[发明专利]采煤工作面降温规律试验系统及试验方法

权利要求书

1.一种采煤工作面降温规律试验系统，其特征在于：采煤工作面降温规律试验系统包括试验平台和空气幕产生装置；试验平台包括设置于其上的采煤工作面、采空区、进风巷、回风巷和透明壳体，采煤工作面、采空区、进风巷和回风巷均按比例仿真设置，采煤工作面、采空区、进风巷和回风巷位于壳体内；采煤工作面包括仿真煤壁和换热墙，换热墙将仿真煤壁与采空区隔开，换热墙的墙体上开设有漏风孔，换热墙与仿真煤壁之间设置有仿真采煤机和一排液压支架；仿真煤壁上设置有若干块加热板，换热墙的一侧设置有若干块加热板，进风巷内设置有若干块加热板，回风巷内设置有抽出式风机；进风巷内于背离采煤工作面的方向上依次设置有空冷器和加湿器，空冷器经制冷管路连接位于壳体外侧的制冷机组，空冷器的旁边设置有粉尘发生器，粉尘发生器的喷射口朝向空冷器；空气幕产生装置包括气舱、空气放大器、空气整流器、活动软管和喷射嘴，气舱一侧面的上端开口并连接空气放大器，空气放大器的侧壁设置压缩空气接口，压缩空气接口经管路连接位于壳体外侧的空气压缩机，气舱的下端内部设置空气整流器，气舱的下端经活动软管连接喷射嘴，一排液压支架的底座和顶梁之间设置一排空气幕产生装置，空气放大器的开口朝向仿真煤壁；壳体内设置有温度传感器、湿度传感器和风速测量仪，温度传感器、湿度传感器和风速测量仪分别信号连接计算机。

2.根据权利要求1所述的采煤工作面降温规律试验系统，其特征在于：一排空气幕产生装置的喷射嘴固定连接，最外侧空气幕产生装置的喷射嘴固定连接有穿过壳体的转动杆，转动杆的末端设置有转轮，转轮上设置有刻度条，壳体外侧设置有支座，支座上设置有靠近转轮的指针，支座上设置有用于锁止转轮的锁紧件。

3.根据权利要求2所述的采煤工作面降温规律试验系统，其特征在于：所述锁紧件包括与支座固定连接的支撑架，转轮位于支撑架与支座之间，支撑架上设置有紧固螺钉，旋紧紧固螺钉则紧固螺栓的末端可压紧转轮。

4.根据权利要求1所述的采煤工作面降温规律试验系统，其特征在于：所述气舱的下端形状由上向下逐渐变窄，所述空气整流器为整流块，整流块的形状由上向下逐渐变窄，整流块与气舱下端的侧壁之间留有缝隙。

5.根据权利要求4所述的采煤工作面降温规律试验系统，其特征在于：气舱下端的横截面为等腰梯形，整流块的横截面为三角形，整流块的侧边与气舱下端的侧壁平行。

6.根据权利要求1所述的采煤工作面降温规律试验系统，其特征在于：所述壳体由有机玻璃材料制成。

7.根据权利要求1所述的采煤工作面降温规律试验系统，其特征在于：所述加热板为电加热板。

8.根据权利要求1所述的采煤工作面降温规律试验系统，其特征在于：抽出式风机信号连接有变速器。

9.根据权利要求1所述的采煤工作面降温规律试验系统，其特征在于：活动软管由橡胶材料制成。

10.一种采煤工作面降温规律试验方法，应用权利要求1至9任一项所述的采煤工作面降温规律试验系统，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、采煤工作面降温规律试验系统布置完成后，启动抽出式风机、加湿器和加热板，在壳体内形成风流场、湿度场和温度场，以模拟采煤工作面的实际工况，开启制冷机组通过空冷器提供冷气流，冷气流的主要部分流经进风巷和采煤工作面并从回风巷流出，冷气流的其他部分通过换热墙的漏风孔流入采空区并再从回风巷流出；

步骤二、启动空气压缩机，压缩空气从空气放大器的侧壁进入空气放大器，采煤工作面处的空气从空气放大器的开口进入并从喷射嘴喷出，喷射嘴喷出的空气幕以对采煤工作面的漏风进行隔断，转动喷射嘴以调整空气幕产生装置的空气喷射角度；

步骤三、启动粉尘发生器，根据试验要求调整粉尘的浓度，风流将粉尘吹送至空冷器上产生积尘；

步骤四、温度传感器、湿度传感器和风速测量仪向计算机传递温度、湿度和风速数据，观测空冷器上的积尘情况；

步骤五、按照试验设定的参数，经抽出式风机调节风速参数，经加湿器调节湿度参数，经粉尘发生器调节粉尘浓度，经空气幕产生装置调节空气幕的全部或部分开闭以及经空气幕产生装置调节空气喷射角度，重复步骤一至步骤四。