CN201007872Y - 岩石摩擦引爆瓦斯的实验装置 - Google Patents

Abstract

一种岩石摩擦引爆瓦斯的实验装置，它由设在底座上的电机，与电机相连的动力摩擦引爆装置，监控动力摩擦引爆装置的红外热成像仪和数据采集器构成；动力摩擦引爆装置由设有瓦斯注入孔的密封罩，设在密封罩内安装旋转试样的卡盘，支承旋转试样的平衡支架，对称固定在密封罩上相对旋转试样径向的加压装置构成。可精确分析岩石撞击摩擦产生的温度变化情况以及不同岩石间间摩擦生热的强度及产生火花的强度以及引爆瓦斯的可能性，为分析煤矿现场顶板冒落岩石撞击摩擦引爆瓦斯可能性等提供可靠的实验依据。实验系统稳定可靠，体积小，结构紧凑，密封性好，安全性能高。

Description

岩石摩擦引爆瓦斯的实验装置

技术领域

本实用新型涉及岩石摩擦引爆瓦斯的实验装置，尤其适用于矿井采空区顶板冒落岩石撞击摩擦升温、产生火花情况及引发瓦斯爆炸可能性的实验，也适用于岩石与金属、金属与金属间撞击摩擦升温情况及引发瓦斯爆炸可能性的实验。

背景技术

随着煤炭产量的增加以及煤矿采掘机械化程度的不断提高，特别是综采放顶煤技术的发展，工作面的开采强度大幅增加，工作面和采空区瓦斯事故日益增多，其中由于采空区顶板冒落和摩擦生热或产生的火花引燃引爆瓦斯可能性随之增大。国内外都有很多由于撞击、摩擦引起瓦斯爆炸事故的实例，造成了重大的人员伤亡和经济损失。据报道，英国、西德、澳大利亚、日本、美国、前苏联、加拿大等都发生过很多起因顶板冒落撞击摩擦引起的瓦斯爆炸事故。国内近些年来，也有许多瓦斯爆炸事故被论证为顶板冒落岩石撞击摩擦引起的。在我国晋城、阳城、沁水、鸡西、大同、西山、徐州、淮南、鹤岗、通化等矿务局都有报道的因顶板冒落撞击、摩擦引起的瓦斯爆炸事故。此类事故的不断发生，给煤矿生产带来了较大的安全威胁和经济损失。因此有必要对此进行预先研究，验证开采工作面顶板冒落岩石间撞击摩擦及其产生的火花引爆瓦斯的可能性，一方面对预防采空区和工作面瓦斯爆炸事故提供可能的预防意识，另一方面也可为瓦斯爆炸事故中瓦斯引爆原因的求证提供实验资料。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种模拟采空区顶板冒落岩石撞击摩擦引爆瓦斯的实验装置。

本实用新型的岩石撞击摩擦实验装置，它由设在底座上的电机，与电机相连的动力摩擦引爆装置，监控动力摩擦引爆装置的红外热成像仪和数据采集器构成。

所述的动力摩擦引爆装置包括设有互斯注入孔的密封罩，密封罩内设有安装旋转试样的卡盘，卡盘前部设有支承旋转试样的平衡支架，旋转试样径向对称设有固定在密封罩上的加压装置；所述的加压装置包括套管，套管内设有支撑加压试样的弹簧，其外部设有转动手把；所述的密封罩内设有气体搅拌扇。

本实用新型利用对称式加压方式，结合红外热成像仪对岩石摩擦实验温度分布情况进行测试，可精确分析岩石撞击摩擦产生的温度变化情况以及不同岩石间摩擦生热的强度及产生火花的强度，为分析煤矿现场顶板冒落引起的岩石撞击摩擦生热情况、产生的火花情况以及引爆瓦斯的可能性等提供可靠的实验依据。同时本实用新型也可对岩石与金属、金属与金属间摩擦产生的火花情况、升温情况以及引爆瓦斯的可能性进行实验。实验系统稳定可靠，体积小，结构紧凑，密封性好，安全性能高。

附图说明

图1是本实用新型实验台的工作系统图。

图2是图1的A-A视图。

图中：底座1、电机2、卡盘3、瓦斯注入孔4、动力摩擦引爆装置5、旋转试样6、加压试样7、平衡器8、气体搅拌扇9、密封罩10、红外热成像仪11、数据处理器12、调速器13、远程开关14、弹簧15、套管16、转动手把17。

具体实施方式

下面结合附图中的实施例对本实用新型作进一步描述：

图1所示，本实用新型的实验装置主要由电机2、动力摩擦引爆装置5、红外热成像仪11和数据处理器12构成，动力摩擦引爆装置5由密封罩10，设在密封罩10内安装有旋转试样6的卡盘3，支承旋转试样6的平衡支架8构成，密封罩10上设有互斯注入孔4，其内部设有使注入瓦斯气体搅拌均匀的气体搅拌扇9，其顶部设有可被爆炸冲开的自由面。卡盘3前部设有支承旋转试样6的平衡支架8，平衡支架8由平衡支柱和设在其上的滚珠构成。旋转试样6径向对称设有固定在密封罩10上的加压装置，加压装置由套管16，设有套管16内支撑加压试样7的弹簧15构成，加压装置伸出密封罩10一端设有能够精确记录弹簧压缩量的转动手把17。电机2和与电机2相连的动力摩擦引爆装置5设在底座1上，红外成像仪11设在监控动力摩擦引爆装置5的上方，与数据采集器12相连，电机2由远程开关14控制，其线路上连接有改变电机2转速的调速器13。

工作过程：将旋转试样6放置于平衡支架8并固定在卡盘3上，将加压试样7放置于套管16中，转动手把17至设计的接触压力，打开红外热成像仪11、数据处理器12以及录像机，保持自由面5敞开，打开远程开关14并调节调速器13至设计的旋转速度，进行岩石摩擦接触面的温度测试和火花记录。然后调节转动手把17分别至不同的接触压力下，并调节调速器13至不同的旋转速度，测试不同接触压力下和不同摩擦速度下岩石摩擦生热情况和产生的火花强度。

封闭密封罩10，从瓦斯注入孔4往密封罩10内注入瓦斯，打开气体搅拌扇9使密封罩10内的瓦斯气体分布均匀，测试瓦斯浓度。调节转动手把17和调速器13分别至不同的接触压力和旋转速度，打开远程开关14进行实验，测试不同岩石在不同接触压力和速度下摩擦引爆瓦斯的可能性。

Claims (4)

1.岩石摩擦引爆瓦斯的实验装置，其特征在于：它由设在底座(1)上的电机(2)，与电机(2)相连的动力摩擦引爆装置(5)，监控动力摩擦引爆装置(5)的红外热成像仪(11)和数据采集器(12)构成。

2.根据权利要求1所述的岩石摩擦引爆瓦斯的实验装置，其特征在于：所述的动力摩擦引爆装置(5)包括设有互斯注入孔(4)的密封罩(10)，密封罩(10)内设有安装旋转试样(6)的卡盘(3)，卡盘(3)前部设有支承旋转试样(6)的平衡支架(8)，旋转试样(6)径向对称设有固定在密封罩(10)上的加压装置。

3.根据权利要求2所述的岩石摩擦引爆瓦斯的实验装置，其特征在于：所述的加压装置包括套管(16)，套管(16)内设有支撑加压试样(7)的弹簧(15)，其外部设有能够精确记录弹簧压缩量的转动手把(17)。

4.根据权利要求2所述的岩石摩擦引爆瓦斯的实验装置，其特征在于：所述的密封罩(10)内设有气体搅拌扇(9)。

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