模擬采煤機割煤過程中煤體氣體變化的分析裝置及分析方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種模擬采煤機割煤過程中煤體氣體變化的分析裝置及分析方法，該分析裝置由進氣系統(tǒng)、破碎系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)、抽氣系統(tǒng)與分析系統(tǒng)組成。該方法包括以下步驟：A、將未經(jīng)破碎的煤炭制成體積大于20cm×20cm×10cm的塊狀煤樣；B、將塊狀煤樣置于破碎腔，由進氣系統(tǒng)控制風(fēng)量，同時由溫控系統(tǒng)通過加熱電阻絲將溫度控制在25～800℃；然后開啟電動機帶動截齒以轉(zhuǎn)速20～40r/min對煤塊進行切割；C、每隔20～30s由抽氣系統(tǒng)抽取破碎系統(tǒng)內(nèi)的氣體，并輸送至分析系統(tǒng)進行氣體成分分析。本發(fā)明得出煤炭在生產(chǎn)過程中的氣體變化情況，從而更好的指導(dǎo)煤礦的甲烷和一氧化碳氣體的治理工作。
【專利說明】模擬采煤機割煤過程中煤體氣體變化的分析裝置及分析方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種模擬采煤機割煤過程中煤體氣體變化的分析裝置及分析方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，國內(nèi)外主要的采煤方法是綜合機械化采煤，即利用采煤機截齒破煤。在采煤的過程中，工作面的氣體構(gòu)成發(fā)生了很大的變化，其中甲烷和一氧化碳氣體等氣體都大大的增加，而《煤礦安全規(guī)程》和《瓦斯防治規(guī)定》中規(guī)定:礦井空氣中一氧化碳的最高允許濃度為0.0024% (24ppm)，礦井工作面甲烷濃度不超過1%。
[0003]國內(nèi)外研究煤體中原始甲烷和一氧化碳氣體成分的學(xué)者和方法很多，但是，大多數(shù)都是靜止的、孤立的分析方法，認為:煤體中甲烷是原始賦存的，而一氧化碳氣體是由于煤體自燃產(chǎn)生的；采取相應(yīng)的治理措施，但是，在實際生產(chǎn)過程中，甲烷和一氧化碳的氣體成分與原先預(yù)測的結(jié)果相差很大，其來源還基本沒有研究清楚。也嚴(yán)重影響生產(chǎn)安全。
[0004]現(xiàn)實的情況是，在采煤機割煤的過程中，工作面的氣體濃度跟理論計算的不盡相同，因為，割煤機截齒和煤壁兩面間產(chǎn)生相對摩擦，從而產(chǎn)生熱量。破裂過程使得已破壞的煤體之間最終產(chǎn)生剪切摩擦效應(yīng)，在產(chǎn)生摩擦效應(yīng)的同時，局部相應(yīng)產(chǎn)生熱效應(yīng)，并且隨摩擦的進行，熱效應(yīng)更明顯。截齒的最高瞬時溫度能夠達到600°C以上，再加上新破落的煤體表面極易氧化，在這種情況下，很有可能出現(xiàn)煤體高溫瞬時氧化產(chǎn)生CO氣體的現(xiàn)象。
[0005]現(xiàn)有的研究，根本的是沒有真實的反映井下生產(chǎn)的實際過程，即在一定的通風(fēng)條件下，采煤機割煤過程中，其截齒的破碎過程和截齒的溫度的變化(從常溫狀態(tài)升到600?8000C )，特別是600?800°C截齒對煤炭的加溫及破碎過程中，煤體中氣體的變化的影響情況。不能真實的反映生產(chǎn)過程。
[0006]為此，針對此種情況，發(fā)明了一種模擬采煤機割煤過程中煤體氣體變化的分析方法，可以真實的模擬反映出煤體在割煤過程中的氣體變化情況，指導(dǎo)生產(chǎn)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有的煤炭生產(chǎn)過程中氣體分析的缺陷，提出一種模擬采煤機割煤過程中煤體氣體變化的分析裝置和分析方法。來演示采煤機采煤過程中的氣體變化情況；煤炭在煤礦井下通風(fēng)環(huán)境中，特定溫度狀態(tài)下￠00?800°C之間)，采煤機截齒進行破碎，利用色譜儀對煤炭破碎過程中產(chǎn)生的氣體成分進行分析，得出煤炭在生產(chǎn)過程中的氣體變化情況，從而更好的指導(dǎo)煤礦的甲烷和一氧化碳氣體的治理工作。
