[实用新型]一种综放面多种通风方式下的采空区流场模拟实验装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种综放面采空区流场模拟实验，尤其是涉及一种综放面多种通风方式下的采空区流场模拟实验装置，适用于不同通风模式下判断分析采空区漏风流场、瓦斯流场，选择合适的通风方式，属煤矿安全设备技术领域。 

背景技术

在矿井生产过程中，综放面通风系统是矿井通风系统的重要组成部分，其选择合理与否直接影响整个矿井的安全生产及经济效益。我国几乎所有的矿井都是瓦斯矿井，随着煤炭开采深度的增加，瓦斯成为制约矿井安全生产的重要因素。我国煤矿主要通过通风来稀释瓦斯和抽采瓦斯瓦斯两种手段来治理瓦斯，而不同的综采面通风方式对采空区瓦斯流场和漏风流场及排放瓦斯能力有着直接影响。 

目前，我国煤矿综放面主要有U型、U+I型、U+II型、U+L型、Y型、W型、E型、Z型等几种常见的通风方式，在矿井生产过程中通风方式的选择一般用经验来判断，并不是根据风排瓦斯及抽采能力来选择通风系统及通风参数，造成高瓦斯矿井在相当一段时间内仍然面临着瓦斯威胁，或者采空区漏风太大，造成采空区遗煤自燃，严重影响煤矿安全高效开采。同时，由于采空区内部有大量的垮落岩石，煤壁发生片帮，而且采空区内部空气中的氧气含量比较低，人员很难进入采空区对其进行实测来研究采空区流场，加上现场实测如实现不同通风系统之间的转变，需要消耗巨大的人力和财力，会影响工作面的正常生产过程，无法保证顺利的进行研究。 

因此，模拟实验研究综放面不同通风方式不同参数下采空区瓦斯流场和漏风流场规律，并对比研究不同通风方式和参数条件下采空区瓦斯流场和漏风流场的耦合关系，最终根据现场实际条件确定不同通风方式下的临界值，指导现场实际工作中综放面通风方式选择以及通风参数优化的确定，实现高效安全的通风系统，为煤矿综放面瓦斯防治和采空区防火提供科学的技术指导。 

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足之处，提供一种综放面多种通风方式下的采空区流场模拟实验装置，用于模拟实验研究综放面不同通风方式不同 参数下采空区瓦斯流场和漏风流场规律，并对比研究不同通风方式和参数条件下采空区瓦斯流场和漏风流场的耦合关系，对巷道、综放面、采空区进行了相似模拟，通过该试验装置对不同通风条件下的有关参数进行对比分析，得出不同通风方式下采空区流场的流动规律，指导现场实际工作中综放面通风方式选择以及通风参数优化的确定，实现高效安全的通风系统，为煤矿综放面瓦斯防治和采空区防火提供科学的技术指导。 

本发明是以如下技术方案实现的：一种综放面多种通风方式下的采空区流场模拟实验装置，其特征是：该装置包括有模型主体、风机动力系统、瓦斯源系统及测试系统；所述的模型主体内有模拟工作面，模拟工作面后方有支架，模拟工作面上还分别设有进风巷管、回风巷管、通风管和回风管，同时设有内错尾巷管和外错尾巷管；所述的风机动力系统包括有风机，风机与回风巷管相连接；所述的瓦斯源系统包括有瓦斯瓶，瓦斯瓶通过减压阀连接到分流稳压器，然后与通过流量计相连的邻近层瓦斯释放板和底层瓦斯释放板，将瓦斯注入采空区；所述的测试系统包括有抽气泵、水隔气室，水隔气室布有多个水隔气室抽气管，通过采样支架上的多个U型管与采空区气体采样管连接。 

所述的风机可以与回风巷管、回风管和通风管多个巷道管相连。 

所述的回风巷管同时也是Y型通风方式和W型通风两进一回通风方式的进风巷管。 

所述的邻近层瓦斯释放板和底层瓦斯释放板上均设有瓦斯释放孔。 

所述的U型管在一端封闭，另一端设有采集采空区气体的取样管。 

本发明的有益效果是：在实验室建立模拟实验装置，进行U型、U型、U+I型、U+II型、U+L型、Y型、W型、E型等多种通风方式下综放面采空区流场的实验研究，客服了实际现场工作中的难测试和难观察的困难，实验模型密封好，与现场实际有很高的相似度；通过调节控制阀门来实现多种通风方式的转换，操作方便简单，设备成本较低；实验模型主体采用有机玻璃，便于观测和分析流场流动情况，实验形象直观；根据需要研究多种通风方式下采空区瓦斯流场和漏风流场的规律，配合煤矿现场全面考察多种通风方式的有关参数，对不同通风下的相关参数进行对比研究，指导煤矿现场综放面通风方式的选择，为综放面瓦斯治理和采空区防火提供提供科学的技术依据。 

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明： 

图1是本发明的结构示意图； 

图2是实验装置的A-A剖面图； 

图3是实验装置的横剖图；