[发明专利]一种矿用泡沫流体材料防灭火特性测试装置及方法

说明书

本发明公开了一种矿用泡沫流体材料防灭火特性测试装置，包括升降式灌注装置、模型试验架、填充介质模型和监测装置，升降式灌注装置与模型试验架连接，填充介质模型置于模型试验架内，填充介质模型内埋设一个隐蔽高温火源点和多个土压力计、热电偶，所述土压力计、热电偶通过导线与模型试验架外的检测系统相连。本发明装置只需完成一次模拟实验，就能够同时完成泡沫流体防灭火特性三个指标的测定，其中包括渗流规律、降温特性以及堵漏风特性，大大降低了测定实验的繁琐性，并且装置中设有隐蔽高温火源点，能够模拟测定出泡沫流体对隐蔽火源的降温效果。本发明还公开了一种矿用泡沫流体材料防灭火特性测试方法。

技术领域

本发明涉及矿井安全领域，特别涉及一种矿用泡沫流体材料防灭火特性测试装置及方法。

背景技术

煤炭自燃是煤矿生产中的主要自然灾害之一，它不仅烧毁或冻结大量煤炭资源，而且常会引发重特大瓦斯爆炸灾害事故，造成人员伤亡和经济损失。目前用于矿井煤自燃防治的方法主要有注浆、注惰气、注阻化剂、注凝胶和注泡沫等，这些技术在矿井煤自燃防治中起到了重要的作用，其中泡沫流体材料防灭火效果显著，优点突出，不仅可以有效地防治煤炭自燃，而且还能很好地封堵破碎煤体防止漏风，特别适用于采空区不明位置火源和高冒区煤炭自燃的防治，是一种具有广阔应用前景和推广价值的新型矿用防灭火材料。而泡沫流体压注是一个非常复杂的过程，为了使泡沫流体能够有效的到达需要封堵的裂隙及高温火源点区域，有必要开展压注过程中其本身的渗流、扩散、运移规律研究；同时为了达到灭火效果，必须对泡沫流体防灭火特性进行测试。

目前学术上虽然有很多关于矿用防灭火材料性能相关的研究，但是没有具体涉及到一种全面测试矿用泡沫流体防灭火特性的装置与方法。如学者秦波涛在《防灭火三相泡沫流体特性实验研究》一文中虽有涉及泡沫流体材料特性研究，但没有具体涉及到泡沫流体材料的防灭火特性，也没有提供一套成型的的测试装置。中国专利申请号CN201220745453.3，公开日2013.07.03，公开了一种煤矿用堵漏材料隔风性能测试装置，该发明装置虽然能够测试堵漏材料隔风性能，但是并不能用来研究矿用泡沫流体材料渗流、扩散、运移规律以及降温效果。综上所述，有必要发明一套能够全面测试矿用泡沫流体材料防灭火特性测试装置与方法。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种能够同时检测材料渗流规律、降温特性以及堵漏风特性，并模拟测定出泡沫流体对隐蔽火源降温效果的矿用泡沫流体材料防灭火特性测试装置，本发明还提供了一种矿用泡沫流体材料防灭火特性测试方法。

本发明解决上述问题的技术方案是：一种矿用泡沫流体材料防灭火特性测试装置，包括升降式灌注装置、模型试验架、填充介质模型和监测装置，所述升降式灌注装置与模型试验架连接完成泡沫流体的灌注，所述填充介质模型置于模型试验架内，填充介质模型内埋设一个隐蔽高温火源点和多个土压力计、热电偶，所述土压力计、热电偶通过导线与模型试验架外的检测系统相连。

上述矿用泡沫流体材料防灭火特性测试装置中，所述模型试验架分为上半部分的模拟区和下半部分的真空测试腔体，填充介质模型置于模拟区内，模拟区的侧壁上设有用于连接升降式灌注装置的灌注口，模拟区的底板上设有与真空测试腔体相连通的连通孔，真空测试腔体内设有抽屉，抽屉与真空测试腔体四周用玻璃胶密封。

上述矿用泡沫流体材料防灭火特性测试装置中，所述模型试验架的模拟区为透明的有机玻璃材质，模型试验架的真空测试腔体为木材质。

上述矿用泡沫流体材料防灭火特性测试装置中，所述升降式灌注装置包括铁桶，所述铁桶挂在升降梯上，铁桶的上部用绑带与起重机相连，铁桶的底部设有出口，所述出口通过管道与模型试验架上的灌注口相连，管道上设有阀门。