[0008]為了達到上述的技術(shù)效果，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案:
[0009]一種模擬采煤機割煤過程中煤體氣體變化的分析裝置，由進氣系統(tǒng)、破碎系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)、抽氣系統(tǒng)與分析系統(tǒng)組成；
[0010]所述的破碎系統(tǒng)由破碎腔、破碎腔蓋、電動機、截齒、支架、支柱、保溫層、緊扣彈簧、進氣管、進氣閥、出氣管和出氣閥組成；所述的電動機豎直安裝在支架上，其電動機旋轉(zhuǎn)軸軸端與位于破碎腔內(nèi)的截齒連接；所述的破碎腔通過支柱安裝在支架上；在破碎腔和破碎腔蓋外部有一層保溫層；在破碎腔蓋上設(shè)置緊扣彈簧，以便將破碎腔蓋與破碎腔緊密貼合；在破碎腔蓋上安裝進氣管和出氣管，而進氣管與出氣管通過進氣閥與出氣閥分別與進氣系統(tǒng)與抽氣系統(tǒng)連接；
[0011]所述的溫控系統(tǒng)由加熱電阻絲和溫度控制系統(tǒng)組成；所述的加熱電阻絲安裝在截齒內(nèi)，它通過導(dǎo)線與溫度控制系統(tǒng)連接；
[0012]所述的進氣系統(tǒng)為空氣壓縮機，它用于控制氣體進氣壓力與氣體流量，并通過進氣管將氣體輸送至破碎腔中；
[0013]所述的抽氣系統(tǒng)為抽氣泵，所述的分析系統(tǒng)為氣相色譜分析儀；
[0014]所述的煤體置于破碎系統(tǒng)中，然后通過進氣系統(tǒng)對破碎系統(tǒng)中氣體壓力與流量進行調(diào)控，并通過溫控系統(tǒng)對破碎系統(tǒng)中的溫度進行調(diào)控，接著，煤體在破碎系統(tǒng)中進行破碎,在煤體破碎過程中由抽氣系統(tǒng)抽取破碎系統(tǒng)內(nèi)的氣體,并輸送至分析系統(tǒng)進行氣體成分分析。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述的截齒由兩個刀口為鋸齒狀的傾斜向上刀片組成，并且刀片為空心結(jié)構(gòu)，以容納加熱電阻絲。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述的緊扣彈簧是由帶螺紋的螺栓與位于螺栓外面的彈簧組成。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述的進氣管和出氣管在靠近破碎腔一端在管中安裝煤炭粉塵過濾網(wǎng)。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述的破碎腔為半徑為0.3?0.5m、高度為0.2?0.4m的圓柱形。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述的氣相色譜分析儀是市售的常見的氣相色譜分析儀，例如北京北分瑞利分析儀器(集團)有限責(zé)任公司生產(chǎn)的sp_3420a型氣相色譜分析儀，可以分析氣體成分:氧氣、氮氣、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、乙烯、乙烷等。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述的溫度控制系統(tǒng)是市售的常見的溫度控制系統(tǒng)，加熱溫度的改變是由一組電阻絲的供電功率來調(diào)節(jié)的，它們分別由兩套晶閘管調(diào)功器供電。調(diào)功器的輸出功率由改變過零觸發(fā)器的給定電壓來調(diào)節(jié)，其控制系統(tǒng)由單片機控制，其溫度控制范圍為20°C?1000°C。例如日本島電SHIMADEN溫控器。
