CN104390797B - 一种矿井工作面仿真实验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种矿井工作面仿真实验装置，其包括模拟巷道、井下模拟设备、模拟尘源、除尘风机、喷雾供水设备、风速传感器和粉尘浓度传感器。本发明采用模拟巷道，并在模拟巷道内借助于井下模拟设备、模拟尘源、除尘风机和喷雾供水设备模拟矿井工作面风流、粉尘和喷雾的状况，然后利用风速传感器和粉尘浓度传感器测定模拟巷道内的相关数据，从而确定不同通风方式下风‑尘‑雾运移、耦合、沉降规律，得出矿井工作面通风除尘和喷雾降尘的最佳参数，为科学合理地布置通风、喷雾除尘系统，确定最佳喷雾压力，控制风速实现最佳喷雾效果和检测喷雾设备的降尘效果、研发高效喷嘴提供可靠的技术支持。

Description

一种矿井工作面仿真实验装置

技术领域

本发明涉及一种测定实验装置，具体涉及一种矿井工作面仿真实验装置。

背景技术

目前，我国矿井工作面在不采用任何防尘措施的情况下，其粉尘浓度可达5000mg/m³以上，其中，混有的呼吸性粉尘所占比例接近40％，给工人的身体健康造成了极大的威胁和危害，同时粉尘可造成燃烧和爆炸，给矿井生产带来极大的损失。即使采取除尘措施，绝大多数工作面的情况依然相当恶劣，粉尘浓度已严重超过国家标准规定。

为降低矿井工作面的现场粉尘浓度，我国在矿井工作面除尘方面做了大量研究，并取得了较大的成果，初步形成了通风除尘和喷雾降尘系统相结合的综合防尘技术。然而长期以来，不同矿井工作面内的风-尘-雾运移、耦合、沉降规律有所不同，有的甚至极为复杂，针对某一矿井工作面内风流状态下的气载粉尘运移情况则主要根据人们的实践经验凭主观选择。

对矿井工作面气载粉尘运移规律及抑制技术进行研究，不仅能大幅度降低矿井工作面空气中的粉尘浓度，而且对井下其它产尘作业点的抑尘工作具有积极的借鉴作用。要研究不同风流状态下和喷雾场下的气载粉尘运移规律及粉尘控制方法，以此确定巷道内通风除尘、喷雾降尘系统的最佳参数，必须有一种能真实模拟工作面风流状态、粉尘状态、气载粉尘运移状态和喷雾状态的仿真模拟装置来揭示不同情况下风-尘-雾的运移、耦合、降尘规律，为矿井工作面通风除尘和喷雾降尘工作提供理论技术指导。

发明内容

针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明提出了一种矿井工作面仿真实验装置，能够模拟不同风流状态和喷雾状态下矿井工作面气载粉尘运移状况，为科学合理的布置矿井工作面通风除尘系统、喷雾降尘设备提供技术支持。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种矿井工作面仿真实验装置，包括模拟巷道、井下模拟设备、模拟尘源、除尘风机、喷雾供水设备、风速传感器和粉尘浓度传感器；

模拟巷道，包括一条模拟主巷道和三条模拟侧巷道，即一条第一模拟侧巷道、一条第二模拟侧巷道和一条第三模拟侧巷道；其中，

第一模拟侧巷道、第二模拟侧巷道和第三模拟侧巷道分别位于模拟主巷道同侧的前部、中部和后部位置，且均垂直于模拟主巷道；

第一模拟侧巷道与模拟主巷道之间连通，第二模拟侧巷道与模拟主巷道之间设置卷帘门，第三模拟侧巷道与模拟主巷道之间连通；

在模拟主巷道内部正对第一模拟侧巷道进/出风口处、以及正对第三模拟侧巷道进/出风口处分别设置一个通往采空区的风门；

除尘风机，有一台或两台，并位于模拟巷道的外部；

三条模拟侧巷道中的某一条、或某两条的进/出风口与除尘风机连接；

风速传感器和粉尘浓度传感器，设置在模拟主巷道的各断面上；

在模拟主巷道的下部连接有若干根单体液压支柱。

进一步，井下模拟设备，包括仿真刮板输送机、仿真移动式采煤机和仿真液压支架；

仿真刮板输送机，设置在模拟主巷道底部，且靠近各个模拟侧巷道的一侧；

仿真移动式采煤机，设置在仿真刮板输送机上；

仿真液压支架，有多个，并沿模拟主巷道的长度方向依次排列；各仿真液压支架均位于模拟主巷道长度方向上的中部位置。

进一步，仿真刮板输送机的宽度为0.12～0.16m；

仿真移动式采煤机的长、宽、高分别为0.8m、0.2m、0.3m，仿真移动式采煤机的摇臂能够上下转动，其中机身长0.4m，单侧摇臂加滚筒长0.2m，且能在仿真刮板输送机上进行水平移动；

