[发明专利]一种粉尘爆炸对矿井通风状态扰动的试验装置

说明书

本发明公开了一种粉尘爆炸对矿井通风状态扰动的试验装置，包括粉尘爆炸模拟系统，用于模拟矿井中粉尘爆炸的产生，为实验提供经粉尘爆炸产生的气流；可旋转巷道模拟系统，与粉尘爆炸模拟系统连接，用于模拟矿井中受粉尘爆炸影响的相应巷道；参数检测系统，安装在可旋转巷道模拟系统上，用于收集粉尘爆炸时所述可旋转巷道模拟系统的压力、温度、气体流量数据，测算出粉尘爆炸对井内通风系统演变过程的影响。本发明的粉尘爆炸对矿井通风状态扰动的试验装置能获得更全面的实验条件和更准确的试验数据，操作简便、成本较低，专属的球型设计使得装置能够承受的压力大大提升，传感器以及模拟巷道的形状适用范围更为宽广，得到的数据更为准确以及全面。

技术领域

本发明属于煤矿实验装置的技术领域，尤其涉及一种粉尘爆炸对矿井通风状态扰动的试验装置。

背景技术

矿井通风是煤矿安全生产的生命线，而矿井通风设计是整个矿井设计内容的重要组成部分，是保证安全生产的重要一环。通风的作用如下：第一是供给井下人员足够的新鲜空气，满足人员呼吸需要；第二是冲淡、排除井下有毒气体和粉尘，保证工作人员不中毒、保持空气的清洁度以防止瓦斯和煤尘爆炸事故；第三是稀释、排除井下的热量和水蒸气，创造合适的气候条件，改善职工的劳动环境。由此可见，保证人身安全和矿井安全生产的措施中，矿井通风有着非常重要的意义。因此矿井通风安全就显得尤为重要了。粉尘爆炸是矿井中常见的灾害之一，除粉尘爆炸释放的能量直接产生的破坏作用外，粉尘爆炸产生的冲击波会影响巷道的稳定通风状态，造成通风系统局部风流紊乱，极易引发二次事故，严重威胁矿井安全生产。研究粉尘爆炸对矿井通风的影响，需要借助于特殊的试验环境，来模拟粉尘爆炸对矿井通风网络的影响，对稳定通风时粉尘爆炸冲击波在巷道内的传播规律及联络巷内部风流的变化进行研究，为矿井粉尘阻爆和抑爆提供有利的参考。

目前，对于矿井通风的研究，越来越朝着“三化”进行，所谓“三化”即通风设计自动化，通风管理现代化和通风模拟数字化。近一个世纪以来，各国学者对通风网络的研究已经取得了丰硕的成果，研究出许多的分析方法，开发了大批的网络研究软件。而数字化与准确化的发展就迫切需要极其精准的数据，当第一手数据不精确或不全面时，再完美的分析方法与研究软件也不能完美的反应出粉尘爆炸对通风网络的影响。

现有技术中，公告号为CN 106971650 A的专利公开了一种粉尘爆炸演示装置，包括底座、瓶子、瓶塞、电源，所述瓶塞上有出口管、进气管、点火器、粉尘容器，所述出气管与风机和粉尘容器相连，所述点火器在粉尘容器上方；所述瓶塞、风机固定在底座上，所述风机、点火器与控制模块电连接，所述控制模块还连接有定时模块、按键，电源给整个系统供电。进气管和粉尘容器连接部还固定有滤网。本发明设计科学、能直观演示粉尘爆炸过程，使用方便，安全可靠，是一种很好的探究类实验仪器。该技术方案的不足：该装置用玻璃瓶，实验现象易于观察，但是无降温装置，安全性较差，使得在实验过程中测试粉尘爆炸区间范围较小；未安装温度、压力、气体流量传感器，实验仅能通过宏观进行观测，不能用数据对实验进行解释。

公告号为CN 111223380 A的专利公开了一种粉尘爆炸演示装置及其方法，演示装置组成包括透明箱体、爆炸传播管道、静电火花发生单元；其中，所述爆炸传播管道为透明材料管道，所述爆炸传播管道进一步包括主管道和所述主管道向两侧延伸的第一支管道和第二支管道，所述爆炸传播管道设置在所述透明箱体內部，且所述透明箱体內设置隔板固定所述爆炸传播管道，所述静电火花发生单元设置在所述主管道上，所述主管道的进口连接透明箱体且所述透明箱体上开设进气口，所述透明箱体的上方开设泄爆口，所述泄爆口上设置泄爆门。本发明提供的装置能够直观地、清晰地模拟观察通风管道内粉尘爆炸，并且该装置结构简单、安全。该技术方案的不足：该装置的泄爆口设在上方不能很好的模拟巷道气流的流动，并且管道的设计导致它的实验压力极限远远不满足爆炸时巷道压力的要求，并且该装置只能用于粉尘爆炸的演示研究，不能用于研究粉尘爆炸对巷道通风系统的扰动。