[发明专利]一种智能化煤矿风井防爆门实验装置及使用方法

说明书

本发明涉及一种智能化煤矿风井防爆门实验装置，包括透明实验井筒、风硐、防爆门、电磁锁扣、配气机构、高速摄影机构、配重机构及数据采集机构，透明实验井筒包括竖直井筒、水平充气井筒，水平充气井筒前端面与竖直井筒下端面连接，后端面与配气机构连通，防爆门嵌于竖直井筒内，其上端面与配重机构连接，下端面与电磁锁扣连接，透明实验井筒外表面设若干观测点，每个观测点设一个高速摄影机构，配重机构和数据采集机构均位于透明实验井筒外。其使用方法包括设备组装，爆炸预设及爆炸试验等三个步骤。本发明一方面可有效模拟多种条件下矿井防爆门防爆作业检测试验的需要；另一方面检测作业精度高、检测数据获取全面。

技术领域

本发明涉及一种智能化煤矿风井防爆门实验装置及使用方法，属煤矿防爆及安全管理技术领域。

背景技术

当前我国煤矿业发展迅速，矿井工作能否实现完全自动化对矿井的安全及开采具有十分重要的意义。防爆门作为矿井发生瓦斯爆炸后的快速泄压减灾技术装备，对减小事故灾害，降低事故扩大化至关重要。防爆门不仅需要在发生爆炸时有良好的泄压效果，而且在矿井反风行时防爆门不能被风机产生的正压顶开，须保持密闭不漏风的状态。目前煤矿风井防爆门在应用方面仍存在安全隐患，防爆门具体性能及规律仍不清晰，因此防爆门的性能测试及智能化、自动化控制是当前亟待解决的问题。

基于对传统防爆门及锁扣技术的研究，发现传统防爆门存在泄压不及时、自动复位困难等等亟待解决的问题；在防爆门锁扣技术方面，目前使用锁扣大多为电控气动锁紧装置，这种锁扣装置最大问题在于气动元件的效果及其质量严重影响其效率，且无法改变锁紧效果，更换比较麻烦、操作繁琐且在操作过程中需大量人力物力。

综上所述，如何揭示灾变通风时期防爆门装备在冲击波作用下的动态力学响应特性，为防爆门智能化、自动化、精细化方向发展提供理论数据及指导，成为现阶段要突破的主要难题之一。

此外，针对上述问题，迫切需要开发一种全新的煤矿防爆门实验验证装置及检测方法，以满足实际使用的需要。

发明内容

为了解决现有技术上的不足，本发明提供一种智能化煤矿风井防爆门实验装置及使用方法。

一种智能化煤矿风井防爆门实验装置，包括透明实验井筒、风硐、防爆门、电磁锁扣、配气机构、压力检测机构、高速摄影机构、点火机构、配重机构、调节风机及数据采集机构，其中透明实验井筒包括竖直井筒、水平充气井筒，其中水平充气井筒轴线与水平面平行分布，其前端面与竖直井筒下端面连接并同轴分布，后端面与配气机构连通，透明实验井筒内设瓦斯爆炸区和传播区，其中瓦斯爆炸区位于水平充气井筒后端面位置，点火机构嵌于水平充气井筒后端面内，位于瓦斯爆炸区内并与配气机构连通，竖直井筒侧壁设一个旁路支口，并通过旁路支口与风硐连通，风硐轴线与竖直井筒轴线相交并呈30°—60°夹角，风硐另与调节风机连通，防爆门嵌于竖直井筒内，与竖直井筒同轴分布并与竖直井筒侧壁滑动连接，防爆门上端面与配重机构连接，下端面与电磁锁扣连接，电磁锁扣嵌于竖直井筒内，与竖直井筒同轴分布，并与防爆门下端面连接，透明实验井筒外表面设若干观测点，且各观测点沿透明实验井筒轴线方向分布，其中水平充气井筒的后前端面及后端面位置均设一个观测点，竖直井筒的旁路支口上方及下方的竖直井筒侧壁位置均设一个观测点，且位于旁路支口上方的观测点位于电磁锁扣下方，高速摄影机构数量与观测点数量一致，每个观测点均设一个高速摄影机构，高速摄影机构轴线与透明实验井筒轴线相交并呈10°—120°夹角，压力检测机构若干，沿透明实验井筒轴线均布在透明实验井筒内侧面，配重机构和数据采集机构均位于透明实验井筒外，数据采集机构分别与电磁锁扣、配气机构、压力检测机构、高速摄影机构、点火机构、配重机构、调节风机电气连接。