[发明专利]一种地下煤田火区典型产物动态析出释放模拟实验系统

权利要求书

1.一种地下煤田火区典型产物动态析出(释放)模拟实验系统，其特征在于：地下煤田火区产物动态模拟实验装置根据实验原理划分为含裂隙煤层地质模块(1)、通风模块(2)、火区温度测试模块(3)、产物检测模块(4)，各模块设置于外部保护层内，所述通风模块(2)通过增加加热带(206)的进风巷(207)，为预先进行漏风裂隙设计的含裂隙煤层地质模块(1)通入热气流及适宜氧气，所述通风模块(2)包括通风机(201)，所述通风机(201)沿出口管道依次设置三通阀(202)、流量计(203)，进风(204)通过设有加热带(206)的进风巷与含裂隙煤层地质模块(1)一端连通，所述含裂隙煤层地质模块(1)另一端通过回风巷与产物检测模块(4)连接，所述产物检测模块(4)设有依次串联的扫描电镜(SEM)、电子探针(EPMA)、X射线荧光光谱仪(XRF)、傅里叶红外光谱分析仪(FTIR)，所述火区温度测试模块(3)包括温度采集单元(301)及与温度采集单元(301)电气连接的温度测点(302)，所述温度测点(302)为20个排列紧密、分布均匀的热电偶形成的温度测点(302)，用以监测温度场变化规律和探测监控实验系统中温度的实时分布情况。

2.根据权利要求1所述的一种地下煤田火区典型产物动态析出模拟实验系统，其特征在于：含裂隙煤层地质模块(1)设有带有隔翅(6)的双层箱体，包括外部保温层(5)、内部钢质层(7)及其表面伸出的隔翅(6)构成，所述隔翅(6)有利于内部散热，所述外部保温层(5)和内部钢质层(7)之间形成保温预热空间(8)，可对进风(204)进行预热，极大地降低室温进风流对实验的干扰。

3.根据权利要求1所述的一种地下煤田火区典型产物动态析出模拟实验系统，其特征在于：所述产物检测模块(4)在回风处设置烟气分析仪(401)，用以分析煤火的烟气组分及浓度，并通过扫描电镜(SEM)、电子探针(EPMA)、X射线荧光光谱仪(XRF)、傅里叶红外光谱分析仪(FTIR)测定火区岩样微观结构、矿物组分、特征元素含量等参数。

4.根据权利要求1所述的一种地下煤田火区典型产物动态析出模拟实验系统，其特征在于：其实现方法具体包括以下步骤：

(1)将含裂隙煤层地质模块(1)进行预先漏风缝隙设计，并将该模块根据所模拟煤火区域的实际情况划分为煤层、岩层和土壤层进行划分；

(2)利用加热带(206)和通风模块(2)确保实验煤田火区稳定的热风流供给；

(3)停止加热带(2)工作并合理调节通风机(201)通风参数，观察煤火的发展、演化过程，通过火区温度测试模块(3)检测火区的温度、烟气组分浓度，根据温度场变化特征分析烟气运移速率及影响范围，阐述烟气在上覆烧变岩孔裂隙中的流动特征；

(4)通过回风管(205)收集烟气和选取不同位置处岩样，测定其温度、组分及含量等参数，分析特征元素赋予形态在运移降温过程中的转化规律，高效快速的揭示燃烧动力作用下火区产物的运移特征。