CN103604833A - 一种煤尘爆炸特性试验系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种煤尘爆炸特性试验系统及方法，属于物质特性试验研究领域。系统由高压气瓶、减压阀、电磁阀、流量计、三通、漏斗、阀门、导管、煤尘腔、真空泵、模拟巷道、试验架、电热丝、电加热器、防爆安全阀、点火探针、点火器、标尺、支撑杆、压力传感器、温度传感器、数据采集仪、高速摄像仪、三角支架、计算机、连接管、连接线、数据线、U型铁丝杆、橡胶圈、海绵套等组成，包含煤尘爆炸性判定和煤尘爆炸规律模拟两部分。本发明既能判定煤尘有无爆炸性及其爆炸性强弱，又能得到煤尘爆炸过程中各参数演变规律。

Description

一种煤尘爆炸特性试验系统及方法

技术领域

本发明涉及物质特性试验研究领域，尤其是涉及一种煤尘爆炸特性试验系统及方法。

背景技术

煤尘是指粒径在1mm以下的粉末状煤，煤尘爆炸是指在高温或一定点火能的作用下煤尘与空气中的氧气发生剧烈氧化反应的过程，是煤矿五大自然灾害之一。在我国历史上，最严重的一次煤尘爆炸于1942年发生在本溪煤矿，当时死亡人数达到1549人。然而，并非所有煤尘都具有爆炸危险性，所以《煤矿安全规程》中规定：新矿井的地质精查报告中，必须有所有煤层的煤尘爆炸性鉴定资料；生产矿井每延深一个新水平，应进行1次煤尘爆炸性试验工作。况且，即使具有爆炸危险性的煤尘，其在不同条件下爆炸破坏效应也相差甚远。因此，为了对具有不同爆炸特性的煤尘采取针对性的防治措施，必须掌握煤矿开采过程中产生的煤尘是否具有爆炸性，以及具有爆炸性煤尘的爆炸规律。

很多学者和技术人员在这方面做了探索，如王杰等发明的煤尘爆炸性数字化测定系统（申请号：CN200920127057.2）和数字化煤尘爆炸瞬间火焰长度测定系统及爆炸性测定方法（申请号：CN200910103631.5），但其不足在于该发明只能用于煤尘爆炸性判定，且其除尘系统设置比较浪费；郭三明等发明的一种直管式煤尘爆炸性试验装置（申请号：200920088900.0）和一种转轮式煤尘爆炸性试验装置（申请号：CN200910064364.5），其不足在于该发明只能用作煤尘爆炸性演示试验。所以，有必要发明一种既能判定煤尘是否具有爆炸性，又能深入研究其爆炸规律的试验系统。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种煤尘爆炸特性试验系统及方法，通过本发明既能判定煤尘是否具有爆炸性及其爆炸性强弱，又能得到煤尘爆炸过程中各参数的演变规律。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种煤尘爆炸特性试验系统，该系统由高压气瓶、减压阀、电磁阀、流量计、三通、漏斗、阀门、导管、煤尘腔、真空泵、模拟巷道、试验架、电热丝、电加热器、防爆安全阀、点火探针、点火器、标尺、支撑杆、压力传感器、温度传感器、数据采集仪、高速摄像仪、三角支架、计算机、连接管、连接线、数据线、U型铁丝杆、橡胶圈、海绵套等组成。其中，高压气瓶通过连接管与减压阀、电磁阀和流量计连接，然后接入三通，三通的另两个接口分别通过连接管与导管和另两个三通相继连接，它们分别通过连接管与漏斗、真空泵和模拟巷道相连接；所述导管的出口外接煤尘腔；所述模拟巷道固定在试验架上，其上布置了电热丝、防爆安全阀、点火探针、压力传感器和温度传感器，其中电热丝通过连接线与电加热器相连，点火探针通过连接线与点火器相连，压力传感器和温度传感器通过连接线分别与数据采集仪相连；所述点火器的另一端通过连接线与数据采集仪相连，同时数据采集仪另有一路通过连接线与高速摄像仪相连；所述标尺通过固定在模拟巷道上的支撑杆固定；所述高速摄像仪放置在三角支架上，通过数据线连接于计算机；所述U型铁丝杆固定在橡胶圈上，并在橡胶圈外侧嵌套一个海绵套。

