[发明专利]一种模拟分岔巷道瓦斯爆炸实验管道设计方法及实验系统

说明书

本发明涉及一种模拟分岔巷道瓦斯爆炸实验管道设计方法及实验系统，分岔管道设计方法是以水平管一半长为半径画圆，根据实际井下分岔巷道的角度，以水平管中心线为一边，得到分岔管支管中心线，支管中心线与圆相交的点确定支管的位置；实验系统由瓦斯配气装置、爆炸点火装置、传感器及数据采集装置、实验管道几个部分组成；实验管道由分岔管和三个直管连接组成，瓦斯配气装置为实验提供一定浓度的瓦斯，当实验管道里的瓦斯浓度到达实验设计要求，关闭进气阀门，卸载下进气管道和瓦斯检测仪，同时用保鲜膜进行弱密封，由发爆器进行点火，引导实验管道内瓦斯气体发生爆炸，同时由数据采集装置采集实验数据，并存入计算机；本发明提供一种模拟分岔巷道实验管道设计方法，更接近于实际角度，为研究分岔巷道瓦斯爆炸火焰传播机理提供一种新思路。

技术领域

本发明涉及一种模拟分岔巷道瓦斯爆炸实验管道设计方法及实验系统，属于瓦斯灾害防治领域，具体涉及一种模拟分岔巷道瓦斯爆炸实验系统及管道设计方法。

背景技术

近年来我国煤炭产量日益增大，煤炭开采深度日益加深，煤层瓦斯含量增大，掘进过程中煤层瓦斯涌出量增大，瓦斯爆炸危险性显著增高，严重威胁煤矿安全高效生产。研究瓦斯爆炸，往往借助于模拟巷道或实验管道。虽然模拟巷道或实验管道与实际的矿井巷道尺寸和环境相差很大，但火焰传播特性及其加速传播机制是一致的。而对于目前已有的瓦斯爆炸实验管道，仅有直管或弯管，布置若干个测点，采用电测或光测仪器，通过高速摄影、纹影技术等，观察爆炸火焰在管道中的运动情况，分析爆炸火焰传播的特性。但井下巷道多是分岔巷道，为了使实验管道更接近实际矿井分岔巷道，本发明提供了一种模拟多角度分岔巷道的实验管道设计方法，并设计了适用于研究分岔巷道瓦斯爆炸实验系统。

发明内容

为了克服现有研究煤矿瓦斯爆炸实验管道的局限和不足，本发明的目的在于提供一种模拟分岔巷道瓦斯爆炸实验管道设计方法，并设计了研究分岔巷道瓦斯爆炸实验系统，使实验装置与实际分岔巷道更接近，为研究分岔巷道瓦斯爆炸火焰传播机理提供一种新思路。

为了实现实现以上目的，本发明采用以下技术方案：一种模拟分岔巷道瓦斯爆炸实验管道设计方法及实验系统，本发明的技术方案是：

一种多角度分岔实验管道设计方法，以水平管中心线中点为圆心，以水平管一半长为半径画圆，根据实际井下分岔巷道的角度，以水平管中心线为一边，得到分岔管支管中心线，支管中心线与圆相交的点确定支管的位置。分岔管各端都装有方形法兰，可以和不同长度的直管连接，直管可以和不同角度的分岔管道连接。

一种模拟分岔巷道瓦斯爆炸实验系统，由瓦斯配气装置、爆炸点火装置、传感器及数据采集装置、实验管道几个部分组成。

瓦斯配气装置由瓦斯气瓶、减压阀、压力表、配气罐、空气囊、阀门组成。

爆炸点火装置由发爆器、导线、起爆针组成。

传感器及数据采集装置由压力传感器、光电传感器、热电偶、离子探针、数据采集装置及电脑组成。

实验管道分为分岔管道和三个直管，直管一端连接方形法兰，另一端连接挡板，由有机玻璃制成。

一种模拟分岔巷道瓦斯爆炸实验系统操作方法：

步骤一：根据井下巷道分岔巷道角度设计相同角度的分岔管道，设计满足瓦斯爆炸要求的直管，分岔管和三个直管通过各端口安装的方形法兰连接在一起。

步骤二：设计瓦斯爆炸实验方案，包括瓦斯浓度，点火位置，实验采集参数。

步骤三：在分岔管和直管上各密封安装一组传感器，每组传感器分别由压力传感器、光电传感器、热电偶、离子探针组成，调试软件，测试数据采集装置。