[实用新型]研究不同通风条件下采空区瓦斯运移的试验模拟装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种试验模拟装置，尤其涉及一种用于研究在不同的通风条件下采空区瓦斯运移规律的试验模拟装置。

背景技术

受煤炭资源赋存条件的限制，我国几乎所有的井工矿都是瓦斯矿井。近年来，随着开采范围的扩大和集约化生产程度的迅速提高，瓦斯矿井的地质条件越来越复杂，瓦斯事故时有发生，煤层瓦斯已成为制约矿井安全高效生产的关键因素。我国煤矿瓦斯主要依靠通风稀释瓦斯浓度和抽放减少瓦斯涌出量两种技术手段进行治理，而工作面不同通风方式直接影响着采空区瓦斯的渗流场及积聚规律和风排瓦斯能力。

目前，我国煤矿工作面主要有U型、U+L型、U+I型、Y型等几种常见的通风系统，在实际矿井生产中一般根据经验来选择，而未依据工作面所需风排瓦斯量、上隅角瓦斯积聚程度以及与抽采能力匹配进行选择通风系统及通风参量，以至于高瓦斯矿井投产后相当长的时间仍存在瓦斯超限问题，严重影响矿井安全高效开采。因此，研究工作面不同通风系统不同参量条件下的采空区瓦斯的渗流场及积聚规律，并进行对比研究，形成不同通风系统下通风参量、瓦斯涌出量与风排瓦斯量的耦合关系，最终依据现场实际条件确定不同通风系统下的风排瓦斯量临界值，指导现场实际生产中工作面通风系统选择以及通风参量优化确定，实现低耗、高效、安全的通风系统以及合理瓦斯抽采系统的综合治理技术，为煤矿综采面瓦斯防治提供科学的技术指导。

但是，由于工作面在回采过程中，采空区顶部会垮塌及掉落大量的石块，同时煤壁也有片垹发生，加之采空区内的氧气成份较少，所以工作人员无法进入采空区，如采用现场实测的方法对煤矿采空区内瓦斯的渗流场及瓦斯积聚规律进行研究，具有实测费用高、难度大、危险性高的特点，且现场实测如实现不同通风系统之间转变，则需要耗费巨大的资金，占用大量的人力和物力会打乱现场的生产秩序，无法保证研究的顺利进行。

发明内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的问题，提供一种用于研究不同通风条件下采空区瓦斯运移情况的试验模拟装置，对综采面、采空区及巷道进行了相似模拟，通过该试验模拟装置对不同通风条件下的有关参量进行分析对比，从而得出瓦斯运移、采空区风流流动的规律，为实际生产中综采工作面通风系统的选择提供指导。试验模拟装置模拟效果好，监测直观，安全性能高。

为实现本实用新型的目的，提供以下技术方案：

一种研究不同通风条件下采空区瓦斯运移的试验模拟装置，包括：管道系统，具有与外界空气相通的进风管道和回风管道；模拟采空区，具有密封的框架结构，其内填充有破碎废矸，其进风端与进风管道相通，回风端与回风管道相通；瓦斯输入装置，通过输气管道与模拟采空区内部相通；通风装置，连接在回风管道的末端，具有用于排出气体的排气口。

其中，模拟采空区内部的一侧设有用于模拟工作面的内置通道，内置通道上朝向模拟采空区内的一侧分布有多条缝隙。

其中，进风端设有多个进风口；所述进风管道包括主进风管道，其一端与外界大气相通，另一端分为多条进风支路，其中至少一条进风支路通过一个进风口与所述内置通道的一端相连，其余进风支路分别通过其余的多个进风口与所述模拟采空区内部相通。

其中，回风端设有多个回风口；所述回风端内部设置有内置管道，内置管道的一端置于模拟采空区内，另一端与一个所述的回风口相连通，内置管道上分布有多个对应所述回风口的通孔；所述回风管道包括主回风管道，其一端与所述通风装置相连接，另一端分为多条回风支路，其中至少一条回风支路通过一个回风口与所述内置通道的另一端相连，其余回风支路分别通过其余的多个回风口和内置管道上与回风口对应的通孔而与所述模拟采空区内部相通。

回风管道还包括内错管道，其上设有阀门，内错管道的一端与所述主回风管道相通，另一端伸入所述模拟采空区内并靠近所述回风端。

特别是，多条进风支路与所述多条回风支路上设有阀门；所述主进风管道和主回风管道以及多条进风支路与所述多条回风支路上设有测定风速的装置。

其中，进风管道与所述回风管道之间还设有用于改变风向的换向装置，包括：连接在主进风管道与主回风管道之间的第一连接管道，其上连接有换向进风支路，换向进风支路与所述至少一条回风支路相通，并且在换向进风支路与连接主回风管道的端部之间设置有阀门；连接在主回风管道与多条进风支路之间的第二连接管道，其一端与主回风管道相连，另一端通过多条换向回风支路分别与多条进风支路相通；换向进风支路与多条换向回风支路上均设有阀门。