[发明专利]一种角联结构矿井煤尘爆炸传播特性测试装置及测试方法

说明书

一种角联结构矿井煤尘爆炸传播特性测试装置及测试方法，包括煤尘喷射装置、管体吹扫装置、弯管接头及分叉管接头，所述煤尘喷射装置通过管体与分叉管接头Ⅰ的第一接头连接，分叉管接头Ⅰ与煤尘喷射装置之间的管体上安装有点火装置，分叉管接头Ⅰ的第二接头和第三接头分别通过管体与弯管接头Ⅰ和弯管接头Ⅱ一端连接，另一端通过中间管体分别与弯管接头Ⅲ和弯管接头Ⅳ一端连接，弯管接头Ⅲ和弯管接头Ⅳ另一端分叉管接头Ⅱ的第二接头和第三接头连接，分叉管接头Ⅱ第一接头通过管体与管体吹扫装置连接，点火装置至管体吹扫装置之间的管体及中间管体上设置有传感器组。本发明矿井煤尘爆炸传播特性测试装置，结构简单，能够开展并联或角联空间煤尘的一次、二次爆炸。

技术领域

本发明涉及安全技术及工程领域，尤其涉及一种角联结构矿井煤尘爆炸传播特性测试装置及测试方法。

背景技术

目前在已检索到的国内外相关成果中，关于矿井煤尘爆炸装置，主要包括国际通用的20L球形煤尘爆炸装置、圆柱体哈特曼管、大管状煤尘爆炸性测试装置，以及国内外相关科研院校自主研发的直线型管道测试装置、拐弯管道测试装置、分叉管道测试装置等。

上述装置均用于测试煤尘爆炸传播特性，但存在的技术问题有：目前现有的煤尘爆炸测试装置均是密闭或半密闭独立空间，没有形成通路结构，而在矿井开采过程中，井下巷道之间的连接方式并不是简单的独立空间，而是相互贯通的角联结构，从本质上说，矿井巷道之间的连接方式属于角联。之所以对角联结构煤尘爆炸装置的研发很少见，一方面是因为对直线型管道空间、20L球形空间内煤尘爆炸传播特性的研究是角联结构管道空间内煤尘爆炸传播特性研究的基础，另一方面，还因为角联结构相对更加复杂，对煤尘爆炸传播特性在角联空间内的机理研究更加困难，因此，对角联结构煤尘爆炸装置的研发并不多见。

发明内容

针对现有煤尘爆炸装置研发技术的缺陷，本发明设计一种角联结构矿井煤尘爆炸传播特性测试装置及测试方法，可用于测试角联空间内煤尘爆炸传播特性。

一种角联结构矿井煤尘爆炸传播特性测试装置，包括煤尘喷射装置、点火装置、管体吹扫装置、弯管接头及分叉管接头，所述煤尘喷射装置通过管体与分叉管接头Ⅰ的第一接头连接，分叉管接头Ⅰ与煤尘喷射装置之间的管体上安装有点火装置，分叉管接头Ⅰ的第二接头和第三接头分别通过管体与弯管接头Ⅰ和弯管接头Ⅱ一端连接，另一端通过中间管体分别与弯管接头Ⅲ和弯管接头Ⅳ一端连接，弯管接头Ⅲ和弯管接头Ⅳ另一端分叉管接头Ⅱ的第二接头和第三接头连接，分叉管接头Ⅱ第一接头通过管体与管体吹扫装置连接，点火装置至管体吹扫装置之间的管体及中间管体上设置有传感器组。

两个所述中间管体之间设置有角联分支管，角联分支管通过支架导轨固定，以减小因爆炸产生的管体震动。角联分支管内可用于铺设沉积煤尘，爆炸传播到角联分支后还可能形成二次爆炸，沉积煤尘质量、厚度、粒径大小、铺撒位置都可以根据测试条件需要进行更改。

所述煤尘喷射装置包括煤尘扩散叶片、罩体、煤尘进料箱、煤尘进料控制阀、固定支架、电机、螺旋输送器、驱动轴及驱动轴支撑架，所述驱动轴支撑架底端设置有固定支架，驱动轴支撑架一端固定安装有电机，电机驱动轴贯穿驱动轴支撑架与螺旋输送器一端连接，驱动轴支撑架另一端与罩体连接，罩体内设置有煤尘扩散叶片，煤尘扩散叶片的旋转轴穿过驱动轴支撑架与螺旋输送器另一端连接，驱动轴支撑架空心圆柱段顶端设置有与其贯通连接的煤尘进料箱，煤尘进料箱外侧壁底端设置有煤尘进量控制阀，煤尘喷射装置的罩体另一端与管体连接，煤尘喷射装置用于向管道内以一定压力喷射煤尘，从而在点火装置作用下形成一次爆炸。

所述点火装置包括不锈钢套和点火电极，所述不锈钢套对称设置于管体顶端和管体底端，且在不锈钢套内孔安装有点火电极，点火电极的端部位于管体内，且两个点火电极正对设置；点火装置采用的是高能点火装置，可提供最大10KJ的点火能量，点火能量、点火延迟时间和喷粉压力都可以根据测试条件需要进行更改。