进一步，所述高压气瓶要固定放置，气体压力不低于3MPa；所述漏斗用来盛装预制好的煤粉，煤粉要在200目以上，要经过电热鼓风干燥箱干燥，并用电子天平称量，以确定模拟巷道中的煤尘浓度；所述导管的出口含有内螺纹，煤尘腔为圆柱形，且一端含有外螺纹，如此可以将预制好的煤粉放在煤尘腔中，并旋紧连接于导管，其盛装预制煤粉量不小于1g，且在煤尘腔固定于导管后，其部分要伸入模拟巷道。

进一步，所述模拟巷道为透明高强度钢化玻璃制成的圆柱筒形腔体，两端可拆卸，通过螺栓、垫片、螺母和密封圈来固定圆柱筒体和两端面的透明高强度钢化玻璃；所述电热丝安装于模拟巷道的一侧，靠近煤尘腔，且电热丝包裹一个热电偶温度计，用以测量电热丝通过电加热器加热后的温度，在判定煤尘爆炸性时控制温度在1100℃左右；所述防爆安全阀安装于模拟巷道的中部附近，以防止煤尘爆炸产生的压力超过钢化玻璃强度而毁损模拟巷道；所述点火探针安装于模拟巷道的中部，且针尖位于巷道断面的中心位置，这样可使模拟巷道内爆炸应力波等条件传播，便于测量和分析。

进一步，所述标尺上均匀分布刻度，最小刻度为0.5mm，其标识的刻度总长度不小于1000mm；所述压力传感器测量范围为0～10MPa，温度传感器为热电偶型，最高可测温度不小于3000℃，压力传感器和温度传感器的个数需要根据模拟巷道长度来确定，其中压力传感器从模拟巷道中部向一侧等距离布置，温度传感器从模拟巷道中部向一侧沿两边布置，且压力传感器和温度传感器连接于数据采集仪的不同通道接口；所述数据采集仪用于记录、存储传感器采集的压力和温度数据，不少于12个通道。

进一步，所述点火器、数据采集仪和高速摄像仪通过连接线相连，在点火器点着点火探针的同时，外触发数据采集仪开始采集数据，此时数据采集仪又通过外触发开启高速摄像仪同步开始摄像；所述高速摄像仪是可调焦的，且最短曝光时间为1μs，在降低分辨率情况下最大帧速可达100,000fps，其通过数据线与计算机相连，在计算机中通过软件对高速摄像仪进行操作及对拍摄图像进行存储、分析和处理。

进一步，所述三角支架为一种可调整各方位角度的三角支撑架。

进一步，所述U型铁丝杆、橡胶圈和海绵套组成煤尘扫，其中U型铁丝杆为U型的硬铁丝，其长度不小于模拟巷道的长度，橡胶圈所在圆直径略小于模拟巷道，海绵套为软质海绵，且橡胶圈和海绵套有一个豁口，用以在试验完成后清扫模拟巷道时通过电热丝和点火探针。

一种煤尘爆炸特性试验方法，包括煤尘爆炸性判定试验方法和煤尘爆炸模拟试验方法，其中煤尘爆炸性判定试验方法为：

1）取下模拟巷道两侧的透明玻璃断面，将1g200目的预制煤粉装入煤尘腔，并旋紧连接于导管。

2）将高速摄像仪架设在三角支架上，用数据线将高速摄像仪和计算机连接，打开计算机和高速摄像仪，之后打开计算机中的摄像控制软件，并根据软件中所示的实时图像调整三角支架和高速摄像仪，得到所需拍摄角度和清晰度。

3）用电加热器对电热丝加热至（1100±1）℃。

4）保持阀门a和c关闭状态，先后打开高压气瓶、减压阀和阀门d，其中减压阀的出口压力控制在0.05MPa，然后打开电磁阀，煤粉在气流作用下喷出形成煤尘云，且在打开电磁阀的同时人工触发高速摄像仪对煤尘燃烧过程进行摄像。