仿真液压支架的宽度为0.2～0.5m，数量为10～40个。

进一步，模拟尘源，有多个；

模拟尘源，分别设置在仿真移动式采煤机前后滚筒处、仿真液压支架移架工序处、仿真液压支架尾梁放煤口工序处、以及模拟主巷道通往各个模拟侧巷道的转载点工序处；

各模拟尘源采用单独工作方式、或协同工作方式。

进一步，喷雾供水设备，包括储水箱、加压装置、喷雾管路和喷嘴；其中，

加压装置，用于对储水箱中的水进行加压；

喷雾管路，用于将加压后的水输送到喷嘴处；

喷嘴，设置在仿真液压支架前部的顶梁下部和后部的尾梁下部，且成对出现，在模拟主巷道的长度方向上以一定间隔布置。

进一步，储水箱内部储存水量为0～6m³；

加压装置提供的压力范围是0～38Mpa；

喷嘴在顶梁下部与尾梁下部的高度分别为0.38m和0.16m，距离模拟主巷道靠近各个模拟侧巷道的一侧为0.1m和0.7m，成对出现；

第一对喷嘴距离模拟主巷道前壁面1.2m，不同对喷嘴间隔为2m，共安设10个喷嘴；喷嘴采用手动方式装卸。

进一步，模拟主巷道与三条模拟侧巷道，均由厚度为0.01m～0.03m的有机玻璃搭配钢筋骨架制成；

位于模拟主巷道底部的有机玻璃可装卸；

模拟主巷道与三条模拟侧巷道的外形轮廓均为长方体；其中，

模拟主巷道的长为10m，宽为1.1m，高为0.4m，采空区占据模拟主巷道0.5m的宽度；三条模拟侧巷道的长、宽、高分别相等，且长为1～2m，宽为0.5m，高为0.4m。

进一步，除尘风机配置有无极变频器，通过无极变频器改变除尘风机的转速。

进一步，单体液压支柱为长度可调节式液压支柱；通过调节各单体液压支柱的长度，使得模拟主巷道与水平面形成的夹角α范围为：α∈[-60°，60°]。

进一步，风速传感器的数量为11个；

其中3个风速传感器分别设置在三条模拟侧巷道进入模拟主巷道的断面中心位置，安装高度为0.2m；

另外8个风速传感器分成四对，第一对距离模拟主巷道前壁面1.5m；第二对、第三对和第四对依次由模拟主巷道前壁面向后方设置，且第二对、第三对和第四对分别与第一对保持间隔为2.66m、2×2.66m、3×2.66m；每对风速传感器中的两个与模拟主巷道靠近各模拟侧巷道的一侧分别相距0.28m和0.82m；安装高度均为0.2m；

粉尘浓度传感器的数量为6个，安装高度均为0.16m；

其中1个粉尘浓度传感器距离模拟主巷道前壁面0.2m，与模拟主巷道靠近各模拟侧巷道的一侧相距0.4m；

另外5个粉尘浓度传感器，依次设置在第1个粉尘浓度传感器正后方，任意相邻两个粉尘浓度传感器的间隔为2m。

本发明具有如下优点：

本发明述及的矿井工作面仿真实验装置，包括模拟巷道、井下模拟设备、模拟尘源、除尘风机、喷雾供水设备、风速传感器和粉尘浓度传感器。本发明采用模拟巷道，并在模拟巷道内借助于井下模拟设备、模拟尘源、除尘风机和喷雾供水设备模拟矿井工作面风流、粉尘和喷雾的状况，然后利用风速传感器和粉尘浓度传感器测定模拟巷道内的相关数据，从而确定不同通风方式下风-尘-雾运移、耦合、沉降规律，得出矿井工作面通风除尘和喷雾降尘的最佳参数，为科学合理地布置通风、喷雾除尘系统，确定最佳喷雾压力，控制风速实现最佳喷雾效果和检测喷雾设备的降尘效果、研发高效喷嘴提供可靠的技术支持。本发明是按照相似实验平台的理念构建的，所述模型与实际模型是按照1:10的比例构建的，可根据相似实验原理的相关公式推测出现场实际参数，指导现场防尘作业。

