[发明专利]一种矿井火灾模拟实验平台及实验方法

说明书

本发明公开了一种矿井火灾模拟实验平台及实验方法，该实验平台包括送风系统、模拟空间系统、火源模拟系统、数据收集与反馈系统；该实验平台的通风网络和巷道内部阻力、宽高比、倾斜角度易于调节，可重复性强；各种监测设备对矿井火灾发生时风速、燃料质量变化、温度、密度、压力、O₂和CO浓度、烟气蔓延情况实时监控，可用于研究矿井火灾烟气运移规律，其报警和控风措施的设计能快速有效地阻止灾势进一步扩大，通过对比实验研究出火灾扑救与人员救援的最佳方案，降低事故的危害程度，对矿井安全作业具有重要指导意义。

技术领域

本发明属于矿井火灾防治领域，具体涉及一种矿井火灾模拟实验平台及实验方法。

背景技术

矿井火灾是煤矿安全生产面临的主要灾害之一。火灾一旦发生，由于井下空间的封闭性和狭小性，不仅使得井下煤炭资源、生产设备被烧毁，甚至会造成人员伤亡，同时产生大量有毒有害烟气，使得一些原本可以幸免的矿工因中毒而失去逃生能力，扩大受灾面积，引发二次灾害。因此，研究矿井火灾烟气运移规律和控风措施至关重要。

目前国内矿井火灾模拟实验平台的网络结构过于简单，功能不够全面，不能系统地模拟火灾烟流在井下的运动状态，实验数据与理论分析有很大偏差。中国专利申请CN105894936A公开了一种煤矿井下外因火灾小尺寸模拟实验台，其仅可模拟一条简单巷道，且内部没有设置风阻，燃料不能持续供应，无法计算火源释热速率，巷道宽高比无法调节，不能很好的模拟井下实际通风网络的火灾蔓延及巷道间相互影响，且没有关于火灾发生后的报警控制措施。

发明内容

本发明的目的是提供一种矿井火灾模拟实验平台，结构完善，操作方便。

本发明的另一目的是提供一种基于上述矿井火灾模拟实验平台的矿井火灾模拟实验方法，能系统地模拟矿井火灾发生后烟流的运移状态，数据准确性高。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种矿井火灾模拟实验平台包括送风系统、模拟空间系统、火源模拟系统、数据收集与反馈系统；其中，

所述的模拟空间系统包括左钢板、透明玻璃顶板、底钢板、后钢板、透明玻璃前板、可升降支架、防火卷帘门、空中固定杆、竖直支撑杆，所述底钢板固定在所述可升降支架上，所述透明玻璃前板和后钢板竖直固定在所述底钢板的前后两侧，透明玻璃前板和后钢板的相对面上对应设置有纵向滑槽，所述透明玻璃顶板水平固定在所述滑槽中，所述底钢板、后钢板、透明玻璃前板、透明玻璃顶板相互围合构成可升降矩形巷道，所述可升降矩形巷道整体以并联方式连接，支路B-E和支路B-C-D-E并联，一进一回，A-B为进风巷，E-F为回风巷，中间有一条联络巷C-E，所述左钢板竖直固定在节点A处底钢板的左侧，透明玻璃前板和后钢板以及左钢板的高度一致，左钢板的中下部设有洞口；所述底钢板在支路A-B、B-C、B-E、C-D、D-E、E-F中间位置各设有一个圆孔，所述防火卷帘门设置在巷道各支路端部，距节点0.1-0.2m处的两侧各设置一个，垂直于风向而立；每段巷道中，所述竖直支撑杆垂直设置在所述底钢板上，所述空中固定杆水平设置在巷道中部，并通过所述竖直支撑杆稳定；

所述的送风系统包括风机Ⅰ、柔性风筒Ⅰ以及风机控制器Ⅰ，所述风机控制器Ⅰ与风机Ⅰ电连接，所述风机Ⅰ通过所述柔性风筒Ⅰ与所述左钢板的洞口位置密封连接；

所述的火源模拟系统包括立方体槽、加热器、隔热板、滤网、柔性风筒Ⅱ、风机Ⅱ、风机控制器Ⅱ，所述立方体槽包括一体连接的圆筒部和立方体部，所述圆筒部与所述底钢板上的一圆孔密封连接，所述立方体部的左右两侧为开合式结构，分别设有进风孔和进料孔，所述加热器、隔热板均位于所述立方体部中，隔热板固定在加热器底部，加热器上设有一个进风管，一个进料管和一个出烟口，所述进风管从进风孔伸出后通过所述柔性风筒Ⅱ与所述风机Ⅱ密封连接，所述进料管从进料孔伸出，所述出烟口位于圆筒部中，所述滤网设置在加热器瓶口，所述风机控制器Ⅱ与风机Ⅱ电连接；