测定煤产生一氧化碳速率的测试工装及系统的制作方法

1.本公开涉及煤矿安全技术领域，具体地，涉及一种测定煤产生一氧化碳速率的测试工装及系统。


背景技术：

2.煤自燃火灾是我国煤矿面临的主要灾害之一，标志气体法是煤自燃预测预报目前最主要的预警方法，一氧化碳是我国常用的煤自燃标志气体之一，其主要预测的阶段是煤自燃的潜伏期，煤可氧化产生大量co气体，这将严重干扰煤的开采工作面的自燃火灾防治工作。
3.当前，测定煤co产生速率的方法代表性的有实验室程序升温法和实验室大煤样实验法两种，两种方法都需采集大粒径现场煤样，前者需要不低于1kg的采样量，而后者则需要采集不少于1t的煤样，实验室程序升温法需在实验室内利用破碎机、称重天平、程序升温箱、空气压缩机、测温仪、气相色谱分析仪等来完成试验，试验时还需通过复杂的程序温度控制来达到测定co产量的目的；而实验室大煤样实验法则通过破碎机、大体积煤样炉、控温系统、空气调节系统、气样分析系统等组成，除专业仪器外，上述两种测定方法还需要专业人员来进行数据分析才能得到co产生速率结果，十分繁琐复杂。


