[发明专利]一种采空区二氧化碳输运耗散实验方法

权利要求书

1.一种采空区二氧化碳输运耗散实验方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、实验准备；在升温实验炉(5)中加入煤样，打开监控系统和数据显示系统；

步骤2、实验初始参数设定；进行实验装置参数调控方式选择，实验装置的调控方式分为流量调控或者压力调控，流量调控模式通过气体混合器调控二氧化碳的注入量，分析二氧化碳浓度对输运耗散的影响；压力调控模式通过调控排风机(7)的负压，重点分析环境压力对二氧化碳输运耗散的影响，并发出显示当前状态指令；

步骤3、打开恒温箱(6)将温度控制在实验设定的工况；

步骤4、控制器发送指令，打开二氧化碳流量自动释放器(9)、氧气自动释放器(3)以及排风机(7)；

步骤5、实验状态分析；通过判断参数的监测数据，包括氧气浓度、温度、风速，判断系统是否处于稳定状态；

步骤6、实验自动控制；若系统状态不稳定时，判断所述排风机(7)是否已经启动，以及氧化碳流量自动释放器(9)、氧气自动释放器(3)是否已经打开，若没有打开，则发出预警和调控指令，返回步骤4；

步骤7、实验数据自动分析；

步骤8、实验结束条件判断；以煤体温度是否达到设定温度作为实验结束的条件，若未达到条件，则返回步骤4；若达到结束条件，则向数据输出系统发送数据分析结果，包括二氧化碳吸附增加量、扩散运移量、涌出量、风速、温度；

步骤9、实验结果输出；利用所述数据输出系统显示实验全过程参数变化情况。

2.根据权利要求1所述采空区二氧化碳输运耗散实验方法，其特征在于，所述升温实验炉(5)用于模拟采空区内部环境，所述升温实验炉(5)设在所述恒温箱(6)内，所述抽出式排风机(7)设置在所述恒温箱(6)外侧，所述抽出式排风机(7)的进风管道穿过所述恒温箱(6)并与所述升温实验炉(5)连通；

所述气体混合器通过进气管道与所述升温实验炉(5)连通，为所述升温实验炉(5)提供混合气体；

所述监控系统包括自动控制系统、监测系统(8)、数据传输系统、数据处理系统和数据输出系统；

所述监测系统(8)用于实时监测采空区内的气体浓度指标和温度指标，同时将监测到的数据发送到所述数据传输系统；

所述数据传输系统用于获取所述监测系统(8)采集的实时数据，并将实时数据发送给所述数据处理系统；

所述数据处理系统对接收的数据进行分析，生成决策指令分别发送给所述自动控制系统、数据输出系统和数据显示系统；

所述自动控制系统根据接收的决策指令对所述气体混合器的流量和抽出式排风机(7)进行自动控制；

所述数据输出系统根据接收的决策指令对将数据发送至存储单元；

所述数据显示系统通过执行所述数据处理系统发放的指令，对超过初始阈值的参数进行声光预警，对当前实验的状态进行图形显示，实时显示数据。

3.根据权利要求2所述采空区二氧化碳输运耗散实验方法，其特征在于，所述监测系统(8)包括一氧化碳浓度传感器、氧气浓度传感器、甲烷浓度传感器、二氧化碳浓度传感器、乙烯浓度传感器、乙炔浓度传感器、温度传感器、流量传感器，各传感器按照点阵方式布置在所述升温实验炉(5)中；

所述数据传输系统包括数据集成器和数据传输线缆，所述数据集成器按照设置的采样间隔时间，同时获取各类传感器的实时数据，通过所述数据传输线缆将实时数据发送给所述数据处理系统；

所述数据处理系统包括监测主机、信号转换器、解码器和数据分析器，通过对接收到的数据进行转换、解码，由数据分析器进行数据分析，生成决策指令分别发送给所述自动控制系统、数据输出系统和数据显示系统；

所述自动控制系统包括二氧化碳流量自动释放器(9)、氧气自动释放器(3)和控制器，所述二氧化碳流量自动释放器(9)、氧气自动释放器(3)和抽出式排风机(7)均与所述控制器通信连接；所述控制器通过执行所述数据处理系统发放的指令，对二氧化碳和氧气的浓度及排风机的流量进行自动控制；

所述数据显示系统包括数据预警和屏幕显示，通过执行所述数据处理系统发放的指令，对超过初始阈值的参数进行声光预警，对当前实验的状态进行图形显示，实时显示数据。