5）通过摄像的图片找到煤尘燃烧火焰最大长度，读出对应模拟巷道上的标尺的刻度值，据此来判定煤尘的爆炸性强弱。

煤尘爆炸模拟试验方法包括：

1）用煤尘扫清洁模拟巷道，密闭模拟巷道两端面；

2）检查压力传感器和温度传感器是否完好、连接线的连接是否准确，打开数据采集仪。

3）将高速摄像仪架设在三角支架上，用数据线将高速摄像仪和计算机连接、同时用连接线连接数据采集仪和高速摄像仪；打开计算机和高速摄像仪，之后打开计算机中的摄像控制软件；根据软件中所示的实时图像调整三角支架和高速摄像仪，得到所需拍摄角度和清晰度。

4）保持阀门a关闭状态，打开阀门b，用真空泵对模拟巷道抽真空；关闭阀门b，并保持阀门d关闭状态，将预制的煤粉放于漏斗中，打开阀门c，煤粉进入三通c和连接管中；先后打开高压气瓶、减压阀、流量计、阀门a和电磁阀，煤粉进入模拟巷道内形成含一定煤尘浓度的预混空间。

5）关闭阀门a，检查点火探针与点火器的连接完好性，同时用连接线连接点火器和数据采集仪。

6）点火器对点火探针点火，并触发数据采集仪开始采集压力和温度数据，同时数据采集仪通过外触发开启高速摄像仪，同步开始对模拟巷道中煤尘爆炸全过程进行摄像。

7）通过对采集的压力和温度数据、煤尘爆炸影像的综合分析和处理，找到煤尘爆炸规律，如爆炸应力波传播规律、温度变化规律、烟气云传播规律和火焰变化规律等。

本发明的有益效果是：本发明既能判定煤尘是否具有爆炸性及其爆炸性强弱，又能模拟不同浓度煤尘爆炸过程，并能在爆炸过程中实时、定量地监测压力、温度、烟气云及火焰的变化，找到各参数演变规律；如果把煤尘变换为其他粉尘类物质，还可以作为其他粉尘类物质燃爆特性的试验系统；另外，此发明的系统具有综合功能多、构造相对简单、性能稳定等优点，有利于研究人员开展系列研究工作，对煤尘爆炸特性研究具有重要意义，为煤尘燃爆灾害事故的预防和控制提供了技术支持。

附图说明

图1为本发明实施例1的结构示意图。

图2为本发明实施例2的结构示意图。

图3为模拟巷道立体示意图。

图4为煤尘扫立体示意图。

其中：1—高压气瓶，2—减压阀，3—电磁阀，4—流量计，5a、5b、5c—三通，6—漏斗，7a、7b、7c、7d—阀门，8—导管，9—煤尘腔，10—真空泵，11—模拟巷道，12—试验架，13—电热丝，14—电加热器，15—防爆安全阀，16—点火探针，17—点火器，18—标尺，19—支撑杆，20a、20b、20c—压力传感器，21a、21b、21c—温度传感器，22—数据采集仪，23—高速摄像仪，24—三角支架，25—计算机，30—连接管，40—连接线，50—数据线，90—螺栓，91—螺母，92—密封圈，100—U型铁丝杆，101—橡胶圈，102—海绵套。

具体实施方式

下面结合附图和各实施例对本发明作进一步阐述。

如图1为本发明实施例1的结构示意图，一种煤尘爆炸特性试验系统，其特征在于，高压气瓶1通过连接管30与减压阀2、电磁阀3和流量计4连接，然后接入三通5a，三通5a的另两个接口分别通过连接管30与导管8和三通5b、5c相继连接，它们又分别通过连接管30与漏斗6、真空泵10和模拟巷道11相连接；所述导管8的出口外接煤尘腔9；所述模拟巷道11固定在试验架12上，其上布置了电热丝13、防爆安全阀15、点火探针16、压力传感器20和温度传感器21，其中电热丝13通过连接线40与电加热器14相连，点火探针16通过连接线40与点火器17相连，压力传感器20和温度传感器21通过连接线40分别与数据采集仪22相连；所述点火器17的另一端通过连接线40与数据采集仪22相连，同时数据采集仪22另有一路通过连接线40与高速摄像仪23相连；所述标尺18通过固定在模拟巷道11上的支撑杆19固定；所述高速摄像仪23放置在三角支架24上，通过数据线50连接于计算机25；所述U型铁丝杆100固定在橡胶圈101上，并在橡胶圈101外侧嵌套一个海绵套102。