技术实现要素：

4.本公开的目的是提供一种测定煤产生一氧化碳速率的测试工装及系统，该测定煤产生一氧化碳速率的测试工装及系统能够解决上述技术问题。
5.为了实现上述目的，本公开提供一种测定煤产生一氧化碳速率的测试工装，包括：煤样室，其顶部设有进料口，所述煤样室的下部设有带有通风孔的盛放板；气源，流量可调节地设置在所述煤样室的外部且其出气端与所述煤样室位于所述盛放板下方的进气口连通；以及盖体，可开合地设置在所述煤样室的上方且其上设有出气口，所述出气口与所述煤样室连通且设有用于安装一氧化碳检测器的安装部。
6.可选地，所述气源构造为气泵，所述气泵的进气端或出气端处设有用于调节流量的控制阀和流量计。
7.可选地，所述煤样室与所述气源之间设有缓冲室，所述缓冲室与所述煤样室的所述进气口和所述气源的出气端均连通，所述缓冲室的进气方向与出气方向错开设置。
8.可选地，所述进气口设置在所述煤样室的底部，所述进气口构造为锥形的开口，所述缓冲室设置在所述进气口的下方，所述缓冲室的底部设有除渣口，以排出通过所述进气口落入所述缓冲室内的残渣。
9.可选地，所述进料口处设有面积大于所述进料口面积的筛网，所述筛网的网孔孔径大于所述盛放板上所述通风孔的孔径。
10.可选地，所述筛网的一侧与所述煤样室的顶部边缘铰接以使所述筛网可开合地设置在所述进料口处。
11.可选地，所述安装部包括设置在所述盖体的顶部的安装槽，所述安装槽的底部设有安装板，顶部设有可打开的盖板，所述安装板及所述盖板上均设有通气孔。
12.可选地，所述煤样室的外侧设有保护壳，所述保护壳与所述煤样室之间填充有保温层。
13.本公开还提供一种测定煤产生一氧化碳速率的测试系统，包括上述的测定煤产生一氧化碳速率的测试工装和一氧化碳检测器，所述一氧化碳检测器可拆卸地设置在所述安装部内。
14.可选地，所述一氧化碳检测器构造为带有显示屏的便携式氧气-一氧化碳测定器，所述安装部的顶部设有盖板，所述盖板构造为透明盖板。
15.通过上述技术方案，将煤样放置在煤样室的盛放板上，盛放板上设有通风孔，可调节流量的气源为煤样室通风，并在出气口处设置一氧化碳检测器用于检测一氧化碳的浓度，在一定的供气流量下计算单位体积煤样单位时间co产生速率，例如可以用秒表、手机等工具计算时间，结构简单，使用方便。
16.本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
17.附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
18.图1是本公开所述的测定煤产生一氧化碳速率的测试工装及系统的结构示意图。
19.附图标记说明
20.1、煤样室；2、盖体；3、出气口；4、安装部；5、盖板；6、安装板；7、一氧化碳检测器；8、盛放板；9、保护壳；10、保温层；11、筛网；12、进气口；13、缓冲室；14、除渣口；15、气源；16、流量计；17、控制阀。
具体实施方式
21.以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
22.在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是指图中的方位，即实际使用时的方位，“内、外”是指相对于部件或结构本身轮廓的内、外。此外，需要说明的是，所使用的术语如“第一、第二”等是为了区别一个要素和另一个要素，不具有顺序性和重要性。另外，在参考附图的描述中，不同附图中的同一标记表示相同的要素。
23.如图1所示，本公开提供一种测定煤产生一氧化碳速率的测试工装，包括：煤样室1，其顶部设有进料口，煤样室1的下部设有带有通风孔的盛放板8，例如盛放板8水平设置；气源15，流量可调节地设置在煤样室1的外部且其出气端与煤样室1位于盛放板8下方的进气口12连通；以及盖体2，可开合地设置在煤样室1的上方且其上设有出气口3，出气口3与煤样室1连通且设有用于安装一氧化碳检测器7的安装部4。
24.本公开将煤样放置在煤样室1的盛放板8上，盛放板8上设有通风孔，可调节流量的气源15为煤样室1通风，并在出气口3处设置一氧化碳检测器7用于检测一氧化碳的浓度，在一定的供气流量下计算单位体积煤样单位时间co产生速率，例如可以用秒表、手机等工具
计算时间，结构简单，使用方便。
25.作为一种可选的的实施方式，如图1所示，气源15可以构造为任意可提供气流的装置，例如风机，本实施方式中，气源15构造为气泵，气泵的进气端或出气端处设有用于调节流量的控制阀17和流量计16，流量计16测量气泵的供气流量，并通过控制阀17达到预期的数值。
26.作为一种可选的的实施方式，如图1所示，煤样室1与气源15之间设有缓冲室13，缓冲室13与煤样室1的进气口12和气源15的出气端均连通，气源15吹出的气流先进入缓冲室13，然后经缓冲室13进入煤样室1内，缓冲室13的进气方向与出气方向错开设置，例如进气方向与出气方向垂直，或气方向与出气方向平行但是不在一条直线上，进入缓冲室13的气流不会直接进入到煤样室1内，以达到缓冲的目的。
27.可选地，进气口12设置在煤样室1的底部，进气口12构造为锥形的开口，缓冲室13设置在进气口12的下方，缓冲室13的底部设有除渣口14，以排出通过进气口12落入缓冲室13内的残渣。煤样室1内的煤样会有一些细小的残渣从盛放板8上的通风孔漏下，经进气口12落入到缓冲室13内，然后经除渣口14排出，除渣口14处设有可开合的阀门，需要除渣时打开。在其他的实施方式中，还可以在缓冲室13的底部设置可拆卸的除灰斗，除灰斗设置在缓冲室13的底部，残渣落入除灰斗内，除灰时将除灰斗卸下即可，除灰斗可以为抽拉式，即与缓冲室13滑动连接。
