[發明專利]一種角聯結構礦井煤塵爆炸傳播特性測試裝置及測試方法

在審

• 申請號: 202011268310.3
• 申請日: 2020-11-13
• 公開（公告）號: CN112444537A
• 公開（公告）日: 2021-03-05
• 發明（設計）人: 劉天奇;王寧;李雨成;蔡之馨;孫睿成
• 申請（專利權）人: 沈陽航空航天大學
• 主分類號: G01N25/54
• 分類號: G01N25/54
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 李珉

一種角聯結構礦井煤塵爆炸傳播特性測試裝置及測試方法，包括煤塵噴射裝置、管體吹掃裝置、彎管接頭及分叉管接頭，所述煤塵噴射裝置通過管體與分叉管接頭Ⅰ的第一接頭連接，分叉管接頭Ⅰ與煤塵噴射裝置之間的管體上安裝有點火裝置，分叉管接頭Ⅰ的第二接頭和第三接頭分別通過管體與彎管接頭Ⅰ和彎管接頭Ⅱ一端連接，另一端通過中間管體分別與彎管接頭Ⅲ和彎管接頭Ⅳ一端連接，彎管接頭Ⅲ和彎管接頭Ⅳ另一端分叉管接頭Ⅱ的第二接頭和第三接頭連接，分叉管接頭Ⅱ第一接頭通過管體與管體吹掃裝置連接，點火裝置至管體吹掃裝置之間的管體及中間管體上設置有傳感器組。本發明礦井煤塵爆炸傳播特性測試裝置，結構簡單，能夠開展并聯或角聯空間煤塵的一次、二次爆炸。

技術領域

本發明涉及安全技術及工程領域，尤其涉及一種角聯結構礦井煤塵爆炸傳播特性測試裝置及測試方法。

背景技術

目前在已檢索到的國內外相關成果中，關于礦井煤塵爆炸裝置，主要包括國際通用的20L球形煤塵爆炸裝置、圓柱體哈特曼管、大管狀煤塵爆炸性測試裝置，以及國內外相關科研院校自主研發的直線型管道測試裝置、拐彎管道測試裝置、分叉管道測試裝置等。

上述裝置均用于測試煤塵爆炸傳播特性，但存在的技術問題有：目前現有的煤塵爆炸測試裝置均是密閉或半密閉獨立空間，沒有形成通路結構，而在礦井開采過程中，井下巷道之間的連接方式并不是簡單的獨立空間，而是相互貫通的角聯結構，從本質上說，礦井巷道之間的連接方式屬于角聯。之所以對角聯結構煤塵爆炸裝置的研發很少見，一方面是因為對直線型管道空間、20L球形空間內煤塵爆炸傳播特性的研究是角聯結構管道空間內煤塵爆炸傳播特性研究的基礎，另一方面，還因為角聯結構相對更加復雜，對煤塵爆炸傳播特性在角聯空間內的機理研究更加困難，因此，對角聯結構煤塵爆炸裝置的研發并不多見。

發明內容

針對現有煤塵爆炸裝置研發技術的缺陷，本發明設計一種角聯結構礦井煤塵爆炸傳播特性測試裝置及測試方法，可用于測試角聯空間內煤塵爆炸傳播特性。

一種角聯結構礦井煤塵爆炸傳播特性測試裝置，包括煤塵噴射裝置、點火裝置、管體吹掃裝置、彎管接頭及分叉管接頭，所述煤塵噴射裝置通過管體與分叉管接頭Ⅰ的第一接頭連接，分叉管接頭Ⅰ與煤塵噴射裝置之間的管體上安裝有點火裝置，分叉管接頭Ⅰ的第二接頭和第三接頭分別通過管體與彎管接頭Ⅰ和彎管接頭Ⅱ一端連接，另一端通過中間管體分別與彎管接頭Ⅲ和彎管接頭Ⅳ一端連接，彎管接頭Ⅲ和彎管接頭Ⅳ另一端分叉管接頭Ⅱ的第二接頭和第三接頭連接，分叉管接頭Ⅱ第一接頭通過管體與管體吹掃裝置連接，點火裝置至管體吹掃裝置之間的管體及中間管體上設置有傳感器組。

兩個所述中間管體之間設置有角聯分支管，角聯分支管通過支架導軌固定，以減小因爆炸產生的管體震動。角聯分支管內可用于鋪設沉積煤塵，爆炸傳播到角聯分支后還可能形成二次爆炸，沉積煤塵質量、厚度、粒徑大小、鋪撒位置都可以根據測試條件需要進行更改。

所述煤塵噴射裝置包括煤塵擴散葉片、罩體、煤塵進料箱、煤塵進料控制閥、固定支架、電機、螺旋輸送器、驅動軸及驅動軸支撐架，所述驅動軸支撐架底端設置有固定支架，驅動軸支撐架一端固定安裝有電機，電機驅動軸貫穿驅動軸支撐架與螺旋輸送器一端連接，驅動軸支撐架另一端與罩體連接，罩體內設置有煤塵擴散葉片，煤塵擴散葉片的旋轉軸穿過驅動軸支撐架與螺旋輸送器另一端連接，驅動軸支撐架空心圓柱段頂端設置有與其貫通連接的煤塵進料箱，煤塵進料箱外側壁底端設置有煤塵進量控制閥，煤塵噴射裝置的罩體另一端與管體連接，煤塵噴射裝置用于向管道內以一定壓力噴射煤塵，從而在點火裝置作用下形成一次爆炸。

所述點火裝置包括不銹鋼套和點火電極，所述不銹鋼套對稱設置于管體頂端和管體底端，且在不銹鋼套內孔安裝有點火電極，點火電極的端部位于管體內，且兩個點火電極正對設置；點火裝置采用的是高能點火裝置，可提供最大10KJ的點火能量，點火能量、點火延遲時間和噴粉壓力都可以根據測試條件需要進行更改。