[0021]模擬采煤機割煤過程中煤體氣體變化的分析方法，包括以下步驟:
[0022]A、將未經(jīng)破碎的煤炭制成體積大于20cmX 20cmX 1cm的塊狀煤樣；
[0023]B、將塊狀煤樣置于破碎腔，由進氣系統(tǒng)將風(fēng)量控制在0.401292?0.52281m3/s,同時由溫控系統(tǒng)通過加熱電阻絲將溫度控制在25?800°C ;然后開啟電動機帶動截齒以轉(zhuǎn)速20?40r/min對煤塊進行切割；
[0024]C、每隔20?30s由抽氣系統(tǒng)抽取破碎系統(tǒng)內(nèi)的氣體，并輸送至分析系統(tǒng)進行氣體成分分析。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述的分析系統(tǒng)分析破碎系統(tǒng)內(nèi)的氧氣、甲烷和一氧化碳的含量。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述的氣相色譜分析儀是市售的常見的氣相色譜分析儀，例如北京北分瑞利分析儀器(集團)有限責(zé)任公司生產(chǎn)的sp_3420a型氣相色譜分析儀，可以分析氣體成分:氧氣、氮氣、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、乙烯、乙烷等。所述的溫度控制系統(tǒng)是市售的常見的溫度控制系統(tǒng)，加熱溫度的改變是由一組電阻絲的供電功率來調(diào)節(jié)的，它們分別由兩套晶閘管調(diào)功器供電。調(diào)功器的輸出功率由改變過零觸發(fā)器的給定電壓來調(diào)節(jié)，其控制系統(tǒng)由單片機控制，其溫度控制范圍為20°C?1000°C。
[0027]下面更加詳細的說明本發(fā)明。
[0028]一種模擬采煤機割煤過程中煤體氣體變化的分析裝置，由進氣系統(tǒng)、破碎系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)、抽氣系統(tǒng)與分析系統(tǒng)組成；
[0029]所述的破碎系統(tǒng)由破碎腔、破碎腔蓋、電動機、截齒、支架、支柱、保溫層、緊扣彈簧、進氣管、進氣閥、出氣管和出氣閥組成；所述的電動機豎直安裝在支架上，其電動機旋轉(zhuǎn)軸軸端與位于破碎腔內(nèi)的截齒連接；所述的破碎腔通過支柱安裝在支架上；在破碎腔和破碎腔蓋外部有一層保溫層；在破碎腔蓋上設(shè)置緊扣彈簧，以便將破碎腔蓋與破碎腔緊密貼合；在破碎腔蓋上安裝進氣管和出氣管，而進氣管與出氣管通過進氣閥與出氣閥分別與進氣系統(tǒng)與抽氣系統(tǒng)連接；
[0030]所述的溫控系統(tǒng)由加熱電阻絲和溫度控制系統(tǒng)組成；所述的加熱電阻絲安裝在截齒內(nèi)，它通過導(dǎo)線與溫度控制系統(tǒng)連接；
[0031]所述的進氣系統(tǒng)為空氣壓縮機，它用于控制氣體進氣壓力與氣體流量，并通過進氣管將氣體輸送至破碎腔中；空氣壓縮機是市售的常見的空氣壓縮機，例如復(fù)盛公司的SA15-45系列微油螺桿式空壓機，其供氣量為1.7?8.lm3/min。
[0032]所述的抽氣系統(tǒng)為抽氣泵，所述的分析系統(tǒng)為氣相色譜分析儀；
[0033]所述的煤體置于破碎系統(tǒng)中，然后通過進氣系統(tǒng)對破碎系統(tǒng)中氣體壓力與流量進行調(diào)控，并通過溫控系統(tǒng)對破碎系統(tǒng)中的溫度進行調(diào)控，接著，煤體在破碎系統(tǒng)中進行破碎,在煤體破碎過程中由抽氣系統(tǒng)抽取破碎系統(tǒng)內(nèi)的氣體,并輸送至分析系統(tǒng)進行氣體成分分析。
