[发明专利]一种煤矿瓦斯灾害风流监测模拟演示系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种煤矿瓦斯灾害风流监测模拟演示系统，最适用于煤矿瓦斯灾害风流演示与模拟。

背景技术

瓦斯灾害是煤矿生产作业中的一种重要灾害形式，极易造成群死群伤事件。特别是在煤矿井下发生煤与瓦斯突出或瓦斯爆炸等瓦斯灾害之后，受瓦斯大量涌出或火风压的影响，极易导致风路设施损毁、风流逆流等现象，难以确定灾害气体在风流作用下式如何扩散运移的，给井下人员逃生和事故救援造成诸多不便。因此，现场亟需研究一套能够监测模拟煤矿瓦斯灾害风流的演示系统，为理解井下瓦斯灾害的发生及其防治提供理论和实验依据，从而科学地开展瓦斯灾害预防及救援工作，以煤矿工人的生命安全。

发明内容

鉴于相关问题的复杂性和已有技术的缺乏，本发明的目的是提供一种煤矿瓦斯灾害风流监测模拟演示系统，它可以准确模拟出井下发生瓦斯灾害后灾害气体时如何在风流的作用下扩散运移的，为瓦斯灾害的预防和救援提供参考。

本模拟演示系统主要由瓦斯储存装置、模拟演示巷道、灾害气体浓度/压力/温度传感系统、灯线控制系统、数据采集/处理/显示系统等组成。

具体实施步骤为：通过向模拟巷道中瞬间充入一定量及一定压力的灾害气体，模拟煤矿井下发生的瓦斯灾害，通过管道内布置的浓度、压力传感器监测灾害气体的运移扩散情况，并通过计算机进行实时显示；同时，通过在每一节灾害气体可能流经的管道上铺设灯线，而灯的亮灭状态由瓦斯传感器传递的瓦斯浓度阈值决定，并通过控制器自动控制，因此，可以利用小灯的闪亮次序，演示灾害气体运移的到达位置，进而能够更加形象与直观地描述风流瓦斯灾害的运移致灾过程。

本发明一种煤矿瓦斯灾害风流监测模拟演示系统，最适用于煤矿瓦斯灾害风流演示与模拟。该系统模拟井下瓦斯灾害后灾害气体在风流作用下的运移规律准确有效，为理解井下瓦斯灾害的发生及其防治提供理论和实验依据，整套实验系统操作方法简单、能够模拟的影响因素全面、演示结果直观、具有很好的实用性。

附图说明

附图1是本模拟演示系统示意图。

具体实施方式

下面将结合附图中的一个实施例对本发明作进一步的描述：

本发明一种煤矿瓦斯灾害风流监测模拟演示系统。其具体实施方式如下：高浓度瓦斯瓦斯气体由甲烷气体压力瓶1中流经瓦斯压力腔2后进入模拟巷道，在模拟巷道中分布着能够反映瓦斯气流的灯线3和测量风流特征的传感器盒4，打开风机5，新鲜风流进入模拟进风巷道6，通过调节模拟风门(挡板)7的开闭情况，观测瓦斯在模拟掘进工作面8，模拟采煤工作面9，中的瓦斯运移情况，灾害气体最后通过模拟回风巷10排除。

所述传感器盒4中包括甲烷传感器，气压传感器，温度传感器。

所述灯线3主要LED灯组构成，该灯线铺设在每一节灾害气体可能流经的管道上，而灯的亮灭状态由瓦斯传感器传递的瓦斯浓度阈值决定，并通过控制器自动控制，通过小灯的闪亮次序，演示灾害气体运移的到达位置，更形象直观地描述风流瓦斯灾害的运移致灾过程。

所述风机包括一个位于模拟进风巷6进风口的12cm*12cm轴流风机和两个位于模拟采煤工作面9两端的5*5cm交流风机。

所述模拟巷道可采用为亚克力(PMMA，聚甲基丙烯酸甲酯)高透明有机玻璃管。该管材为挤出型一次成型管材，其为密度为1.19kg/dm3、透光率为99％、冲击强度≥16kg/cm3、拉伸强度≥61Kg/m3、热变型温度≥78℃、热软化温度≥105℃，相关物料化学性质能够满足模拟演示需要。其中，模拟进风巷道6和模拟回风巷道10管材内径为10cm，模拟掘进工作面8和模拟采煤工作管材内径为8cm。

所述模拟巷道接头采用聚乙烯的UPVC管材，该氯乙烯单体经聚合反应而制成的无定形热塑性树脂加一定的添加剂(如稳定剂、润滑剂、填充剂等)管一管结合部位采用胶带粘接，管箍处采用油封密封圈及玻璃胶密封，能够满足模拟演示需要。