其中，所述高压气瓶1要固定放置，气体压力不低于3MPa；所述漏斗6用来盛装预制好的煤粉，煤粉要在200目以上，在经过电热鼓风干燥箱干燥后，用电子天平称量试验所需克数，以确定模拟巷道11中的煤尘浓度；所述导管8的出口含有内螺纹，煤尘腔9一端含有外螺纹，易于将预制好的煤粉放在煤尘腔9中，并旋紧连接于导管8，其盛装预制煤粉量不小于1g，且在煤尘腔9固定于导管8后，其部分要伸入模拟巷道11；所述模拟巷道11为透明高强度钢化玻璃制成的圆柱筒形腔体，如图3所示，两端可拆卸，通过螺栓90、螺母91和密封圈92来固定圆柱筒体和两端面的透明高强度钢化玻璃；所述电热丝13安装于模拟巷道11的一侧，靠近煤尘腔9，且电热丝13包裹一个热电偶温度计，用以测量电热丝通过电加热器加热后的温度，在判定煤尘爆炸性时用以控制温度在1100℃左右；所述防爆安全阀15安装于模拟巷道11的中部附近，以防止煤尘爆炸产生的压力超过钢化玻璃强度而毁损模拟巷道，对周边人和物产生伤害；所述点火探针16安装于模拟巷道11的中部，且针尖位于巷道断面的中心位置，这样可使模拟巷道内爆炸应力波等条件传播，便于测量和分析。

所述标尺18上均匀分布刻度，最小刻度为0.5mm，其标识的刻度总长度不小于1000mm；所述压力传感器20测量范围为0～10MPa，温度传感器21为热电偶型，最高可测温度不小于3000℃，压力传感器20和温度传感器21的个数需要根据模拟巷道11长度来确定，其中压力传感器20从模拟巷道11中部向一侧等距离布置，温度传感器21从模拟巷道11中部向一侧沿两边布置，且压力传感器20和温度传感器21连接于数据采集仪22的不同通道接口；所述数据采集仪22用于记录、存储传感器采集的压力和温度数据，不少于12个通道；所述点火器17、数据采集仪22和高速摄像仪23通过连接线40相连，在点火器17点着点火探针16的同时，触发数据采集仪22开始采集数据，此时数据采集仪22又通过外触发开启高速摄像仪23同步开始摄像；所述高速摄像仪是可调焦的，且最短曝光时间为1μs，在降低分辨率情况下最大帧速可达100,000fps，架设在一种可调整各方位角度的三角支架24上，并通过数据线50与计算机25相连，在计算机25中通过软件对高速摄像仪23进行操作及对拍摄图像进行存储、分析和处理；所述U型铁丝杆、橡胶圈和海绵套组成煤尘扫，如图4所示，U型铁丝杆100为U型的硬铁丝，其长度不小于模拟巷道11的长度，橡胶圈101所在圆直径略小于模拟巷道11，海绵套102为软质海绵，且橡胶圈101和海绵套102有一个豁口，用以在试验完成后清扫模拟巷道11时通过电热丝13和点火探针16。

一种煤尘爆炸性判定试验方法，具体为：

1）将200目的煤粉经过电热鼓风干燥箱干燥后，用电子天平称量出1g，装入煤尘腔9；取下模拟巷道11两侧的透明玻璃断面，将煤尘腔9旋紧连接于导管8。

2）将高速摄像仪23架设在三角支架24上，用数据线50将高速摄像仪23和计算机25连接，打开计算机25和高速摄像仪23，之后打开计算机25中的摄像控制软件，并根据软件中所示的实时图像调整三角支架24和高速摄像仪23，得到所需拍摄角度和清晰度。

