CN113777132A - 一种煤自热激励超细粉尘闪燃诱导瓦斯爆炸实验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种煤自热激励超细粉尘闪燃诱导瓦斯爆炸实验装置，包括试验箱、温度传感器装置、出气装置、进气装置、喷粉装置、加热装置，所述试验箱是长×宽×高为80cm×80cm×80cm的正方体，并且前、后、左、右、上、下由6块尺寸长×宽为80cm×80cm的钢板组成。本发明由多个试验装置组成，能够循环利用，操作方便，结构简单，造价低；与传统方法比较，增加了对煤自热产生的温度能否使超细粉尘闪燃的有效模拟；增加了对超细粉尘闪燃能否引发瓦斯爆炸的有效模拟；能够定量的研究其规律；可按照需要改变几乎所有影响粉尘闪燃以及瓦斯爆炸的参数；流程简单，数据可靠，能广泛应用于各类煤自热与超细粉尘与瓦斯危害的防治理论研究。
Description
技术领域
本发明涉及煤炭工程技术领域，特别是涉及一种煤自热激励超细粉尘闪燃诱导瓦斯爆炸实验装置。
背景技术
近年来，我国面临着严重的资源短缺，而煤炭作为我国重要的能源，其在当前社会和经济发展过程中发挥这极其重要的作用。根据我国能源发展规划，即便到2050年，煤炭仍占我国能源消费结构的50％左右。在煤炭资源开采过程中，煤自燃仍是我国煤矿井下常见灾害之一，煤自燃不但影响矿井的安全生产，而且会造成不可估量的经济损失、资源损失及人员伤亡，更为严重的时可诱导瓦斯爆炸及煤尘爆炸，其损失难以估计，当前一些设备主要实现了煤自燃发火过程的研究或者是单独的瓦斯爆炸的研究，而无法实现煤自燃诱导瓦斯爆炸的的全过程研究，尤其是在煤自燃出现明火之前，当漏风气流中携带的超细煤尘受煤自热激励闪燃引爆瓦斯的实验研究设备缺乏，因此，急需一种煤自热激励超细粉尘闪燃诱导瓦斯爆炸实验装置来消除上述问题，进而实现对煤自燃诱导瓦斯爆炸进行全过程测试与研究。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种煤自热激励超细粉尘闪燃诱导瓦斯爆炸实验装置。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种煤自热激励超细粉尘闪燃诱导瓦斯爆炸实验装置，包括试验箱、温度传感器装置、出气装置、进气装置、喷粉装置、加热装置，所述试验箱是长×宽×高为80cm×80cm×80cm的正方体，并且前、后、左、右、上、下由6块尺寸长×宽为80cm×80cm的钢板组成，所述试验箱上部有弹簧开关，所述试验箱一侧有泄爆口和出气口，所述试验箱另一侧设置有瓦斯进气口和喷粉口，所述试验箱前端设置有可视窗口，所述试验箱后端设置有加热口和集线口，所述试验箱内部设置有绝热板，且在所述试验箱底部与所述绝热板之间设置有石棉保温层。
优选地：所述泄爆口连接气动调节阀，当压力过大时，压力阀打开，释放压力。
优选地：所述出气口连接所述出气装置，所述出气装置的管路连接废弃收集装置和气相色谱仪。
优选地：气动喷粉枪插入到所述试验箱中，且所述气动喷粉枪下部连接气管、粉管和电缆。
优选地：所述可视窗口由2cm厚的透明玻璃钢制成。
优选地：加热棒由所述加热口插入所述试验箱中，且加热棒长度为75cm。
优选地：数据传输线由所述集线口连接电脑。
优选地：所述绝热板上有28个测温口和5个进气口，并且用来堆放煤样。
优选地：所述石棉保温层是长×宽×高为80cm×80cm×20cm的长方体，所述石棉保温层中有所述进气装置和所述温度传感器装置的管路。
优选地：所述进气装置由6个阀门，6个气体流量控制计，1个气瓶和多个管路构成，所述进气装置的进气口有网罩，所述温度传感器装置由温度传感器、数据传输线和管路组成，其中所述温度传感器是形如探针，不同位置的高度不一致。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、本发明，由多个试验装置组成，能够循环利用，操作方便，结构简单，造价低；
2、本发明方法与传统方法比较，增加了对煤自热(明火之前)产生的温度能否使超细粉尘闪燃的有效模拟；增加了对超细粉尘闪燃能否引发瓦斯爆炸的有效模拟；通过相关测试方案与监测附件，能够定量的研究其规律；可按照需要改变相关影响粉尘闪燃以及瓦斯爆炸的参数；流程简单，数据可靠，能广泛应用于矿井瓦斯与煤自燃防治理论与技术方面的研究。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明所述一种煤自热激励超细粉尘闪燃诱导瓦斯爆炸实验装置的立体图；