[0034]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，截齒由兩個刀口為鋸齒狀的傾斜向上刀片組成，并且刀片為空心結(jié)構(gòu)，以容納加熱電阻絲。根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，截齒的材質(zhì)為35CrMnSiA，刀片傾斜向上的角度為20?45度，刀口形狀為鋸齒狀。當(dāng)煤樣放在截齒上，電動機帶動截齒旋轉(zhuǎn)，其截齒的轉(zhuǎn)速可以調(diào)節(jié)，和煤樣原采地的采煤機的轉(zhuǎn)速一致(一般為20?40r/min)，刀片破碎煤樣。
[0035]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述的進氣管和出氣管在靠近破碎腔一端在管中安裝煤炭粉塵過濾網(wǎng)。濾網(wǎng)可以是金屬銅網(wǎng)加上棉花，用來防止在破碎后氣體中存在大量的煤的粉塵進入到其他設(shè)備中的作用，也能使得分析檢測更加精確。
[0036]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述的氣相色譜分析儀是市售的常見的氣相色譜分析儀，例如北京北分瑞利分析儀器(集團)有限責(zé)任公司生產(chǎn)的sp_3420a型氣相色譜分析儀，可以分析氣體成分:氧氣、氮氣、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、乙烯、乙烷等。所述的溫度控制系統(tǒng)是市售的常見的溫度控制系統(tǒng)，加熱溫度的改變是由一組電阻絲的供電功率來調(diào)節(jié)的，它們分別由兩套晶閘管調(diào)功器供電。調(diào)功器的輸出功率由改變過零觸發(fā)器的給定電壓來調(diào)節(jié)，其控制系統(tǒng)由單片機控制，其溫度控制范圍為20°C?1000°C。
[0037]模擬采煤機割煤過程中煤體氣體變化的分析方法，包括以下步驟:
[0038]A、將未經(jīng)破碎的煤炭制成體積大于20cmX 20cmX 1cm的塊狀煤樣；將進氣系統(tǒng)、破碎系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)、抽氣系統(tǒng)和分析系統(tǒng)連接好；
[0039]B、將塊狀煤樣置于破碎腔，扣緊扣緊彈簧，由進氣系統(tǒng)將風(fēng)量控制在0.401292?
0.52281m3/s,同時由溫控系統(tǒng)通過加熱電阻絲將溫度控制在25?800°C ;然后開啟電動機帶動截齒以轉(zhuǎn)速20?40r/min對煤塊進行切割；
[0040]C、每隔20?30s由抽氣系統(tǒng)抽取破碎系統(tǒng)內(nèi)的氣體，并輸送至分析系統(tǒng)進行氣體成分分析。
[0041]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的有益效果:
[0042]本發(fā)明對實際井下煤塊切割的工作條件進行分析后，在分析裝置上設(shè)置進氣系統(tǒng)對破碎系統(tǒng)中氣體壓力與流量進行調(diào)控及其分析裝置上設(shè)置溫控系統(tǒng)對破碎系統(tǒng)中的溫度進行調(diào)控以使得達到模擬實際井下煤塊切割的情況，進而模擬分析煤炭破碎過程中產(chǎn)生的氣體成分進行分析，得出煤炭在生產(chǎn)過程中的氣體變化情況，從而更好的指導(dǎo)煤礦的甲烷和一氧化碳氣體的治理工作。