[发明专利]一种真实模拟井下环境的油浴式煤自燃氧化实验系统

说明书

本发明涉及一种真实模拟井下环境的油浴式煤自燃氧化实验系统，解决了由于煤矿井下环境复杂，与目前实验系统测试煤样时的环境有差异，不能检测出煤样在井下真实环境下的参数，导致检测结果不准确的技术问题。该实验系统包括供气系统、升温系统、煤样罐、震动机构、取样系统和数据分析系统；升温系统包括罐体、罐盖和加热系统；煤样罐设置在罐体内部；加热系统设置在罐体和煤样罐之间；罐体和煤样罐之间设置有液体传热介质，且液体传热介质中设置有搅拌器；供气系统和煤样罐之间设置有进气管，进气管与煤样罐底部连通，且位于煤样罐一端的进气管螺旋缠绕在煤样罐外部；煤样罐和取样系统之间设置有出气管；震动机构设置在罐体侧壁。

技术领域

本发明涉及煤自燃参数检测领域，具体涉及一种真实模拟井下环境的油浴式煤自燃氧化实验系统。

背景技术

目前，采空区煤炭自燃是煤矿重大灾害之一。掌握煤在不同温度、不同混合气体环境下的氧化生成气体情况，研究生成气体成分及浓度变化规律，为制定合理有效的防治煤自燃措施提供依据。

现阶段的煤低温氧化测试系统，主要有程序升温与绝热氧化两种类型，都是利用空气浴对煤样罐加热。由于空气的导热性差，空气浴箱内各处温度并不相等，造成煤样罐受热不均匀，导致罐内各处温度差异很大，从而导致很多问题。例如，在计算煤的耗氧速率时，温度和氧浓度均对它有影响，为了排除温度的影响，要求煤样罐内的温度处处相等，这样氧气沿罐体轴向的消耗量可看作是线性分布，从而可以积分得到单位时间内整个罐内煤样的耗氧总量，若罐内温度差异很大，则无法准确计算出耗氧总量。

中国专利“CN201520845068.X”的公开了一种油浴式煤低温氧化测试系统，包括1)供气系统，由气瓶、质量流量计和混气室构成；2)升温/恒温系统，由煤样罐、升温箱、传热介质(液体)和程序温控表组成；3)气相色谱分析仪；4)数据采集系统。此实用新型根据液体比热大、对流换热系数大以及温度分布更均匀的特性，采用液体作为传热介质，使得煤样罐的受热更为均匀，大大提高了实验测试精度，虽然此方案解决了煤样罐均匀受热的问题，但是由于煤矿井下环境复杂，与目前实验系统测试煤样时的环境有差异，不能检测出煤样在井下真实环境下的参数，导致检测结果不准确。

发明内容

本发明提供了一种真实模拟井下环境的油浴式煤自燃氧化实验系统，从而解决了由于煤矿井下环境复杂，与目前实验系统测试煤样时的环境有差异，不能检测出煤样在井下真实环境下的参数，导致检测结果不准确的技术问题。

本发明的技术方案是：

一种真实模拟井下环境的油浴式煤自燃氧化实验系统，包括供气系统、升温系统、煤样罐、震动机构、取样系统和数据分析系统；所述升温系统包括罐体、罐盖和加热系统；所述煤样罐设置在罐体内部；所述加热系统设置在罐体和煤样罐之间，对煤样罐进行加热；所述罐体和煤样罐之间设置有液体传热介质，且液体传热介质中设置有搅拌器；所述供气系统和煤样罐之间设置有进气管，所述进气管与煤样罐底部连通，且位于煤样罐一端的进气管螺旋缠绕在煤样罐外部；所述煤样罐和取样系统之间设置有出气管，所述出气管从罐盖顶端引出；所述震动机构设置在罐体侧壁；多个震动机构和控制系统连接；控制系统控制震动机构的开关，并通过改变电流大小控制震动机构的震动强度。

进一步地，所述煤样罐外部设置有震动传感器，所述震动传感器与控制系统连接，可以敏感、实时监测煤样罐的震动。

进一步地，所述煤样罐外部设置有温度传感器，所述温度传感器与控制系统连接，可以敏感、实时监测煤样罐的温度。

进一步地，所述加热系统包括至少一个加热棒，所述加热棒与控制系统连接。

进一步地，所述加热棒与煤样罐长度方向平行，且加热棒长度与煤样罐长度相同，所述加热棒与煤样罐长度方向平行，可以进一步更好的均匀加热煤样

进一步地，所述的液体传热介质为豆油、棉籽油、蓖麻油、泵油或硅油。