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煤矿火灾防治基础实验室

煤矿火灾防治方向实验室介绍

  (1)总体介绍

  主要包括煤自然发火机理研究实验室、流场分析实验室、火源探测实验室、防灭火材料研发实验室、防灭火材料性能检测实验室、自研设备集中展示实验室6个实验单元。

  可实现煤体表面微观结构分析、红外热成像分析、热重-红外光谱-色谱质谱分析、热物性参数测试、材料重金属元素分析、比表面积及孔径分布测试、煤自燃倾向性测定、色谱分析、输给物质和参比物的功率差与温度关系测量、目标物红外辐射能量分布成像、三维气体和液体流动中的湍流度测试、三维测点速度和湍流分布非侵入式测量、煤样升温过程质量损失测定以及生成气体分析、三维粒子测速及图像测速、瞬变电磁探测研究、煤样介电常数及直流绝缘电阻测试、煤样各向异性磁化率(AMS)及多频率的磁化率测试、流场分析测试等功能。

  实验室先后购置/研发了煤自燃倾向性测定仪、矿井气体多点参数色谱自动分析仪、扫描电子显微镜系统、差示扫描量热仪、综合热分析仪、红外光谱仪、色谱质谱联用仪、卡帕乔磁化率测定仪、在线式红外热成像系统、瞬变电磁仪、高温介电温谱测试仪、原子吸收能谱仪、高速氙灯热物性测试仪及激光导热热物性测试仪、激光多普勒测速仪、热线风速仪等实验仪器;研制了自然发火期快速测试系统、阻化性能测定¥程序升温控制系统、SF6测定仪、煤矿气体光谱仪、遥测光谱仪、便携式多参数测试仪、基于TDLAS的乙烯气体检测系统、光纤测温系统及光谱束管系统等实验装备。目前实验室共有仪器设备52台(套),具备自然发火机理研究、巷道内流场模拟分析、矿井火源探测、防灭火材料研发及性能测试等基础研究和技术设备研发能力。

  (2)功能划分

  1. A406/A408自然发火机理研究实验室

  主要功能:本实验室装置主要用于测定煤的自燃倾向性、分析煤氧化升温过程中气体产物、测量煤程序升温过程中的重量损失、观察煤样的微观结构等。

  主要仪器:煤自燃倾向性测定仪、矿井气体多点参数色谱自动分析仪、扫描电子显微镜系统、微型气相色谱分析仪、差示扫描量热仪、综合热分析仪、红外光谱仪、色谱质谱联用仪、煤自燃倾向性氧化动力学测定仪。

  仪器特点:仪器采用色谱光谱分析技术,分析能力优越,测量数据精准、耐高温设备安全可靠。

  研究方向:通过研究煤的微观孔隙结构、分析煤氧化升温过程中的气体产物成分以及能量质量转化方式,探究煤的自然发火机理。

  1. A409流场分析实验室

  主要功能:本实验室装置主要用于测量模型内任一点的一维、二维、三维速度、湍流度等参数,对模型内流场进行分析。

  主要仪器:三维粒子图像测速系统、激光多普勒测速仪、热线风速仪。

  仪器特点:仪器采用探头测速、激光多普勒测速、图像测速三种方式对某一点的流体状态进行精确分析测量,具有电脑自动化采集数据、稳定性好、测试时间短、操作简单等特点。

  研究方向:通过模拟测量矿井发生火灾前后气流流动状态的变化,分析火动力气流流动规律,指导火灾预测与应急救援。

  1. A411火源探测实验室

  主要功能:本实验室装备可进行瞬变电磁探测研究、煤样介电常数及直流绝缘电阻测试、煤样各向异性磁化率(AMS)及多频率的磁化率测试、在线红外图像温度测量。

  主要仪器:卡帕乔磁化率测定仪、在线式红外热成像系统、瞬变电磁仪、高温直流绝缘电阻测试系统(含水循环冷却机)、阻抗分析仪(配套HGZL使用)、高温介电常数测试仪(含水循环冷却机)、高密度电法仪。

  仪器特点:高温直流绝缘电阻测试系统与高温介电常数测试仪具备耐高温、水冷循环安全可靠的特点;瞬变电磁仪、卡帕乔磁化率测定仪及高密度电法仪都是进口设备,技术先进、稳定耐用;在线式红外热成像系统可实现实时分析,效率高、速度快。

  研究方向:运用电法、磁法、电磁法、测温等多种手段分析研究火源产生前后煤岩物理性质变化,总结煤岩烧变规律,建议一套完善的火源探测理论,开发出一套完备隐蔽火源探测技术装备。

  1. A410/A412 防灭火材料研发实验室

  主要功能:本实验室用于研发适用于井下的防灭火材料,可进行材料燃点测定、燃烧温度测定、燃烧烟气分析、材料中铅、镉、汞、铬等微量元素定量分析。

  主要仪器:原子吸收分光光度计、微机煤燃点测定仪、电子天平、恒温干燥箱、燃烧效率测定仪、加强型烟气分析仪、便携式红外热成像系统、通风橱。

  仪器特点:原子吸收分光光度计设计紧凑、分析精确;燃烧效率测定仪、加强型烟气分析仪及便携式红外热成像系统可在保持一定距离的状态下对燃烧物进行分析测试,保证了实验人员的安全。

  研究方向:围绕防灭火材料研发,综合运用物理化学手段,改进防灭火材料性能,为煤矿防灭火技术提供物料支撑,并为火灾事故鉴定提供实验数据。

  1. A413/A415 防灭火材料性能检测实验室

  主要功能:本实验室装置主要用于材料的微观结构测试、热物性测量、元素分析、分子结构及官能团测试。

  主要仪器:荧光分光光度计、能量色散型X射线荧光光谱仪、常温凝胶色谱仪、比表面积分析仪、压汞仪、红外光谱仪、X-RAY元素分析仪、电热恒温干燥箱、电子天平、高速氙灯热物性测试仪、激光导热热物性测试仪。

  仪器特点:实验仪器多为进口仪器设备,采用较为先进色谱、光谱分析技术,可对材料进行微观分析,其中能量色散型X射线荧光光谱仪、X-RAY元素分析仪、压汞仪具有一定危险性。

  研究方向:通过对材料进行微观结构测试、热物性测量、元素分析、分子结构及官能团测试,评价材料的防灭火性能,为材料性能的进一步提升提供微观层面的理论指导。

  1. A417/A419 自研设备集中展示实验室

  主要功能:可自燃煤的自然发火期快速测量、对煤矿井下存在的多种气体进行精确分析、采空区漏风量测算、采空区温度分布测量。

  主要仪器:自然发火期快速测试系统、阻化性能测定¥程序升温控制系统、SF6测定、本安色谱仪、煤矿气体光谱仪、遥测光谱仪、便携式多参数测试仪、MEMS测温系统、基于TDLAS的乙烯气体检测系统、光纤测温系统、光谱束管系统。

  仪器特点:本实验室全部装置都是历年来国家重点实验室自主研制成果。

  研究方向:针对煤矿井下火灾防治问题,结合实验室研究与现场实践经验,加大研发力度,研制出多套技术装备并推向市场,保障煤矿安全生产。