[发明专利]煤矿采空区煤自燃环境流场模拟实验台

摘要

本发明公开了一种煤矿采空区煤自燃环境流场模拟实验台，用于模拟煤矿采空区遗煤自燃环境下温度场发展、风流流动和气体运移状态。该装置包括通风系统、通风工作面采场、模拟采空区、气体释放系统、温度监控系统和数据采集系统。该实验系统可以模拟正常通风状态和采空区火区封闭状态下采空区的流场发展，得到煤自燃环境条件下采空区不同位置气体浓度和速度、空间压力和煤岩温度等参数，可为研究和掌握采空区煤自燃环境下温度场发展、风流流动和气体运移规律提供依据。本发明适用于模拟三维采空区煤自燃环境下温度场发展、风流流动和气体运移及灾害危险区域的判定。

主权项

一种煤矿采空区煤自燃环境流场模拟实验台，包括模拟采空区箱体、模拟通风系统、气体释放系统，温度监控系统和数据采集系统；其特征是：模拟采空区箱体由模拟采空区和模拟采煤工作面构成；模拟采煤工作面由模拟采煤面和模拟支护顶板构成，模拟采煤面位于模拟采空区箱体的一个端面的底部，模拟支护顶板位于模拟采煤面上方；模拟采空区箱体，沿模拟采煤工作面纵向设置沙石隔离带，模拟采空区箱体的其余空间用细沙和不同粒径的矸石按照“O”型圈冒落压实特征填充，构成模拟采空区；模拟采煤工作面两端分别连接模拟进风巷和模拟回风巷，模拟进风巷通过送风管道连接风机，构成所述模拟通风系统；所述风机采用无极变速；在模拟采空区箱体的整个底面设气体释放室，气体释放室顶面均布气孔，气体释放室通过若干分支气路连接气瓶，构成所述气体释放系统；所述温度监控系统包括加热模块、若干温度传感器、和数据采集卡；加热模块置于模拟采空区中，各温度传感器均布于模拟采空区，各温度传感器均连接至数据采集卡；所述数据采集系统，包括若干模拟采煤工作面风速测量装置、风速采集子系统，气体浓度压力采集子系统各个模拟采煤工作面风速测量装置分别置于模拟采煤工作面、模拟进风巷和模拟回风巷的顶部；模拟采空区风速采集子系统，包括若干测风管和风速仪及密封塞；各个测风管均布于模拟采空区，测风管一端内置于模拟采空区，另一端伸出模拟采空区箱体并用密封塞封闭；气体浓度压力采集子系统，包括气体采样气路、氧气浓度检测仪、瓦斯浓度检测仪和微压差仪；气体采样气路埋置在模拟采空区中，延伸至模拟采空区箱体外，外部端口用密封夹密闭。