[实用新型]采用液态二氧化碳灭火时的煤降温规律实验装置

说明书

技术领域

本实用新型属于采用液态二氧化碳进行煤矿灭火的技术领域，具体是涉及一种采用液态二氧化碳灭火时的煤降温规律实验装置。

背景技术

煤自燃火灾作为全球性灾难之一，它不仅对煤炭资源、生产设备、通风系统和大气环境造成严重的破坏，甚至会造成人员伤亡重大事故。现有的煤矿防灭火技术方法中，液态二氧化碳方法由于在惰化的基础上能够实现快速降温，在矿井火区治理上表现出极大的优势。

目前，直注液态二氧化碳技术在防治煤自燃工作中起到了重要作用，但对于液态二氧化碳对高温煤体降温的具体规律掌握不明。首先，位于释放口附近液态二氧化碳的相变现象虽时间极短，但变化剧烈，并显著改变了环境温度。而煤体的物性参数和氧化放热特性对温度十分敏感。然而目前缺少对于液态二氧化碳在松散介质中的快速相变导致的煤体温度变化等内容的研究。其次，液态二氧化碳释放后，其流动受压力和相变共同驱动，加之多孔介质复杂的渗流通道环境。导致对松散介质中二氧化碳渗流规律掌握不清，进而无法有效研究煤体内二氧化碳的传质传热过程。导致煤体内吸热降温的主要区域以及大范围气体的逸散行为与灌注条件之间的关系不明，从而不能科学地设计液态二氧化碳的释放量、释放位置和释放强度等工艺参数。不仅严重影响了应用二氧化碳防灭火技术的效果，一旦发生工作面泄露则严重影响了系统安全。

煤体自燃后，液态二氧化碳注入后引起的温度变化特征与煤体初始温度分布、注入位置、口径、压注流量、压力等参数关系十分密切，其影响因素多，物理过程复杂，现场测试随机性太强，无法获得准确的数据。因此，需要利用物理实验模拟的方法够排出无关因素的影响，分析现象与各物理量之间的复杂关系和变化规律，分析直注液态二氧化碳后，高温煤体降温范围的变化规律。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种采用液态二氧化碳灭火时的煤降温规律实验装置。该实验装置模拟采用液态二氧化碳对煤矿中自燃后的煤进行灭火，以摸清液态二氧化碳在松散介质中快速相变导致的煤体温度变化规律。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：采用液态二氧化碳灭火时的煤降温规律实验装置，其特征在于：包括气态二氧化碳储罐、液态二氧化碳储罐、缓冲罐和测试容器，所述气态二氧化碳储罐的出气口通过气相输送管与缓冲罐的气相进口相连接，所述气态二氧化碳储罐的出气口处设置有出气关断阀，所述液态二氧化碳储罐的出液口通过液相输送管与缓冲罐的液相进口相连接，所述液态二氧化碳储罐的出液口设置有出液关断阀，所述缓冲罐上设置有放空阀，所述缓冲罐的底部设置有出口阀，所述测试容器上设置有接入管，所述出口阀和所述接入管通过压注管相连接，所述接入管上设置有旋拧阀，所述测试容器内设置用于加热其内的煤体已使煤自燃的电加热棒和用于检测煤自燃后温度变化的多个温度传感器，多个所述温度传感器与温度巡检仪相接。

上述的采用液态二氧化碳灭火时的煤降温规律实验装置，其特征在于：所述缓冲罐侧壁的内部嵌有电加热丝。

上述的采用液态二氧化碳灭火时的煤降温规律实验装置，其特征在于：所述压注管上设置有温度变送器和压力变送器，所述缓冲罐上设置有压力表。

上述的采用液态二氧化碳灭火时的煤降温规律实验装置，其特征在于：所述测试容器内设置有沿其高度方向间隔布设的多个测点固定架，多个所述温度传感器布设在所述测点固定架上。

上述的采用液态二氧化碳灭火时的煤降温规律实验装置，其特征在于：所述接入管的数量为多个，多个所述接入管沿其高度方向在所述测试容器的下部间隔布设。

上述的采用液态二氧化碳灭火时的煤降温规律实验装置，其特征在于：所述接入管的外壁设置有外螺纹，所述测试容器上开设有用于与所述接入管螺纹连接的螺纹孔。

上述的采用液态二氧化碳灭火时的煤降温规律实验装置，其特征在于：还包括电子平台秤，所述液态二氧化碳储罐放置在所述电子平台秤上。

上述的采用液态二氧化碳灭火时的煤降温规律实验装置，其特征在于：所述测试容器的侧壁包括内层护壁和外层护壁，所述内层护壁和所述外层护壁之间设置有保温棉。

为了有效的采用上述实验装置进行实现，本实用新型还提供了一种

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型通过向测试容器内通入液态二氧化碳，从而通过液态二氧化碳对测试容器内自燃后的煤体进行灭火，并通过测试容器内的温度传感器对测试容器内的煤体温度进行检测，进而模拟通过液态二氧化碳对煤矿中自燃后的煤进行灭火，以摸清液态二氧化碳在松散介质中快速相变导致的煤体温度变化规律。