[发明专利]可视化矿井热动力灾害烟气蔓延模拟实验台及实验方法

摘要

本发明公开了一种可视化矿井热动力灾害烟气蔓延模拟实验台及实验方法，该实验台包括实验台装置和控制终端，实验台装置包括实验台骨架、多个高速摄像机、桩承台和巷道模拟模块，巷道模拟模块上设置有开关阀、风机和执行机构，巷道模拟模块内设置有传感器组件，实验操作便捷；该实验方法包括步骤：一、确定矿井模拟对象并搭建实验台装置；二、检验实验台装置的气密性；三、初始化控制终端；四、控制巷道模拟模块内通风量变化、冒顶位置与冒顶程度以及热动力灾害位置与并观测矿井热动力灾害烟气蔓延过程；五、烟气蔓延数据的显示及确定烟气蔓延的影响因素。本发明可模拟矿井巷道通风量、冒顶现象和烟气产生速率的变化对热动力灾害烟气蔓延的影响。

主权项

一种可视化矿井热动力灾害烟气蔓延模拟实验台，其特征在于：包括用于模拟矿井热动力灾害烟气蔓延的实验台装置和用于控制所述实验台装置产生烟气的控制终端，所述实验台装置包括实验台骨架(1)和设置在实验台骨架(1)外的多个高速摄像机(12)，以及设置在实验台骨架(1)内的桩承台和安装在所述桩承台上的巷道模拟模块，所述巷道模拟模块上设置有用于模拟矿井坍塌程度同时模拟矿井巷道风门的开关阀(6)、用于模拟矿井通风设施的风机(5)和用于模拟矿井热动力灾害发生的执行机构(7)，所述巷道模拟模块内设置有用于采集矿井热动力灾害参数的传感器组件(4)，传感器组件(4)包括感知所述巷道模拟模块内气压的压力传感器(4‑1)、检测所述巷道模拟模块内能见度的能见度传感器(4‑2)、检测所述巷道模拟模块内风速的风速传感器(4‑3)和感知所述巷道模拟模块内温度参数的温度传感器(4‑4)，传感器组件(4)和开关阀(6)的数量均为多个；所述巷道模拟模块包括模拟主井巷道(3‑4)、与模拟主井巷道(3‑4)相平行的模拟副井巷道(3‑3)、用于模拟采矿区域的模拟采区巷道、与所述模拟采区巷道连接的主回风巷道(3‑8)和与所述模拟采区巷道共面且相交的运输大巷道(3‑5)，模拟主井巷道(3‑4)、模拟副井巷道(3‑3)、主回风巷道(3‑8)、所述模拟采区巷道和运输大巷道(3‑5)通过联络巷道(3‑7)相互连通；所述模拟采区巷道包括工作面巷道(3‑1)、工作面回风巷道(3‑2)和工作面回风巷道，运输大巷道(3‑5)与工作面巷道(3‑1)相平行设置且与工作面回风巷道(3‑2)和所述工作面回风巷道均相交，运输大巷道(3‑5)的数量为多个，风机(5)安装在主回风巷道(3‑8)上，所述模拟主井巷道(3‑4)、模拟副井巷道(3‑3)、主回风巷道(3‑8)、所述模拟采区巷道、运输大巷道(3‑5)和联络巷道(3‑7)均由多个透明节管拼接而成，多个透明节管之间均通过快速接头(3‑6)连接；执行机构(7)包括输送管(7‑1)以及依次安装在输送管(7‑1)上的烟气发生器(7‑2)、第一流量计(7‑3)、烟气开关(7‑4)、加热器(7‑5)和第二流量计(7‑6)；所述桩承台包括多个支桩(2)，支桩(2)包括伸缩支架(2‑1)、安装在伸缩支架(2‑1)上的云台(2‑3)和安装在云台(2‑3)上用于锁紧巷道模拟模块的卡扣环(2‑4)；所述控制终端包括操作主机(11)和与操作主机(11)相接用于处理所述传感器组件采集数据的数据采集器(8)，操作主机(11)的输出端接有用于调节云台(2‑3)转动方位的云台驱动模块(2‑5)，云台驱动模块(2‑5)的数量为多个且与多个云台(2‑3)一一对应，风机(5)、开关阀(6)和烟气发生器(7‑2)均与操作主机(11)的输出端相接且由操作主机(11)控制。