28.作为一种可选的的实施方式，如图1所示，进料口处设有面积大于进料口面积的筛网11，以便将进料口全部覆盖，筛网11的网孔孔径大于盛放板8上通风孔的孔径，例如筛网11的孔径可以为80目-100目，盛放板8的孔径可以为180目-220目，利用手铲等工具将井下破碎程度大的煤样置于筛网11上，通过筛网11筛选，符合粒径要求的煤样将通过筛网11落入煤样室1内，再掀开筛网11，将不合格的煤样去除，使进入煤样室1的煤样均为细小的颗粒，方便计算堆放的体积，且在单位体积内间隙更小，计算结果更加准确。
29.可选地，筛网11的一侧与煤样室1的顶部边缘铰接以使筛网11可开合地设置在进料口处，筛网11可开合设置可以掀开筛网11，将不合格的煤样去除。在其他的实施方式中，筛网11还可以直接盖在进料口上方，不与进料口连接，使用完后直接将筛网11取下。
30.作为一种可选的的实施方式，如图1所示，安装部4包括设置在盖体2的顶部的安装槽，安装槽的底部设有安装板6，顶部设有可打开的盖板5，例如盖板5的一侧与盖体2铰接，为防止盖板5被吹开，可以将盖板5的一端固定，例如通过锁、固定销等固定，安装板6及盖板5上均设有通气孔，将一氧化碳检测器7放置在安装板6上，并将盖板5关闭，防止一氧化碳检测器7损坏，安装板6及盖板5均设有通气孔用于出气，煤样室1内的气体经过出气口3被一氧化碳检测器7检测，然后经通气孔排出，安装槽设置在盖体2的顶部方便拆卸一氧化碳检测器7。
31.作为一种可选的的实施方式，如图1所示，煤样室1的外侧设有保护壳9，例如保护壳9的顶部高于煤样室1的顶部，保护壳9与煤样室1之间填充有保温层10，保温层10可以为聚氨酯填充层，保护壳9一方面可以保护煤样室1不被损坏，另一方面可以保温，使本公开的装置在常温下进行测试。盖体2的一端可以与保护壳9铰接达到盖体2可开合的目的，盖体2还可以与保护壳9卡接，通过卡件将盖体2与保护壳9连接。筛网11也可以与保护壳9的内壁或顶部边缘铰接，筛网11的铰接位置避开盖体2的铰接位置。
32.如图1所示，本公开还提供一种测定煤产生一氧化碳速率的测试系统，包括上述的测定煤产生一氧化碳速率的测试工装和一氧化碳检测器7，通过一氧化碳检测器7检测煤样室1内的煤样产生的一氧化碳的浓度，一氧化碳检测器7可拆卸地设置在安装部4内，方便更换和维修。
33.可选地，一氧化碳检测器7构造为带有显示屏的便携式氧气-一氧化碳测定器，带有显示屏可直接读数，不用再与电脑等其他智能装置连接，方便快捷，也省去了智能设备分析计算的过程，安装部4的顶部设有盖板5，盖板5构造为透明盖板，透明盖板可以在不打开盖板5的情况下直接读数，更加方便；便携式氧气-一氧化碳测定器更容易携带和更换。
34.利用装置测定煤样co产生速率时，通过如下作业方式进行操作：
35.①
检查装置：测试前，检查装置气泵、筛网11等，确保装置各部件完好，筛网11平整。
36.②
填装煤样：掀开盖体2，利用手铲等工具将井下破碎程度大的煤样置于筛网11上，通过筛选，符合粒径要求的煤样将通过筛网11落入煤样室1内，再掀开筛网11，将不合格的煤样去除，将煤样室1内煤样压平，观察煤样高度是否达到标准容量线，如此反复多次待煤样室1内煤样高度达到标准容量线后，停止装样，压紧盖体2。
37.③
装入便携式氧气-一氧化碳测定器：掀开安装部4上的盖板5，检查安装部4安装板6和盖板5上的通气孔是否通畅，如不通畅则需透孔，之后将符合计量认证要求的便携式氧气-一氧化碳测定器打开并置入安装部4内，盖好盖板5即可。
38.④
测定co产生速率：将流量计16和控制阀17开到最大，打开气泵，之后调整至所需的流量，并打开秒表计时，每1h读取一次安装部4内便携式氧气-一氧化碳测定器的读数，直至连续读取3次数据的误差不高于5％，则可停止测定。
39.⑤
计算co产生速率：将测得的数据代入下式即可计算单位体积低变质煤种煤样的co产生速率。
40.q
co
＝qk(c
t-c
t-1
)/tvm41.式中q
co
—单位体积煤样单位时间co产生速率，单位：m3/(s
·
m3)；
42.qk—供气流量，单位：m3/s；
43.t—测定时长，单位：s；
44.t、t-1—时间t、t-1时气流内co气体浓度差，单位：％；
[0045]vm
—煤样室1内煤样体积，单位：m3。
[0046]
⑥
清理装置：测定结束后，关闭气泵，关闭控制阀17，将便携式氧气-一氧化碳测定器取出，掀开盖体2及筛网11，将煤样清除出煤样室1，盖好盖体2，打开除渣口14出的阀门，将控制阀17开到最大，重新打开气泵，将缓冲室13内残余的煤尘吹出即可。
[0047]
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
[0048]
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0049]
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本
公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。