[發明專利]綜掘工作面風流-瓦斯-粉塵多相耦合時空演化仿真實驗裝置

在審

• 申請號: 202010050069.0
• 申請日: 2020-01-17
• 公開（公告）號: CN111237004A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 聶文;劉強;尹帥;華贇;彭慧天;馬鶴;郭立典;蔡曉姣;程磊
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: E21F1/02
• 分類號: E21F1/02
• 代理公司: 青島智地領創專利代理有限公司 37252
• 代理人: 張凱

1.綜掘工作面風流-瓦斯-粉塵多相耦合時空演化仿真實驗裝置，其特征在于，包括仿真掘進主巷道、仿真掘進輔助巷道、掘進機、風機和數據分析監測站；

所述仿真掘進主巷道和仿真掘進輔助巷道的夾角為20-45°，掘進機設置在仿真掘進主巷道內，風機包括抽風設備和壓風設備，用于實現巷道通風，數據分析監測站對巷道內的監測數據進行處理分析；

所述仿真掘進主巷道內掘進機的位置還設置有多源瓦斯定量釋放裝置和多源粉塵定量產生裝置，所述壓風設備的壓風筒上還設置有風幕調控器；新鮮風流經過所述壓風設備的壓風筒和風幕調控器調整后，在仿真掘進主巷道內形成徑向風流，徑向風流與粉塵、瓦斯在巷道內進行多相耦合，抽風設備通過抽風筒將含有粉塵和瓦斯的風抽出；

所述仿真掘進主巷道內均勻設置多個測點斷面，每個測點斷面設置有多個數據測量端口，數據測量端口實時采集風速-方向、粉塵粒度-濃度-距離、瓦斯濃度-距離數據，數據信息傳輸至數據分析監測站；數據分析監測站根據數據分析結果調整風機和自動風幕調控器的工況，模擬巷道掘進頭的通風效果。

2.根據權利要求1所述的綜掘工作面風流-瓦斯-粉塵多相耦合時空演化仿真實驗裝置，其特征在于，所述多源粉塵定量產生裝置布置在掘進機的截割頭處，產塵量為0.1g/s～1000g/s；所述多源瓦斯定量釋放裝置布置在掘進迎頭處，瓦斯產生量為0.1m³/min～1000m³/min。

3.根據權利要求1所述的綜掘工作面風流-瓦斯-粉塵多相耦合時空演化仿真實驗裝置，其特征在于，所述壓風設備包括壓風機、風幕調控器和壓風筒，壓風機布置在仿真掘進輔助巷道內，所述壓風機和壓風筒相連，風幕調控器設置在仿真掘進主巷道內的壓風筒。

4.根據權利要求3所述的綜掘工作面風流-瓦斯-粉塵多相耦合時空演化仿真實驗裝置，其特征在于，所述抽風設備包括抽風筒、濕式除塵風機、液體自動添加器和儲水器，所述濕式除塵風機布置在仿真掘進主巷道內，抽風筒與濕式除塵風機相連，液體自動添加器與儲水器相連，所述液體自動添加器為濕式除塵風機供水。

5.根據權利要求4所述的綜掘工作面風流-瓦斯-粉塵多相耦合時空演化仿真實驗裝置，其特征在于，所述壓風機和濕式除塵風機均設置有無極變頻器，數據分析監測站控制無極變頻器和風幕調控器工作。

6.根據權利要求1所述的綜掘工作面風流-瓦斯-粉塵多相耦合時空演化仿真實驗裝置，其特征在于，所述數據測量端口包括礦用風流測速器、礦用粉塵采樣器、礦用瓦斯監測器，數據測量端口將監測數據傳輸至數據分析監測站的數據分析監測器和數據處理器。

7.根據權利要求1所述的綜掘工作面風流-瓦斯-粉塵多相耦合時空演化仿真實驗裝置，其特征在于，所述仿真掘進主巷道和仿真掘進輔助巷道內還設置有鐵軌，所述壓風機、濕式除塵風機、液體自動添加器和儲水器均設置在鐵軌上并沿鐵軌移動。

8.根據權利要求7所述的綜掘工作面風流-瓦斯-粉塵多相耦合時空演化仿真實驗裝置，其特征在于，所述風幕調控器設置有兩組出風口，出風口交錯布置；所述抽風筒和壓風筒掛設在巷道內。

9.根據權利要求1所述的綜掘工作面風流-瓦斯-粉塵多相耦合時空演化仿真實驗裝置，其特征在于，所述仿真掘進輔助巷道一端和仿真掘進主巷道相連，另一端開口；所述仿真掘進主巷道一端布置有掘進機，另一端開口。

10.根據權利要求1所述的綜掘工作面風流-瓦斯-粉塵多相耦合時空演化仿真實驗裝置，其特征在于，所述壓風設備工作，抽風設備不工作，模擬單一壓入式通風；所述壓風設備不工作，抽風設備工作，模擬單一抽出式通風；所述壓風設備工作，抽風設備同時工作，模擬混合式通風；所述壓風設備工作，抽風設備同時工作時，改變壓風筒和抽風筒在仿真掘進主巷道內的長度，模擬長壓短抽式通風。