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0043]圖1為本發(fā)明的模擬采煤機割煤過程中煤體氣體變化的分析裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0044]其中:A-進氣系統(tǒng)；B-破碎系統(tǒng)；C_溫控系統(tǒng)；D_抽氣系統(tǒng)；E-分析系統(tǒng)；2-進氣閥；3-支柱；4_電動機；5-截齒；6_加熱電阻絲；7_出氣閥；10-緊扣彈簧；11-破碎腔蓋；12-進氣管；13_出氣管；14_破碎腔；15_保溫層；16_溫度控制系統(tǒng)；17_支架。
【具體實施方式】
[0045]下面結(jié)合本發(fā)明的實施例對本發(fā)明作進一步的闡述和說明。
[0046]如圖1所示，一種模擬采煤機割煤過程中煤體氣體變化的分析裝置，由進氣系統(tǒng)A、破碎系統(tǒng)B、溫控系統(tǒng)C、抽氣系統(tǒng)D與分析系統(tǒng)E組成；
[0047]所述的破碎系統(tǒng)B由破碎腔14、破碎腔蓋11、電動機4、截齒5、支架17、支柱3、保溫層15、緊扣彈簧10、進氣管12、進氣閥2、出氣管13和出氣閥7組成；所述的電動機4豎直安裝在支架17上，其電動機4旋轉(zhuǎn)軸軸端與位于破碎腔14內(nèi)的截齒5連接；所述的破碎腔14通過支柱3安裝在支架17上；在破碎腔14和破碎腔蓋11外部有一層保溫層15 ;在破碎腔蓋11上設(shè)置緊扣彈簧10，以便將破碎腔蓋11與破碎腔14緊密貼合；在破碎腔蓋11上安裝進氣管12和出氣管13，而進氣管12與出氣管13通過進氣閥2與出氣閥7分別與進氣系統(tǒng)A與抽氣系統(tǒng)D連接；
[0048]所述的截齒5由兩個刀口為鋸齒狀的傾斜向上刀片組成，并且刀片為空心結(jié)構(gòu)，以容納加熱電阻絲6 ；
[0049]所述的緊扣彈簧10是由帶螺紋的螺栓與位于螺栓外面的彈簧組成；
[0050]所述的進氣管12和出氣管13在靠近破碎腔14 一端在管中安裝煤炭粉塵過濾網(wǎng)；
[0051]所述的破碎腔14為半徑為0.3?0.5m、高度為0.2?0.4m的圓柱形；
[0052]所述的溫控系統(tǒng)C由加熱電阻絲6和溫度控制系統(tǒng)16組成；所述的加熱電阻絲6安裝在截齒5內(nèi)，它通過導(dǎo)線與溫度控制系統(tǒng)16連接。
[0053]所述的進氣系統(tǒng)A為空氣壓縮機，它用于控制氣體進氣壓力與氣體流量，并通過進氣管12將氣體輸送至破碎腔14中；
[0054]所述的抽氣系統(tǒng)D為抽氣泵，所述的分析系統(tǒng)E為氣相色譜分析儀；所述的氣相色譜分析儀是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述的氣相色譜分析儀是市售的常見的氣相色譜分析儀，例如北京北分瑞利分析儀器(集團)有限責(zé)任公司生產(chǎn)的sp-3420a型氣相色譜分析儀，可以分析氣體成分:氧氣、氮氣、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、乙烯、乙烷等。
[0055]所述的煤體置于破碎系統(tǒng)B中，然后通過進氣系統(tǒng)A對破碎系統(tǒng)B中氣體壓力與流量進行調(diào)控，并通過溫控系統(tǒng)C對破碎系統(tǒng)B中的溫度進行調(diào)控，接著，煤體在破碎系統(tǒng)B中進行破碎,在煤體破碎過程中由抽氣系統(tǒng)D抽取破碎系統(tǒng)內(nèi)的氣體，并輸送至分析系統(tǒng)E進行氣體成分分析。
[0056]模擬采煤機割煤過程中煤體氣體變化的分析方法，它包括以下步驟:
[0057]A、將未經(jīng)破碎的煤炭制成體積大于20cmX 20cmX 1cm的塊狀煤樣；