图2是本发明所述一种煤自热激励超细粉尘闪燃诱导瓦斯爆炸实验装置绝热板的俯视图与温度传感器装置的正视图；
图3是本发明所述一种煤自热激励超细粉尘闪燃诱导瓦斯爆炸实验装置的主视图；
图4是本发明所述一种煤自热激励超细粉尘闪燃诱导瓦斯爆炸实验装置的后视图；
图5是本发明所述一种煤自热激励超细粉尘闪燃诱导瓦斯爆炸实验装置的左视图；
图6是本发明所述一种煤自热激励超细粉尘闪燃诱导瓦斯爆炸实验装置的右视图；
图7是本发明所述一种煤自热激励超细粉尘闪燃诱导瓦斯爆炸实验装置的俯视图。
附图标记说明如下：
1、试验箱；2、温度传感器装置；3、出气装置；4、进气装置；5、喷粉装置；6、加热装置；7、弹簧开关；8、泄爆口；9、出气口；10、瓦斯进气口；11、喷粉口；12、可视窗口；13、加热口；14、集线口；15、绝热板；16、石棉保温层；17、气相色谱仪；18、气动喷粉枪；19、粉管；20、气管；21、电缆；22、加热棒；23、温度传感器。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图对本发明作进一步说明：
如图1-图7所示，一种煤自热激励超细粉尘闪燃诱导瓦斯爆炸实验装置，包括试验箱1、温度传感器装置2、出气装置3、进气装置4、喷粉装置5、加热装置6，试验箱1是长×宽×高为80cm×80cm×80cm的正方体，并且前、后、左、右、上、下由6块尺寸长×宽为80cm×80cm的钢板组成，试验箱1上部有弹簧开关7，试验箱1一侧有泄爆口8和出气口9，试验箱1另一侧设置有瓦斯进气口10和喷粉口11，试验箱1前端设置有可视窗口12，试验箱1后端设置有加热口13和集线口14，试验箱1内部设置有绝热板15，且在试验箱1底部与绝热板15之间设置有石棉保温层16。
优选地：泄爆口8连接气动调节阀，当压力过大时，压力阀打开，释放压力；出气口9连接出气装置3，出气装置3的管路连接废弃收集装置和气相色谱仪17；气动喷粉枪18插入到试验箱1中，且气动喷粉枪18下部连接气管20、粉管19和电缆21；可视窗口12由2cm厚的透明玻璃钢制成；加热棒22由加热口13插入试验箱1中，且加热棒22长度为75cm；数据传输线由集线口14连接电脑；绝热板15上有28个测温口和5个进气口，并且用来堆放煤样；石棉保温层16是长×宽×高为80cm×80cm×20cm的长方体，石棉保温层16中有进气装置4和温度传感器装置2的管路；进气装置4由6个阀门，6个气体流量控制计，1个气瓶和多个管路构成，进气装置4的进气口有网罩，温度传感器装置2由温度传感器23、数据传输线和管路组成，其中温度传感器23是形如探针，不同位置的高度不一致。
本发明的工作原理及使用方法：
1试验方案设计：按照需要选取试验变量、试验次数及试验方案，试验方案可选正交试验和均匀试验，试验变量可选温度、粉尘粒度、粉尘量、瓦斯浓度、瓦斯量等；
2依据试验方案配合好所需要的煤样，充分均匀混合并测量其孔隙率、密度、含水量等参数；
3将程序升温腔室设定到需要温度并保持恒温，将配合好的煤样放在绝热板15上；
4让煤样在腔室内进行自热，同时通过加热棒22对煤样中心进行加热；
5在喷粉口11通入超细粉尘，期间一直用加热棒22加热，持续一段时间，观察使得粉尘闪燃的温度，并且在粉尘闪燃的时候通入瓦斯气体，观察瓦斯气体是否会爆炸；
6完成实验后，整理数据，清理仪器；
7数据分析：采用多元线性回归分析温度、粉尘粒度、粉尘量、瓦斯浓度、瓦斯量之间的关系。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。
Claims (10)
1.一种煤自热激励超细粉尘闪燃诱导瓦斯爆炸实验装置，其特征在于：包括试验箱(1)、温度传感器装置(2)、出气装置(3)、进气装置(4)、喷粉装置(5)、加热装置(6)，所述试验箱(1)是长×宽×高为80cm×80cm×80cm的正方体，并且前、后、左、右、上、下由6块尺寸长×宽为80cm×80cm的钢板组成，所述试验箱(1)上部有弹簧开关(7)，所述试验箱(1)一侧有泄爆口(8)和出气口(9)，所述试验箱(1)另一侧设置有瓦斯进气口(10)和喷粉口(11)，所述试验箱(1)前端设置有可视窗口(12)，所述试验箱(1)后端设置有加热口(13)和集线口(14)，所述试验箱(1)内部设置有绝热板(15)，且在所述试验箱(1)底部与所述绝热板(15)之间设置有石棉保温层(16)。
