[实用新型]一种煤矿井下综采工作面瓦斯爆炸仿真试验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种爆炸仿真试验装置，尤其涉及可适用于科研或教学，结构简单，适应性强，稳定性高，使用方便的一种煤矿井下综采工作面瓦斯爆炸仿真试验装置。

背景技术

随着开采技术的发展，煤炭被大量开采出来，在开采煤炭的过程中，常常伴随有瓦斯的涌出，瓦斯是无色、无味、无臭的气体，难溶于水，不助燃也不能维持呼吸，达到一定浓度时，能使人因缺氧而窒息，并能发生燃烧或爆炸，瓦斯在煤体或围岩中是以游离状态和吸着状态存在的，如遇明火，即可燃烧，发生瓦斯爆炸，直接威胁着矿工的生命安全，矿井生产对瓦斯十分重视，要采取许多必要的安全措施，防止瓦斯爆炸的发生。

而煤矿安全培训机构、煤炭类职业学校经常要用到瓦斯爆炸模拟装置来模拟瓦斯爆炸时的情况，并通过重复试验对瓦斯爆炸时的情况进行研究，但现有的瓦斯爆炸模拟试验系统只是在圆柱形模拟巷道居中位置内布设一个点火装置，由于其模拟巷道的形状与现实情况中巷道的形状存在较大差异，无法体现出由于巷道内部的具体空间形状对瓦斯爆炸所产生的冲击波扩散的影响；由于起爆点的位置的差别不同，也会导致模拟巷道内部产生不同的状况；并且现实情况中煤矿井下综采工作面上发生瓦斯爆炸时通常是多点连续起爆，这也导致现有的瓦斯爆炸模拟试验系统所模拟的煤矿井下综采工作面上瓦斯爆炸的仿真度不高，模拟效果与真实爆炸效果偏差过大，实验效果不理想；并且由于现有的瓦斯爆炸模拟试验系统的模拟巷道内部通常只有部分信号传感器，没有其他设备模型，这也会导致模拟瓦斯爆炸时与真实情况有偏差，且爆炸效果只能通过电脑根据所获得的参数制成模拟动画呈现，直观性不强，无法体现不同点位的单次爆炸或多点连续爆炸对煤矿井下综采工作面上的主要大型设备所产生的具体的影响，如设备倾覆方向等，这样会导致工程技术人员、教师、安全培训学员无法根据瓦斯爆炸模拟效果对真实的瓦斯爆炸结构得到直观的认识。

发明内容

本实用新型的目的就是为了解决现有的瓦斯爆炸模拟实验装置所存在的仿真度不高，模拟效果与真实爆炸效果偏差过大，实验效果不理想，直观性不强，无法体现不同点位的单次爆炸或多点连续爆炸对煤矿井下综采工作面上的主要大型设备所产生的具体的影响的问题，而提供适用于科研或教学，结构简单，仿真度高，实验效果好，适应性强，稳定性高，使用方便，直观性强的一种煤矿井下综采工作面瓦斯爆炸仿真试验装置。

本实用新型采用的技术方案是：

一种煤矿井下综采工作面瓦斯爆炸仿真试验装置，包括模拟巷道，设置在模拟巷道的侧壁上的空气进气接头和瓦斯气体进气接头，安装在瓦斯气体进气接头上的控制阀，通过瓦斯进气管与瓦斯气体进气接头位于模拟巷道外侧部分连接的瓦斯气体储气罐，通过空气进气管与空气进气接头连接的空气泵，安装在模拟巷道内的炸点部件，设置在模拟巷道外部的高速摄像机，通过控制信号线与模拟巷道内部及外设的电子器件连接的用于控制各电子器件工作的计算机及通过电缆与各用电部件连接的电源组件，所述模拟巷道的横向截面为“凹”字形，与其走向垂直的纵向截面为梯形，所述模拟巷道的一端为模拟巷道下顺槽，另一端为模拟巷道上顺槽；

所述模拟巷道内部，位于模拟巷道的底面上设置有工作面刮板输送机模型、液压支架模型和工作面采煤机模型；

所述炸点部件包括壳体和安装在壳体上的瓦斯浓度传感器、氧气浓度传感器、尖端放电装置及瓦斯气体进气喷头，其中瓦斯气体进气喷头通过瓦斯进气管与瓦斯气体进气接头位于模拟巷道内侧部分连接。

所述工作面刮板输送机模型、液压支架模型和工作面采煤机模型之间的位置关系与真实巷道中的工作面刮板输送机、液压支架及工作面采煤机之间的位置关系一致；所述工作面刮板输送机模型、液压支架模型和工作面采煤机模型与真实巷道中的工作面刮板输送机、液压支架及工作面采煤机所用材质一致；所述工作面刮板输送机模型、液压支架模型和工作面采煤机模型与真实巷道中的工作面刮板输送机、液压支架及工作面采煤机之间的缩微比例关系与模拟巷道与真实巷道之间的缩微比例关系一致。

所述炸点部件为4个，从模拟巷道下顺槽至模拟巷道上顺槽的方向依次为炸点部件A、炸点部件B、炸点部件C、炸点部件D；所述瓦斯气体进气接头为4个，分别通过瓦斯进气管与炸点部件内的瓦斯气体进气喷头连接，每个瓦斯气体进气接头上均安装有一个控制阀。

所述计算机内部设置有PCI数据捕获和信号处理控制器，且空气泵、控制阀、高速摄像机及位于炸点部件内的瓦斯浓度传感器、氧气浓度传感器、尖端放电装置分别通过控制信号线与PCI数据捕获和信号处理控制器上的相应端口连接。