[0058]B、將塊狀煤樣置于破碎腔14，由進氣系統(tǒng)A將風(fēng)量控制在0.401292?0.52281m3/s，同時由溫控系統(tǒng)C通過加熱電阻絲6將溫度控制在25?800°C ;然后開啟電動機4帶動截齒5以轉(zhuǎn)速20?40r/min對煤塊進行切割；
[0059]C、每隔20?30s由抽氣系統(tǒng)D抽取破碎系統(tǒng)內(nèi)的氣體，并輸送至分析系統(tǒng)E進行氣體成分分析。
[0060]所述的分析系統(tǒng)E分析破碎系統(tǒng)B內(nèi)的氧氣、甲烷和一氧化碳的含量。
[0061]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述的氣相色譜分析儀是市售的常見的氣相色譜分析儀，例如北京北分瑞利分析儀器(集團)有限責(zé)任公司生產(chǎn)的sp_3420a型氣相色譜分析儀，可以分析氣體成分:氧氣、氮氣、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、乙烯、乙烷等。所述的溫度控制系統(tǒng)是市售的常見的溫度控制系統(tǒng)，加熱溫度的改變是由一組電阻絲的供電功率來調(diào)節(jié)的，它們分別由兩套晶閘管調(diào)功器供電。調(diào)功器的輸出功率由改變過零觸發(fā)器的給定電壓來調(diào)節(jié)，其控制系統(tǒng)由單片機控制，其溫度控制范圍為20°C?1000°C。
[0062]實施例1:
[0063]實際井下:工作面煤厚1.2m，回采風(fēng)量為576m3/min ;當(dāng)工作面斷面大小S采小
5.19M2，風(fēng)速為1.85m/s，當(dāng)工作面斷面大小S采大6.78M2，風(fēng)速為1.42m/s,(回采煤時，工作面得斷面會有所變化，采的多，斷面面積大，風(fēng)速小，采的小，斷面面積小，風(fēng)速大，風(fēng)速在這范圍內(nèi)變化)。
[0064]模擬采煤機割煤過程中煤體氣體變化的分析方法，它包括以下步驟:
[0065]A、將未經(jīng)破碎的煤炭制成體積20cmX 20cmX 1cm的塊狀煤樣；
[0066]B、將塊狀煤樣置于破碎腔14，由進氣系統(tǒng)A將風(fēng)量控制在0.401292?0.52281m3/s (即使得切割室內(nèi)的空氣流速為1.42?1.85m/s之間)，同時由溫控系統(tǒng)C通過加熱電阻絲6將溫度控制在650°C ;然后開啟電動機4帶動截齒5以轉(zhuǎn)速30r/min對煤塊進行切割；破碎腔14為半徑為0.3m、高度為0.2m的圓柱形；
[0067]C、當(dāng)?shù)镀瑴囟冗_到650°C時截齒對煤塊切割，每隔30s由抽氣系統(tǒng)D抽取破碎系統(tǒng)內(nèi)的氣體，并輸送至分析系統(tǒng)E進行氣體成分分析。
[0068]分析結(jié)果如下:
[0069]表1:650°C條件下切割煤塊的氣體成分結(jié)果
[0070]
【權(quán)利要求】
1.一種模擬采煤機割煤過程中煤體氣體變化的分析裝置，其特征在于該分析裝置由進氣系統(tǒng)(A)、破碎系統(tǒng)(B)、溫控系統(tǒng)(C)、抽氣系統(tǒng)(D)與分析系統(tǒng)(E)組成； 所述的破碎系統(tǒng)⑶由破碎腔(14)、破碎腔蓋(11)、電動機(4)、截齒(5)、支架(17)、支柱(3)、保溫層(15)、緊扣彈簧(10)、進氣管(12)、進氣閥(2)、出氣管(13)和出氣閥(7)組成；所述的電動機(4)豎直安裝在支架(17)上，其電動機(4)旋轉(zhuǎn)軸軸端與位于破碎腔(14)內(nèi)的截齒(5)連接；所述的破碎腔(14)通過支柱(3)安裝在支架(17)上；在破碎腔(14)和破碎腔蓋(11)外部有一層保溫層(15);在破碎腔蓋(11)上設(shè)置緊扣彈簧(10)，以便將破碎腔蓋(11)與破碎腔(14)緊密貼合；在破碎腔蓋(11)上安裝進氣管(12)和出氣管(13)，而進氣管(12)與出氣管(13)通過進氣閥(2)與出氣閥(7)分別與進氣系統(tǒng)(A)與抽氣系統(tǒng)(D)連接； 