[发明专利]一种高地温巷道物理模型实验装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种实验装置，尤其是一种可应用于高地温巷道物理相似模拟通风降温等实验装置。

背景技术

伴随着煤矿开采强度的加大，矿井开采水平的逐年增加，尤其是我国中东部的矿井，陆续进入深部开采。此时，高地温等相关问题突显出来，制约着煤矿安全高效生产，尤其是井下工人的生理条件受到很大程度上的影响。解决高地温问题的首要条件是弄清井下工作区域与围岩之间的热传递规律，从而采取相应的措施。探寻围岩和工作区的热传递规律首先使用的方法是理论推导结合物理实验。这就要求研制这一系列物理实验需求的相应的试验系统。

发明内容

技术问题：本发明的目的针对高地温巷道物理相似模拟通风实验，提供一种结构简单、操作方便、模拟效果好的在实验室条件下进行的高地温巷道物理模型实验装置。

技术方案：本发明的高地温巷道物理模型实验装置，包括整流罩、筒体、整流器和风扇，其中整流罩经法兰连接在筒体的前部，整流器经法兰连接在筒体的后部，整流器外端部设有风扇，风扇的入口处设有与通风机相连的风筒；在筒体的外壳内壁间安装有加热电极、保温岩棉、加热合金网和云母纸；所述的整流器由一圆柱形铁筒和固定在圆柱形铁筒两端的铁丝网组成，用于控制进入筒体内部的风流方向。

所述的筒体截面外形呈六边形，筒体的数目为1～6个的；所述的整流罩为一个圆柱形铁筒，内部孔成喇叭状；

有益效果：本发明可进行常规井巷通风降温物理模拟实验，模拟井巷开挖过程中巷道围岩温度场实验、模拟井巷表面喷层和井巷围岩阻热圈实验的巷道。本实验装置结构简单相比于在井下进行现场试验，为改善井下工作环境、研究解决高地温问题提供依据。其操作容易，成本较低，可控性好，安全系数高，对该领域的相关实验设备研制具有一定的借鉴意义。

附图说明

图1为本发明的装置的正视图。

图2为本发明的装置整流器的左视图。

图3为本发明的装置筒体的右视图。

图4为本发明的装置筒体的左视图。

图中：1－整流罩，2－筒体，3－整流器，4－风扇，5－法兰，6－螺柱和螺帽，7－铁丝网，8－法兰连接孔，9－起吊杆通孔，10－通风机，11－风筒。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步描述：

本发明的高地温巷道物理模型实验装置，主要由整流罩1、筒体2、整流器3、风扇4、通风机10构成。其中整流罩1经法兰5连接在筒体2的前部，整流器3经法兰5连接在筒体2的后部，整流器3外端部设有风扇4，风扇4的入口处设有与通风机10相连的风筒11；所述的整流罩1为一个圆柱形铁筒，内部孔成喇叭状，一侧焊接有法兰5；所述的筒体2截面外形呈六边形，中空，内部截面为圆形；在筒体2的外壳内壁间安装有加热电极、保温岩棉、加热合金网和云母纸；所述的整流器3由一圆柱形铁筒和固定在圆柱形铁筒两端的铁丝网7组成，用于控制进入筒体2内部的风流方向。呈六边形筒体2的数目为1～6个，根据实验要求选择数目。筒体2的长度为L，其直径为φ，直径φ和长度L比值的范围为1:7～1:12。

风扇：其一侧焊接有法兰，用于固定连接；

整流器：其由一圆柱形铁圈两端固定铁丝网组成，用于控制进入装置内部的风流方向，两侧焊接有法兰；

六边形筒体：筒体的数目为1～6个，可根据实验要求选择数目，即模拟巷道的长度。筒体长度为L，其截面为六边形；中空，中空部分的截面为圆形，其直径为φ。筒体两端焊接连接用法兰。筒体外壳和内壁中间布置有加热电极、保温岩棉、加热合金网和云母纸，用于模拟巷道热环境；

整流罩：其为一个圆柱形铁圈，内部开口成喇叭状，一侧焊接有法兰，

通风机：其可调节进入巷道装置的风流的速度及温度；

风筒：其要求保温，内壁尽量光滑，以降低风阻。

实验模拟过程：先通过法兰5顺序连接风扇4、整流器3、筒体2、整流罩1，再通过风筒11将通风机10与风扇4连接，之后，通过六边形筒体内的加热电极和加热合金网对筒体加热调控模拟温度，模拟井下巷道开挖时的热环境，加热结束后打开通风机10，通过风扇4向模拟井下巷道内送风，从而模拟实际开采条件下的井巷通风。