2.根据权利要求1所述的一种煤自热激励超细粉尘闪燃诱导瓦斯爆炸实验装置，其特征在于：所述泄爆口(8)连接气动调节阀，当压力过大时，压力阀打开，释放压力。
3.根据权利要求1所述的一种煤自热激励超细粉尘闪燃诱导瓦斯爆炸实验装置，其特征在于：所述出气口(9)连接所述出气装置(3)，所述出气装置(3)的管路连接废弃收集装置和气相色谱仪(17)。
4.根据权利要求1所述的一种煤自热激励超细粉尘闪燃诱导瓦斯爆炸实验装置，其特征在于：气动喷粉枪(18)插入到所述试验箱(1)中，且所述气动喷粉枪(18)下部连接气管(20)、粉管(19)和电缆(21)。
5.根据权利要求1所述的一种煤自热激励超细粉尘闪燃诱导瓦斯爆炸实验装置，其特征在于：所述可视窗口(12)由2cm厚的透明玻璃钢制成,便于与高速摄影仪配套使用。
6.根据权利要求1所述的一种煤自热激励超细粉尘闪燃诱导瓦斯爆炸实验装置，其特征在于：加热棒(22)由所述加热口(13)插入所述试验箱(1)中，且加热棒(22)长度为75cm。
7.根据权利要求1所述的一种煤自热激励超细粉尘闪燃诱导瓦斯爆炸实验装置，其特征在于：数据传输线由所述集线口(14)连接电脑。
8.根据权利要求1所述的一种煤自热激励超细粉尘闪燃诱导瓦斯爆炸实验装置，其特征在于：所述绝热板(15)上有28个测温口和5个进气口，并且用来堆放煤样。
9.根据权利要求1所述的一种煤自热激励超细粉尘闪燃诱导瓦斯爆炸实验装置，其特征在于：所述石棉保温层(16)是长×宽×高为80cm×80cm×20cm的长方体，所述石棉保温层(16)中有所述进气装置(4)和所述温度传感器装置(2)的管路。
10.根据权利要求1所述的一种煤自热激励超细粉尘闪燃诱导瓦斯爆炸实验装置，其特征在于：所述进气装置(4)由6个阀门，6个气体流量控制计，1个气瓶和多个管路构成，所述进气装置(4)的进气口有网罩，所述温度传感器装置(2)由温度传感器(23)、数据传输线和管路组成，其中所述温度传感器(23)是形如探针，不同位置的高度不一致。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Chu Tingxiang Inventor after: Zheng Wancheng Inventor after: Chen Yuexia Inventor after: Su Yuanyuan Inventor after: Lv Wenling Inventor after: Si Junhong Inventor after: Yang Tao Inventor after: Chen Peng Inventor before: Chu Tingxiang Inventor before: Zheng Wancheng Inventor before: Chen Yuexia Inventor before: Su Yuanyuan Inventor before: Yang Tao Inventor before: Chen Peng Inventor before: Si Junhong |
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| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Chu Tingxiang Inventor after: Zheng Wancheng Inventor after: Chen Yuexia Inventor after: Su Yuanyuan Inventor after: Lv Wenling Inventor after: Si Junhong Inventor after: Yang Tao Inventor after: Chen Peng Inventor before: Chu Tingxiang Inventor before: Zheng Wancheng Inventor before: Chen Yuexia Inventor before: Su Yuanyuan Inventor before: Yang Tao Inventor before: Chen Peng Inventor before: Si Junhong |