附图说明

图1为本发明中矿井工作面仿真实验装置的结构示意图；

图2为图1中模拟巷道的主视图；

图3为图1中模拟巷道的右视图；

其中，1-模拟主巷道；2-第一模拟侧巷道；3-第二模拟侧巷道；4-第三模拟侧巷道；5-仿真液压支架；6-喷嘴；7-仿真刮板输送机；8-放煤口产尘装置；9-移架产尘装置；

10-采煤机滚筒截割产尘装置；11-仿真移动式采煤机；12-钢丝；13-卷帘门；14-喷雾管路；15-转载点产尘装置；16-无极变频器；17-储水箱；18-高压泵；19-柔性风筒转换器；

20-风门；21-除尘风机；22-单体液压支柱；23-风速传感器；24-粉尘浓度传感器；25-模拟巷道；26-采空区。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

结合图1至图3所示，一种矿井工作面仿真实验装置，包括模拟巷道25、井下模拟设备、模拟尘源、除尘风机21、喷雾供水设备、风速传感器23和粉尘浓度传感器24。

模拟巷道25，包括一条模拟主巷道1和三条模拟侧巷道，即一条第一模拟侧巷道2、一条第二模拟侧巷道3和一条第三模拟侧巷道4。其中，

第一模拟侧巷道2、第二模拟侧巷道3和第三模拟侧巷道4分别位于模拟主巷道1同侧的前部、中部和后部位置，且均垂直于模拟主巷道1。

第一模拟侧巷道2与模拟主巷道1之间连通，第二模拟侧巷道3与模拟主巷道1之间设置一个卷帘门13，第三模拟侧巷道4与模拟主巷道1之间连通。

三条模拟侧巷道的尾部可根据实验需要作为进风口、或出风口使用。

在模拟主巷道1内部正对第一模拟侧巷道2进/出风口处、以及正对第三模拟侧巷道4进/出风口处分别设置一个通往采空区26的风门20。

通过开启、或闭合卷帘门13，可以实现不同的通风方式；通过开启、或闭合风门20，可以实现不同的风量分配。

具体的，模拟巷道25为长方体模拟巷道，符合现场实际，得出的数据更加准确、有意义。

模拟主巷道1与三条模拟侧巷道2、3、4，均由厚度为0.01m～0.03m的有机玻璃搭配钢筋骨架制成。

位于模拟主巷道1底部的有机玻璃可装卸，方便对主巷道内各装置进行调整。

模拟主巷道1与三条模拟侧巷道2、3、4的外形轮廓均为长方体。其中，

模拟主巷道1长为10m，宽为1.1m，高为0.4m；采空区26占据模拟主巷道0.5m的宽度；

模拟侧巷道2、3、4的长、宽、高分别相等，其长为1～2m，宽为0.5m，高为0.4m。

具体的，卷帘门13的宽度为0.5m，风门20的宽度为0.6m。

井下模拟设备，诸如仿真刮板输送机7、仿真移动式采煤机11和仿真液压支架5，用于模拟井下的作业设备。其中，

仿真刮板输送机7，设置在模拟主巷道1底部，且靠近各个模拟侧巷道的一侧，仿真刮板输送机7的宽度为0.12～0.16m。

仿真移动式采煤机11，设置在仿真刮板输送机7上。仿真移动式采煤机11的长、宽、高分别为0.8m、0.2m、0.3m，仿真移动式采煤机11的摇臂能够上下转动，其中机身长0.4m，单侧摇臂加滚筒长0.2m，并且能够在刮板输送机7上进行水平移动。

仿真液压支架5的宽度为0.2～0.5m，数量为10～40个，且沿模拟主巷道1的长度方向依次排列；各仿真液压支架5均位于模拟主巷道1长度方向上的中部位置。

以上井下模拟设备的设置，使得能够更准确地模拟矿井工作面的实际情况。

模拟尘源，用于模拟矿井工作面粉尘产生状况。在仿真移动式采煤机11前后滚筒处、仿真液压支架5移架工序处、仿真液压支架5尾梁放煤口工序处、以及模拟主巷道1通往各个模拟侧巷道2、3、4的转载点工序处分别设置一个模拟尘源，诸如采煤机滚筒截割产尘装置10、放煤口产尘装置8、移架产尘装置9和转载点产尘装置15。