3）检查电热丝13连接完好性，打开电加热器14对电热丝13加热，通过热电偶温度传感器控制电热丝温度，保持在（1100±1）℃。

4）保持阀门7a和7c关闭状态，先后打开高压气瓶1、减压阀2和阀门7d，其中减压阀2的出口压力控制在0.05MPa，然后打开电磁阀3，煤粉在气流作用下喷出形成煤尘云，且在打开电磁阀3的同时人工通过电脑键盘触发高速摄像仪23，开始对煤尘燃烧过程进行摄像。

5）通过摄像的图片找到煤尘燃烧火焰最大长度，读出对应模拟巷道11上的标尺18的刻度值，据此来判定煤尘有无爆炸性及爆炸性强弱，其判定的依据为：

①没有火焰或火焰很少，一般火焰长度小于3mm，判定该煤尘为无爆炸危险性。

②火焰在模拟巷道11内朝喷出方向延展，表明该煤尘具有爆炸性，若火焰长度在3～10mm之间则可判定为弱爆炸性煤尘，若火焰长度在10～800mm之间则可判定为中强度爆炸性煤尘。

③火焰在模拟巷道11内朝喷出方向迅速延展，火焰长度大于800mm，表明该煤尘不仅具有爆炸性，还可判定为强烈爆炸性煤尘。

如图2为本发明实施例2的结构示意图，一种煤尘爆炸模拟试验方法，包括：

1）取下煤尘腔9，用一次性方便袋套于模拟巷道11一端，用煤尘扫从模拟巷道11另一端开始清洁残存的煤尘；清洁后，用螺栓90、螺母91和密封圈92固定巷道两端面，形成密闭的巷道腔体；

2）检查压力传感器20和温度传感器21是否完好、连接线40的连接是否准确，打开数据采集仪22。

3）将高速摄像仪23架设在三角支架24上，用数据线50将高速摄像仪23和计算机25连接、同时用连接线40连接数据采集仪22和高速摄像仪23；打开计算机25和高速摄像仪23，之后打开计算机25中的摄像控制软件；根据软件中所示的实时图像调整三角支架24和高速摄像仪23，得到所需拍摄角度和清晰度。

4）保持阀门7a关闭状态，打开阀门7b，用真空泵10对模拟巷道11抽真空；关闭阀门7b，并保持阀门7d关闭状态，将预制的煤粉放于漏斗6中，打开阀门7c，煤粉进入三通5c和连接管30中；先后打开高压气瓶1、减压阀2、流量计4、阀门7a和电磁阀3，煤粉进入模拟巷道11内形成含一定煤尘浓度的预混空间。

5）关闭阀门7a，检查点火探针16与点火器17的连接完好性，同时用连接线40连接点火器17和数据采集仪22。

6）点火器17对点火探针16点火，并触发数据采集仪22开始采集压力和温度数据，同时数据采集仪22通过外触发开启高速摄像仪23，同步开始对模拟巷道11中煤尘爆炸全过程进行摄像（可根据研究需要拍摄模拟巷道11断面上的爆炸参数，如图2所示；也可以拍摄模拟巷道11走向长度上的爆炸参数，此时高速摄像仪的架设位置如图1所示）。

7）通过对采集的压力和温度数据、煤尘爆炸影像的综合分析和处理，找到煤尘爆炸规律，如爆炸应力波传播规律、温度变化规律、烟气云传播规律和火焰变化规律等。

最后应当说明的是，以上内容仅用于说明本发明的技术方案，而非对其保护范围进行限制，本领域科研和技术人员对本发明技术方案进行一定的修改、组合或变更，均纳入本发明技术方案的保护范围。

Claims (9)

1.一种煤尘爆炸特性试验系统，其特征在于，所述系统由高压气瓶（1）、减压阀（2）、电磁阀（3）、流量计（4）、三通（5）、漏斗（6）、阀门（7）、导管（8）、煤尘腔（9）、真空泵（10）、模拟巷道（11）、试验架（12）、电热丝（13）、电加热器（14）、防爆安全阀（15）、点火探针（16）、点火器（17）、标尺（18）、支撑杆（19）、压力传感器（20）、温度传感器（21）、数据采集仪（22）、高速摄像仪（23）、三角支架（24）、计算机（25）、连接管（30）、连接线（40）、数据线（50）、U型铁丝杆（100）、橡胶圈（101）、海绵套（102）组成。

