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煤自燃模拟系统

　　多数采空区环境条件基本具备煤自燃的3个要素，即煤本身要有自燃倾向性、有足够的氧气供给和氧化产生的热量聚集，一旦煤发生自燃，会产生多种可燃气体，极易发生矿井火灾和爆炸事故。为了分析煤自燃产生的气体组分，设计了采空区内煤自燃模拟系统，系统结构如图1所示。该系统可以用来进行煤自燃实验，也可以用于模拟采空区环境下的瓦斯爆炸实验。

　　煤自燃模拟系统主要包括燃烧爆炸腔体、控制系统和数据采集系统等部分。其中燃烧爆炸腔体为内径为100 mm、长为760 mm的不锈钢腔体，壁厚为10 mm，是系统的主要构成部分，主要用于模拟采空区气流流场环境，使腔体内发生的燃烧、爆炸实验更接近于采空区实际状况；控制系统用来控制瓦斯、空气进气装置以及加热装置；数据采集系统用来记录实验过程中的燃烧温度、爆炸压力等数据。

实验方法

　　将煤样加入腔体，使不同尺度的煤样在腔体内随机全面分布，并将加热装置完全覆盖,关闭腔体密封盖。打开控制系统，设置进气装置流量为7.6 dm³/h。待腔体内流场稳定后，在控制面板上设定自动断电温度，打开加热装置。在加热过程中按照煤自燃不同阶段用注射器抽取气体，放入气体收集袋中，用气相色谱分析仪检测收集的气体。

　　这项研究成果得到了国家自然科学基金资助项目的资金支持，研究成果以《采空区内煤自燃气体特征及产生规律分析》为题发表于《工矿自动化》2019年第3期。

　　作者简介：周冬，男，江苏徐州人，硕士研究生，研究方向为瓦斯煤尘爆炸及防治，Email:511214304@qq.com