各模拟尘源采用单独工作方式、或协同工作方式。这些模拟尘源均可自动或被动地实现位置的移动和变换。

具体的，采煤机滚筒截割产尘装置10安装在仿真移动式采煤机11的前后滚筒上，可随仿真移动式采煤机11水平运动，随仿真移动式采煤机11上的可摇式滚筒实现垂直运动。

放煤口产尘装置8安装在某一个仿真液压支架5后部的钢丝12上，并可实现水平运动。

移架产尘装置9安装在某一个仿真液压支架5顶梁的两侧，可通过人为装卸安装在不同仿真液压支架5的两侧。

各模拟尘源可产生粉尘的粒径范围为1～100μm，向模拟装置内产生粉尘的质量流量范围是0～10kg/h。每一处模拟尘源都设有一个扬尘风扇，其功率为100W、出风量为70m³/min。

除尘风机21有一台或两台，并位于模拟巷道25的外部，用于模拟矿井工作面通风除尘系统动力设备。

模拟侧巷道2、3、4中的某一条、或某两条的进/出风口通过一个柔性风筒转换器19与除尘风机21连接。

除尘风机21，可以使得模拟巷道25中形成风流，风量范围是0～980m³/min。

通过模拟侧巷道2、3、4、除尘风机21和卷帘门13的有机配合，可以实现W型、或U型、“两进一出”、“一进两出”、“一进一出”的通风方式。

此外，除尘风机21还配置有无极变频器16。

无极变频器16，用于改变除尘风机21的转速，控制除尘风机21单位时间内的抽风量，使得模拟巷道25内产生不同的风速，从而可以测定不同风速条件下各参数值。

喷雾供水设备，包括储水箱17、高压泵18、喷雾管路14和喷嘴6。

高压泵18，作为加压装置，用于对储水箱17中的水进行加压。

喷雾管路14，用于将加压后的水输送到喷嘴6处形成雾滴场。

喷嘴6，设置在仿真液压支架5前部的顶梁下部和后部的尾梁下部，成对出现，并在模拟主巷道1的长度方向上以一定间隔布置。

具体的，喷嘴6的安装高度分别为0.38m和0.16m，距离模拟主巷道1靠近各个模拟侧巷道的一侧为0.1m和0.7m，成对出现。

第一对喷嘴距离模拟主巷道1前壁面1.2m，不同对喷嘴间隔为2m，共安设10个喷嘴。

喷嘴6可以通过人为装卸实现水平和垂直移动，从而改变喷雾场的位置，使实验测定数据更加全面。

在与模拟巷道25相距3～4m的位置设置高压泵18，能够为喷雾提供0～38Mpa的压力。相距1m-2m的同侧位置设置长方体的储水箱17，储存水量为0～6m³。

本发明可按照实验要求控制和改变喷嘴6数量和布置方式，来测定喷嘴个数和布置方式对降尘效率的影响。另外，本发明还可以测定不同水压下的降尘效果，为实现最佳喷雾效果优选不同大小水压做技术支持。

风速传感器23和粉尘浓度传感器24，以一定的间隔设置在模拟主巷道1的各断面上，用于监测实验台内风流及粉尘浓度。

具体的，风速传感器23的数量为11个。

其中3个风速传感器设置在三条模拟侧巷道进入模拟主巷道的断面中心位置，高度为0.2m；

其余8个风速传感器分成四对，第一对距离模拟主巷道前壁面1.5m；

第二对、第三对和第四对依次由模拟主巷道1前壁面向后方设置，且第二对、第三对和第四对与第一对保持间隔依次为2.66m、2×2.66m、3×2.66m；

每对风速传感器中的两个与模拟主巷道靠近各模拟侧巷道的一侧距离分别为0.28m和0.82m，高度均为0.2m。利用风速传感器23，能够为气载粉尘运移规律的总结提供依据。