所述高压气瓶（1）通过连接管（30）与减压阀（2）、电磁阀（3）和流量计（4）连接，然后接入三通（5a），三通（5a）的另两个接口分别通过连接管（30）与导管（8）和三通（5b、5c）相连接；所述三通（5b）的另有一接口通过连接管（30）与漏斗（6）相连接，三通（5c）另外两个接口通过连接管（30）分别与真空泵（10）和模拟巷道（11）相连接；所述导管（8）的出口外接煤尘腔（9）；所述模拟巷道（11）固定在试验架（12）上，其上布置了电热丝（13）、防爆安全阀（15）、点火探针（16）、压力传感器（20）和温度传感器（21），其中电热丝（13）通过连接线（40）与电加热器（14）相连，点火探针（16）通过连接线（40）与点火器（17）相连，压力传感器（20）和温度传感器（21）通过连接线（40）分别与数据采集仪（20）相连；所述点火器（17）的另一端通过连接线（40）与数据采集仪（22）相连，同时数据采集仪（22）另有一路通过连接线（40）与高速摄像仪（23）相连；所述标尺（18）通过固定在模拟巷道（11）上的支撑杆（19）固定；所述高速摄像仪（23）置于三角支架（24）上，通过数据线（50）连接于计算机（25）；所述U型铁丝杆（100）固定在橡胶圈（101）上，在橡胶圈（101）外侧嵌套一个海绵套（102）。

2.根据权利要求1所述的一种煤尘爆炸特性试验系统，其特征在于，所述高压气瓶（1）要固定放置，气体压力不低于3Mpa；所述漏斗（6）用来盛装预制好的煤粉，煤粉要在200目以上，要经过电热鼓风干燥箱干燥，并用电子天平称量。

3.根据权利要求1所述的一种煤尘爆炸特性试验系统，其特征在于，所述导管（8）的出口含有内螺纹，煤尘腔（9）为圆柱形，一端含有外螺纹，其盛装预制煤粉量不小于1g，且在煤尘腔（9）固定于导管（8）后，其部分要伸入模拟巷道（11）。

4.根据权利要求1或3所述的一种煤尘爆炸特性试验系统，其特征在于，所述模拟巷道（11）为透明高强度钢化玻璃制成的圆柱筒形腔体，两端可拆卸，通过螺栓（90）、螺母（91）和密封圈（92）来固定圆柱筒体和两端面的透明高强度钢化玻璃；所述电热丝（13）安装于模拟巷道（11）的一侧，靠近煤尘腔（9），且电热丝（13）包裹一个热电偶温度计，用以测量电热丝（13）通过电加热器（14）加热后的温度，保持控制在1100℃左右；所述防爆安全阀（15）安装于模拟巷道（11）的中部附近，以防止煤尘爆炸产生的压力超过钢化玻璃强度而毁损模拟巷道（11）；所述点火探针（16）安装于模拟巷道（11）的中部，且针尖位于巷道断面的中心位置。

5.根据权利要求1所述的一种煤尘爆炸特性试验系统，其特征在于，所述标尺（18）上均匀分布刻度，最小刻度为0.5mm，其标识的刻度总长度不小于1000mm；所述压力传感器（20）测量范围为0～10MPa，温度传感器最高可测温度不小于3000℃，传感器个数根据模拟巷道（11）的长度来确定，其中压力传感器（20）从模拟巷道（11）中部向一侧等距离布置，温度传感器（21）从模拟巷道（11）中部向一侧沿两边布置，且压力传感器（20）和温度传感器（21）连接于数据采集仪（22）的不同通道接口；所述数据采集仪（22）用于记录、存储传感器采集的压力和温度数据。

6.根据权利要求1所述的一种煤尘爆炸特性试验系统，其特征在于，所述点火器（17）、数据采集仪（22）和高速摄像仪（23）通过连接线（40）相连，在点火器（17）点着点火探针（16）的同时，触发数据采集仪（22）开始采集数据，此时数据采集仪（22）通过外触发开启高速摄像仪（23）同步开始摄像。

