[發明專利]一種礦井火災模擬實驗平臺及實驗方法

有效

• 申請號: 202010096515.1
• 申請日: 2020-02-17
• 公開（公告）號: CN111261011B
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 康建宏;萬茹;張帝;王有湃
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: G09B25/00
• 分類號: G09B25/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 周敏

本發明公開了一種礦井火災模擬實驗平臺及實驗方法，該實驗平臺包括送風系統、模擬空間系統、火源模擬系統、數據收集與反饋系統；該實驗平臺的通風網絡和巷道內部阻力、寬高比、傾斜角度易于調節，可重復性強；各種監測設備對礦井火災發生時風速、燃料質量變化、溫度、密度、壓力、O₂和CO濃度、煙氣蔓延情況實時監控，可用于研究礦井火災煙氣運移規律，其報警和控風措施的設計能快速有效地阻止災勢進一步擴大，通過對比實驗研究出火災撲救與人員救援的最佳方案，降低事故的危害程度，對礦井安全作業具有重要指導意義。

技術領域

本發明屬于礦井火災防治領域，具體涉及一種礦井火災模擬實驗平臺及實驗方法。

背景技術

礦井火災是煤礦安全生產面臨的主要災害之一。火災一旦發生，由于井下空間的封閉性和狹小性，不僅使得井下煤炭資源、生產設備被燒毀，甚至會造成人員傷亡，同時產生大量有毒有害煙氣，使得一些原本可以幸免的礦工因中毒而失去逃生能力，擴大受災面積，引發二次災害。因此，研究礦井火災煙氣運移規律和控風措施至關重要。

目前國內礦井火災模擬實驗平臺的網絡結構過于簡單，功能不夠全面，不能系統地模擬火災煙流在井下的運動狀態，實驗數據與理論分析有很大偏差。中國專利申請CN105894936A公開了一種煤礦井下外因火災小尺寸模擬實驗臺，其僅可模擬一條簡單巷道，且內部沒有設置風阻，燃料不能持續供應，無法計算火源釋熱速率，巷道寬高比無法調節，不能很好的模擬井下實際通風網絡的火災蔓延及巷道間相互影響，且沒有關于火災發生后的報警控制措施。

發明內容

本發明的目的是提供一種礦井火災模擬實驗平臺，結構完善，操作方便。

本發明的另一目的是提供一種基于上述礦井火災模擬實驗平臺的礦井火災模擬實驗方法，能系統地模擬礦井火災發生后煙流的運移狀態，數據準確性高。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：一種礦井火災模擬實驗平臺包括送風系統、模擬空間系統、火源模擬系統、數據收集與反饋系統；其中，

所述的模擬空間系統包括左鋼板、透明玻璃頂板、底鋼板、后鋼板、透明玻璃前板、可升降支架、防火卷簾門、空中固定桿、豎直支撐桿，所述底鋼板固定在所述可升降支架上，所述透明玻璃前板和后鋼板豎直固定在所述底鋼板的前后兩側，透明玻璃前板和后鋼板的相對面上對應設置有縱向滑槽，所述透明玻璃頂板水平固定在所述滑槽中，所述底鋼板、后鋼板、透明玻璃前板、透明玻璃頂板相互圍合構成可升降矩形巷道，所述可升降矩形巷道整體以并聯方式連接，支路B-E和支路B-C-D-E并聯，一進一回，A-B為進風巷，E-F為回風巷，中間有一條聯絡巷C-E，所述左鋼板豎直固定在節點A處底鋼板的左側，透明玻璃前板和后鋼板以及左鋼板的高度一致，左鋼板的中下部設有洞口；所述底鋼板在支路A-B、B-C、B-E、C-D、D-E、E-F中間位置各設有一個圓孔，所述防火卷簾門設置在巷道各支路端部，距節點0.1-0.2m處的兩側各設置一個，垂直于風向而立；每段巷道中，所述豎直支撐桿垂直設置在所述底鋼板上，所述空中固定桿水平設置在巷道中部，并通過所述豎直支撐桿穩定；

所述的送風系統包括風機Ⅰ、柔性風筒Ⅰ以及風機控制器Ⅰ，所述風機控制器Ⅰ與風機Ⅰ電連接，所述風機Ⅰ通過所述柔性風筒Ⅰ與所述左鋼板的洞口位置密封連接；

所述的火源模擬系統包括立方體槽、加熱器、隔熱板、濾網、柔性風筒Ⅱ、風機Ⅱ、風機控制器Ⅱ，所述立方體槽包括一體連接的圓筒部和立方體部，所述圓筒部與所述底鋼板上的一圓孔密封連接，所述立方體部的左右兩側為開合式結構，分別設有進風孔和進料孔，所述加熱器、隔熱板均位于所述立方體部中，隔熱板固定在加熱器底部，加熱器上設有一個進風管，一個進料管和一個出煙口，所述進風管從進風孔伸出后通過所述柔性風筒Ⅱ與所述風機Ⅱ密封連接，所述進料管從進料孔伸出，所述出煙口位于圓筒部中，所述濾網設置在加熱器瓶口，所述風機控制器Ⅱ與風機Ⅱ電連接；