反应器的内腔高度；
2)向反应器中放入堆煤试样；
3)通过反应器上的三个气体通入口通入三种指定组分、通量和浓度的气体；
4)调节反应器外油浴的温度，使油浴温度始终等于煤样自发热温度；
5)打开设置在反应器气体通入侧端面上的风机，控制反应器内的通风状态；
6)通过设置在反应器内的内腔温度传感器和油浴温度传感器采集反应器内各处的内腔温度和腔壁温度，并通过与内腔温度传感器和油浴温度传感器连接的数据采集系统记录所采集的温度与时间的关系；
7)通过与反应器的气体出口连接的气体浓度分析系统记录反应器内各气体组分的浓度；
8)记录堆煤试样自燃着火总时间；
9)通过数据采集系统记录的温度/时间关系分析温度在70℃后的升温梯度dT/dt，记为R70，R70的单位为℃/h；此后通过R70的取值范围确定煤样的自燃倾向性程度：R70<0.5为低自燃倾向，0.5<R70<0.8为中等自燃倾向，R70>0.8为高自燃倾向；
10)通过对比数据采集系统和气体浓度分析系统记录的数据找到气体组分浓度和煤样自燃倾向性的关系。
本实施例多组分气体对煤自燃倾向性影响的试验方法所采用的试验系统：包括置于油浴1中的反应器2，所述反应器上设置有调节反应器内腔高度的调节装置，所述调节装置包括设置于反应器内且边部与反应器壁滑动密封配合的横隔板3和驱动横隔板上下移动的驱动器4；在具体实施中，驱动器4可以为气缸、油缸、电动缸或其它形式的直线驱动器；
所述反应器的一侧端面上设置有三个气体通入口，具体分别为第一气体通入口5、第二气体通入口6、以及第三气体通入口7；当然气体通入口的数量可根据实验需要进行具体选择，但其至少为两个；所述反应器的另一侧端面上设置有与气体浓度分析系统8连接的气体出口9；
所述试验系统还包括数据采集系统10、与数据采集系统连接用以检测反应器内腔温度的内腔温度传感器11、以及与数据采集系统连接用以检测反应器腔壁温度的油浴温度传感器12；以及所述试验系统还包括设置在反应器气体通入侧端面上的风机13。
本发明多组分气体对煤自燃倾向性影响的试验方法，其通过调节反应器的内腔高度，从而能更真实的模拟煤矿采空区的高度，实现了研究空间特性对于煤自燃发火倾向性的影响，试验结果准确性更高。
并且本试验方法通过反应器上的若干气体通入口，控制性的通入多种组分的气体，并且对通入气体的浓度，通量，流速，通入先后顺序，及温度都加以控制，实现了研究反应器内多组分环境气体对于煤炭自燃倾向性的影响，试验结果准确性更高。
而且本试验试验方法通过风机控制反应器内的通风状态，进而实现了研究采空区通风情况对煤自燃倾向性的影响，试验结果准确性更高。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (1)
1.多组分气体对煤自燃倾向性影响的试验方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)调节反应器的内腔高度；
2)向反应器中放入堆煤试样；
3)通过反应器上的若干气体通入口通入若干不同指定组分、通量和浓度的气体；
4)调节反应器外油浴的温度，使油浴温度始终等于煤样自发热温度；
5)打开设置在反应器气体通入侧端面上的风机，控制反应器内的通风状态；
6)通过设置在反应器内的内腔温度传感器和油浴温度传感器采集反应器内各处的内腔温度和腔壁温度，并通过与内腔温度传感器和油浴温度传感器连接的数据采集系统记录所采集的温度与时间的关系；
7)通过与反应器的气体出口连接的气体浓度分析系统记录反应器内各气体组分的浓度；
8)记录堆煤试样自燃着火总时间；
9)通过数据采集系统记录的温度/时间关系分析温度在70℃后的升温梯度dT/dt，记为R70，R70的单位为℃/h；此后通过R70的取值范围确定煤样的自燃倾向性程度：R70<0.5为低自燃倾向，0.5<R70<0.8为中等自燃倾向，R70>0.8为高自燃倾向；
10)通过对比数据采集系统和气体浓度分析系统记录的数据找到气体组分浓度和煤样自燃倾向性的关系。
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