申请/专利权人：西安科技大学

申请日：2021-03-24

公开（公告）日：2024-04-12

公开（公告）号：CN113030372B

主分类号：G01N31/12

分类号：G01N31/12

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.12#授权;2021.07.13#实质审查的生效;2021.06.25#公开

摘要：本发明属于煤层实验测试装置技术领域，公开了一种干旱地区环境模拟煤自然发火试验装置，包括物理相似模拟部，用于调节物理相似模拟部温度的温度系统，用于为物理相似模拟部输送氧气的注氧系统，用于调节物理相似模拟部湿度的注水系统，置样部、温度传感器、湿度传感器、气体传感器和中央控制系统；本发明还提供了采用上述干旱地区环境模拟煤自然发火试验装置的方法。本发明用于模拟干旱区自然环境，能够缩短实际研究的时间，并且试验模拟的环境基本满足实际环境的状况，可以做到省时方便快捷的达到研究目的。

主权项：1.一种干旱地区环境模拟煤自然发火试验方法，其特征在于，采用干旱地区环境模拟煤自然发火试验装置，所述干旱地区环境模拟煤自然发火试验装置包括物理相似模拟部，用于调节物理相似模拟部温度的温度系统，用于为物理相似模拟部输送氧气的注氧系统，用于调节物理相似模拟部湿度的注水系统，置样部、温度传感器、湿度传感器、气体传感器和中央控制系统；所述物理相似模拟部由试验外箱体、试验内箱体和底座组成，试验外箱体设置在试验内箱体的外侧，底座设于试验外箱体、试验内箱体的下方；所述试验外箱体、试验内箱体的顶部均设有注水孔和注氧孔；所述试验内箱体的内部设有横置的承样板，试验外箱体和试验内箱体的前面板上均设有用于置样部进出的置样孔，所述试验外箱体、试验内箱体的侧壁均为石英玻璃板；所述物理相似模拟部通过注氧孔与注氧系统连接，通过注水孔与注水系统连接；置样部通过置样孔设置在试验内箱体内的承样板上；所述温度传感器、湿度传感器、气体传感器设置于试验内箱体承样板上方的内侧壁上；所述中央控制系统包括触摸式人机界面HMI和PLC控制系统，触摸式人机界面HMI与PLC控制系统相连，触摸式人机界面HMI位于试验外箱体的前面板上；所述温度传感器、湿度传感器、气体传感器、温度系统，注氧系统，注水系统均与PLC控制系统连接；所述温度系统包括升温加热部和降温冷却部；所述升温加热部包括加热管和固态继电器，加热管的接口与固态继电器相连，所述加热管位于试验内箱体内的置样部上方的内侧壁上，固态继电器位于试验内箱体的外侧壁上，固态继电器与PLC控制系统连接；所述降温冷却部包括制冷压缩机、冷凝器、干燥过滤器、毛细管和蒸发器，蒸发器的一端依次与制冷压缩机、冷凝器、干燥过滤器、毛细管连接，毛细管的另一端与蒸发器的另一端连接；所述制冷压缩机与固态继电器相连；所述制冷压缩机、冷凝器、干燥过滤器、毛细管位于物理相似模拟部的底座中，蒸发器位于试验内箱体的底部，承样板的下方；所述注氧系统包括储氧罐、控制阀、注氧管和入口质量流量计；所述注氧管的一端与储氧罐的出口端连接，另一端穿过试验外箱体上的注氧孔与试验内箱体上的注氧孔连接；所述控制阀设置在储氧罐的出口端，入口质量流量计设置在注氧管上，入口质量流量计与PLC控制系统相连；所述置样部包括置样盒，所述置样盒的内部设有至少一个隔板将置样盒分割成不同的置样槽；所述干旱地区环境模拟煤自然发火试验方法包括以下步骤：S1、收集数据：根据干旱地区自然环境的实际条件，经过数据筛选，得到合理的温度与湿度数据；S2、输入数据：将所收集的温度与湿度数据进行相应计算分析，得到其一年内十二个月份的月平均温度以及月平均湿度，将所得月平均温度、月平均湿度数据输入到触摸式人机界面HMI中；S3、计算循环次数：通过相应的煤自然发火周期计算公式得出天数用作判定自然环境作用物理相似模拟部的循环次数；S4、测定煤样相关系数：将要试验的煤样通过辅助仪器测定其自燃倾向性，硬度，湿度，风化程度参数，并置于置样部的置样槽中；S5、气体输送：气体传感器将检测试验内箱体内的氧气浓度传输给PLC控制系统，并通过PLC控制系统控制注氧系统输送的氧气量；S6、加热降温：温度传感器将检测试验内箱体内的温度传输给PLC控制系统，PLC控制系统根据设定的时间控制温度系统，使试验内箱体内的温度根据步骤S2得到的十二个月的月平均温度依次变化，并根据步骤S3的循环次数进行循环；S7、湿度调节：湿度传感器将检测试验内箱体内的温度传输给PLC控制系统，PLC控制系统根据设定的时间控制注水系统，使试验内箱体内的湿度根据步骤S2得到的十二个月的月平均湿度依次变化，并根据步骤S3的循环次数进行循环；S8、数据采集及分析：将煤样取出通过仪器测定其自燃倾向性，硬度，湿度，风化程度的参数，得出参数的变化情况并分析原因。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 西安科技大学 干旱地区环境模拟煤自然发火试验装置及方法

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