[发明专利]一种倾斜巷道火灾相似模拟试验装置及试验方法

说明书

本发明一种倾斜巷道火灾相似模拟试验装置，包括巷道模型、第一支架、第二支架、移动火源、监测系统。本发明使用的相似材料、支护方式和设计的模型巷道更符合现场实际巷道，规模相对较大，巷道的气密性能得到保证，并且可模拟多种类型的巷道火灾，本发明根据现场能实现不同巷道火灾情况的模拟，通过调节2个支架上支撑方槽的安装位置和支撑杆的插入位置，可实现不同巷道倾斜角度的变化；移动火盆可实现火源的不同位置设置。

技术领域

本发明涉及隧道工程、地下工程、采矿工程的安全生产技术领域，具体来说是一种倾斜巷道火灾相似模拟试验装置及试验方法。

背景技术

巷道火灾是指纵向尺寸比横向尺寸大一个数量级以上的狭长空间发生的火灾。它的外延除了包括矿井明火灾外，还包括隧道、地铁、地下电站、地下商场等地下建筑火灾。巷道火灾不仅会造成人员伤亡、物资器材损失，而且会产生大量的高温烟流和有害气体，危及工作人员的生命安全；矿井巷道火灾还可能诱发瓦斯、煤尘爆炸等恶性事故，特别是在火灾高温烟气的热力作用下，矿井通风系统也会发生紊乱，导致事故及其危害进一步扩大，给救灾工作增大难度。

巷道火灾从研究方法上，有理论研究、试验研究和计算机模拟研究，三者互相补充和验证；在实验规模上，有小尺寸实验研究和全尺寸实验研究。国内外对水平巷道火灾时期通风系统灾变规律的研究已取得阶段性成果，但是对于能够综合考虑不同巷道坡度、不同火源位置和火源强度、不同入口风速条件等因素的倾斜巷道火灾相似模拟试验装置和试验方法的研究并不是很多。

中国专利申请CN111261011A公开了一种矿井火灾模拟实验平台及实验方法，但其所述模拟实验平台仅适用于矿井巷道火灾，不能适用于其他类型的巷道火灾；其建立的巷道模型仅用普通钢板和透明玻璃板制作而成，未说明巷道模型制作的确定依据，不能更真实地反映实际巷道及其支护情况，巷道模型的气密性也难以得到保证；其所述火源模拟装置可放在巷道不同位置，但并未说明能够实现不同火源位置的调节和控制方法；未说明实验中各测点的布置情况；其仅可检测实验过程中产生的O₂和CO浓度，对其他有毒有害气体未说明检测手段和方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于目前倾斜巷道模拟火灾实验不能真实反映巷道实际支护情况，不能综合考虑不同巷道倾角、不同火源位置和火源强度条件等因素，不能同时检测多种有毒有害气体的浓度的问题。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：

一种倾斜巷道火灾相似模拟试验装置，包括巷道模型(1)、第一支架(21)、第二支架(22)、移动火源、监测系统；

在所述巷道模型(1)内壁模拟有实际巷道的支护和顶板、底板以及两帮；所述第一支架(21)和第二支架(22)上均自下而上的设置有不同高度的横梁(212)和卡槽(214)；第一支架(21)和第二支架(22)根据预设倾斜角选择对应的卡槽(214)穿入支撑杆(213)，两支撑杆(213)高度不同，巷道担设在第一支架(21)和第二支架(22)的支撑杆(213)上，形成倾斜角；在所述巷道模型的进风端安装有风机(13)；

所述移动火盆放置在巷道模型的设定位置；

所述监测系统包括测温热电偶(52)、皮托管(53)、有毒有害气体探测器、监测设备；所述巷道模型设置有多个监测断面，每个监测断面均开设有监测孔，所述测温热电偶(52)、皮托管(53)、有毒有害气体探测器分别从监测孔伸入巷道模型中；所述测温热电偶(52)、皮托管(53)、有毒有害气体探测器分别与监测设备通信连接。