7.根据权利要求1所述的一种煤尘爆炸特性试验系统，其特征在于，所述三角支架（24）为一种可调整各方位角度的三角支撑架；所述高速摄像仪（23）通过数据线（50）与计算机（25）相连，在计算机（25）中通过软件对高速摄像仪（23）进行操作及对拍摄图像进行存储、分析和处理。

8.根据权利要求1所述的一种煤尘爆炸特性试验系统，其特征在于，所述U型铁丝杆（100）、橡胶圈（101）和海绵套（102）组成煤尘扫，其中U型铁丝杆（100）为U型的硬铁丝，其长度不小于模拟巷道（11）的长度，橡胶圈（101）所在圆直径略小于模拟巷道（11），海绵套（102）为软质海绵，且橡胶圈（101）和海绵套（102）有一个豁口，用以在试验完成后清扫模拟巷道（11）时通过电热丝（13）和点火探针（16）。

9.一种煤尘爆炸特性试验方法，其特征在于，包括煤尘爆炸性判定试验方法和煤尘爆炸模拟试验方法，其中煤尘爆炸性判定试验方法包括：

1）取下模拟巷道（11）两侧的透明玻璃断面，将1g200目的预制煤粉装入煤尘腔（9），并旋紧连接于导管（8）。

2）将高速摄像仪（23）架设在三角支架（24）上，用数据线（50）将高速摄像仪（23）和计算机（25）连接，打开计算机（25）和高速摄像仪（23），之后打开计算机（25）中的摄像控制软件，并根据软件中所示的实时图像调整三角支架（24）和高速摄像仪（23），得到所需拍摄角度和清晰度。

3）用电加热器（14）对电热丝（13）加热至（1100±1）℃。

4）保持阀门（7a）和（7c）关闭状态，先后打开高压气瓶（1）、减压阀（2）和阀门（7d），其中减压阀（2）的出口压力控制在0.05MPa，然后打开电磁阀（3），煤粉在气流作用下喷出形成煤尘云，且在打开电磁阀（3）的同时人工触发高速摄像仪（23）对煤尘燃烧过程进行摄像。

5）通过摄像的图片找到煤尘燃烧火焰最大长度，读出对应模拟巷道（11）上的标尺（18）的刻度值，据此来判定煤尘有无爆炸性及其爆炸性强弱。

煤尘爆炸模拟试验方法包括：

1）用煤尘扫清洁模拟巷道（11），密闭模拟巷道（11）两端面。

2）检查压力传感器（20）和温度传感器（21）是否完好、连接线（40）的连接是否准确，打开数据采集仪（22）。

3）将高速摄像仪（23）架设在三角支架（24）上，用数据线（50）将高速摄像仪（23）和计算机（25）连接、同时用连接线（40）连接数据采集仪（22）和高速摄像仪（23）；打开计算机（25）和高速摄像仪（23），之后打开计算机（25）中的摄像控制软件；根据软件中所示的实时图像调整三角支架（24）和高速摄像仪（23），得到所需拍摄角度和清晰度。

4）保持阀门（7a）关闭状态，打开阀门（7b），用真空泵（10）对模拟巷道（11）抽真空；关闭阀门（7b），并保持阀门（7d）关闭状态，将预制的煤粉放于漏斗（6）中，打开阀门（7c），煤粉进入三通（7c）和连接管（30）中；先后打开高压气瓶（1）、减压阀（2）、流量计（4）、阀门（7a）和电磁阀（3），煤粉进入模拟巷道（11）内形成含一定煤尘浓度的预混空间。

5）关闭阀门（7a），检查点火探针（16）与点火器（17）的连接完好性，同时用连接线（40）连接点火器（17）和数据采集仪（22）。

6）点火器（17）对点火探针（16）点火，并触发数据采集仪（22）开始采集压力和温度数据，同时数据采集仪（22）通过外触发开启高速摄像仪（23），同步开始对模拟巷道（11）中煤尘爆炸全过程进行摄像。

7）通过对采集的压力和温度数据、煤尘爆炸影像的综合分析和处理，找到煤尘爆炸规律，如爆炸应力波传播规律、温度变化规律、烟气云传播规律和火焰长度变化规律等。

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