所述的溫控系統(tǒng)(C)由加熱電阻絲(6)和溫度控制系統(tǒng)(16)組成；所述的加熱電阻絲(6)安裝在截齒(5)內(nèi)，它通過導(dǎo)線與溫度控制系統(tǒng)(16)連接； 所述的進氣系統(tǒng)(A)為空氣壓縮機，它用于控制氣體進氣壓力與氣體流量，并通過進氣管(12)將氣體輸送至破碎腔(14)中； 所述的抽氣系統(tǒng)(D)為抽氣泵，所述的分析系統(tǒng)(E)為氣相色譜分析儀； 所述的煤體置于破碎系統(tǒng)(B)中，然后通過進氣系統(tǒng)(A)對破碎系統(tǒng)(B)中氣體壓力與流量進行調(diào)控，并通過溫控系統(tǒng)(C)對破碎系統(tǒng)(B)中的溫度進行調(diào)控，接著，煤體在破碎系統(tǒng)(B)中進行破碎，在煤體破碎過程中由抽氣系統(tǒng)(D)抽取破碎系統(tǒng)內(nèi)的氣體，并輸送至分析系統(tǒng)(E)進行氣體成分分析。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分析裝置，其特征在于所述的截齒(5)由兩個刀口為鋸齒狀的傾斜向上刀片組成，并且刀片為空心結(jié)構(gòu)，以容納加熱電阻絲(6)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分析裝置，其特征在于所述的緊扣彈簧(10)是由帶螺紋的螺栓與位于螺栓外面的彈簧組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分析裝置，其特征在于所述的進氣管(12)和出氣管(13)在靠近破碎腔(14) 一端在管中安裝煤炭粉塵過濾網(wǎng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分析裝置，其特征在于所述的破碎腔(14)為半徑為0.3?0.5m、高度為0.2?0.4m的圓柱形。
6.一種采用權(quán)利要求1-5中任一項權(quán)利要求所述的分析裝置模擬采煤機割煤過程中煤體氣體變化的分析方法，其特征在于它包括以下步驟: A、將未經(jīng)破碎的煤炭制成體積大于20cmX20cmX1cm的塊狀煤樣； B、將塊狀煤樣置于破碎腔(14)，由進氣系統(tǒng)(A)將風(fēng)量控制在0.401292?0.52281m3/s，同時由溫控系統(tǒng)(C)通過加熱電阻絲(6)將溫度控制在25?800°C;然后開啟電動機(4)帶動截齒(5)以轉(zhuǎn)速20?40r/min對煤塊進行切割； C、每隔20?30s由抽氣系統(tǒng)(D)抽取破碎系統(tǒng)內(nèi)的氣體，并輸送至分析系統(tǒng)(E)進行氣體成分分析。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的分析方法，其特征在于所述的分析系統(tǒng)(E)分析破碎系統(tǒng)(B)內(nèi)的氧氣、甲燒和一氧化碳的含量。
【文檔編號】G01N33/00GK104133041SQ201410374433
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年7月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月31日
【發(fā)明者】蔣志剛, 伍厚榮, 王壽全, 陳曦, 陳顯坤, 李連云 申請人:四川省科建煤炭產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院有限公司