[实用新型]一种煤层采空区瓦斯抽采自燃模拟实验装置

说明书

本实用新型涉及一种煤层采空区瓦斯抽采自燃模拟实验装置，包括由两个侧壁通道和连接于两个侧壁通道之间的底部通道构成的U形通道，其中一个侧壁通道形成进风巷道，另外一个侧壁通道形成回风巷道，底部通道的内孔形成采空区，U形通道的顶部和底部通道壁上设置有用于放置煤块的存煤夹层，存煤夹层邻近U形通道内腔一侧的夹层壁上设置有透气孔，U形通道的侧部通道壁上设置有多层沿上下方向间隔布置的用于放置煤块的存煤板。本实用新型解决了现有技术中仅在采空区底部放置煤块，煤块数量与真实回采施工中数量差异较大而无法形成自燃的问题。

技术领域

本实用新型涉及一种煤层开采领域中的煤层采空区瓦斯抽采自燃模拟实验装置。

背景技术

在煤层开采过程中，瓦斯会从煤、岩内涌出。近年来，随着采深的增加，高瓦斯矿井、煤与瓦斯突出矿井越来越多，瓦斯事故不断。目前，对瓦斯治理采取的主要措施就是瓦斯抽放，其中就包括采空区瓦斯抽放，但有些煤矿在进行采空区瓦斯抽放治理上隅角瓦斯超限问题的同时伴有煤炭自燃的危险，煤炭自燃是因为煤炭与空气接触后产生氧化，氧化释热量，当热量达到一定值时，煤炭就会自燃。

如果瓦斯抽放负压过小，进入采空区的空气较少，煤炭自燃的危险也会减小，但采空区内涌出到尚隅角的瓦斯就会增多，造成瓦斯超限报警影响生产和煤矿安全。因此，找到合适的瓦斯抽放与煤炭自燃之间的关系对于控制上隅角瓦斯超限和煤炭自燃至关重要。中国专利CN103775122B公开了一种“易自燃高瓦斯煤层采空区瓦斯抽采与煤炭自燃模拟实验装置”，该模拟实验装置包括U形工作面采煤系统、通风系统、瓦斯系统、抽采系统和数据测试采集系统，U形工作面由进风巷道、回风巷道、工作面、采空区等组成，通风系统包括抽出式通风机、附属装置，瓦斯系统包括瓦斯瓶、阀门、压力表、管路，抽采系统包括瓦斯抽放泵、抽放管、阀门、流量计、负压表，数据测试采集系统包括风俗传感器、温度传感器、co传感器、连接线、数据采集模块、电源、工控机和数据处理软件等。

进风巷道模拟真实回采施工中的进风巷道，回风巷道模拟真实回采施工中的回风巷道，采空区模拟真实工况中的采空区。该文件中记载，试验时，首先，将碎煤和大小不一的岩石散落到采空区，将数据测试采集系统、通风系统、瓦斯系统、抽放系统依次打开，试验开始，最后，当监测数据显示co已产生，温度已升高，可判断煤炭发生自燃时试验结束。现有的这种煤炭自燃模拟试验装置存在的问题在于：煤炭分布情况与真实的地下煤炭分布情况严重不符，煤炭分布过少，而导致煤炭基本不可能实现自燃，大量的煤炭与空气发生反应才有可能产生自燃现象，在真实的地下采煤环境中，采空区的底部、顶部和侧壁均由煤炭，另外进风巷道、回风巷道的顶部、底部和侧壁上也有煤炭，这样经进风巷道进入采空区的气流本身就已经具备较长温更高的温度，再加上采空区大量的煤炭，最终导致自燃现象，而在上述实验中仅是在采空区的底部散落一些碎煤，实际实验中，煤块很难产生自燃现象，数据上看就是co的浓度基本上不会增加；另外，现有技术中利用实体带模拟煤层，不仅会造成材料的浪费，也会导致其它设备无位置安放，而最终导致煤炭自燃模拟实验装置的整体占用较大空间。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种煤层采空区瓦斯抽采自燃模拟实验装置，以解决现有技术中仅在采空区底部放置煤块，煤块数量与真实回采施工中数量差异较大而无法形成自燃的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下：

一种煤层采空区瓦斯抽采自燃模拟实验装置，包括由两个侧壁通道和连接于两个侧壁通道之间的底部通道构成的U形通道，其中一个侧壁通道形成进风巷道，另外一个侧壁通道形成回风巷道，底部通道的内孔形成采空区， U形通道的顶部和底部通道壁上设置有用于放置煤块的存煤夹层，存煤夹层邻近U形通道内腔一侧的夹层壁上设置有透气孔，U形通道的侧部通道壁上设置有多层沿上下方向间隔布置的用于放置煤块的存煤板。