具体的，粉尘浓度传感器24的数量为6个，高度均为0.16m。

其中1个粉尘浓度传感器24距离模拟主巷道前壁面0.2m，距离模拟主巷道靠近各模拟侧巷道的一侧为0.4m(相当于现场的人行道呼吸带高度位置)；

其余5个粉尘浓度传感器24均设置在第1个粉尘浓度传感器正后方，任意相邻两个粉尘浓度传感器24的间隔2m。利用粉尘浓度传感器24，为气载粉尘运移规律的确定提供支持。

另外，在模拟主巷道1的下部连接有若干根单体液压支柱22。本发明中，单体液压支柱22采用三根，分别位于模拟主巷道1的前部、中部和后部的正下方，其长度可调节。

通过调节各单体液压支柱22的长度，使得模拟主巷道1与水平面形成的夹角α范围为：α∈[-60°，60°]，可实现不同煤层倾角，并进一步实现不同煤层倾角的上行通风和下行通风。此种结构设计，能够更准确地模拟矿井工作面的实际情况，得出的数据更具有说服性。

本发明中矿井工作面仿真实验方案，具体包括：

1、调节单体液压支柱22的高度，确定通风方式并连接好除尘风机21，调节风门27和卷帘门13。启动除尘风机21，通过无级变频器16调节风机参数，测定矿井工作面的风流分布和漏风量情况。

通过无极变频器16调节除尘风机21转速，在模拟巷道25内形成速度稳定的风流场，通过调节三根单体液压支架22实现不同角度的煤层倾角，通过配合使用除尘风机21、卷帘门13和模拟侧巷道2、3、4实现不同的通风方式，通过开启和闭合风门27实现风量的调节，使用安装在模拟主巷道1不同位置的风速传感器23采集风流信息，确定不同通风条件下矿井工作面的风流分布以及采空区漏风规律。

2、固定好各模拟尘源的位置和相对位置，按照实验要求选择通风方式，待系统运行稳定后，开启模拟尘源中的一个或多个来测定不同通风条件下、不同产尘位置下的单一尘源或多尘源的粉尘运移、分布规律。

通过方法1实现不同的通风方式，单独或者组合性地开启某一个或者某几个模拟尘源，产生定量不同粒径范围的粉尘，在风流的作用下形成粉尘场，使用安装在模拟主巷道1内不同位置的风速传感器23和粉尘浓度传感器24采集风流和粉尘浓度信息，从而确定单一尘源或多尘源粉尘运移和分布规律。

3、固定好模拟尘源的位置和相对位置，按照实验要求进行通风，待系统运行稳定后，开启模拟尘源中的一个或多个，同时开启一定数量的喷嘴6产生喷雾场，调节高压泵17提供不同压力的喷雾场，测定不同通风方条件下、不同模拟尘源、不同喷嘴数量、不同喷雾压力下的喷雾降尘效率以及风-尘-雾运移、耦合、沉降规律。

通过除尘风机21提供相应风速与压力的风流经产尘装置，携带一定量粉尘在模拟主巷道1中流动，与此同时，通过高压泵18将储水箱17中的水增至一定压力后由模拟主巷道1内的喷嘴6喷出以形成雾滴场，雾滴与粉尘在管道中部发生耦合沉降，风速传感器23和粉尘浓度传感器24采集模拟主巷道1中不同喷雾压力下的相关数据，最后含尘风流从出风口进入除尘风机21，与雾滴结合而沉降在模拟主巷道1中的粉尘可通过调节单体液压支柱22高度使其随水流出，通过分析测得的相关数据，从而得到不同风流条件下，不同喷雾压力下以的风-尘-雾运移、耦合、沉降规律，为科学合理的优化喷嘴、调整喷雾水压、控制风速实现最佳喷雾效果和检测喷雾设备的降尘效果提供可靠的技术支持。

整个实验过程为不同通风方式下、不同煤层倾角下的矿井工作面科学合理地布置通风除尘系统和降尘捕尘设备、优化喷嘴、调整喷雾水压、控制风速实现最佳喷雾效果和研发喷雾设备、检测喷雾设备的降尘效果提供可靠的技术支持。

当然，以上说明仅仅为本发明的较佳实施例，本发明并不限于列举上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的教导下，所做出的所有等同替代、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本发明的保护。

Claims (6)

1.一种矿井工作面仿真实验装置，其特征在于，包括模拟巷道、井下模拟设备、模拟尘源、除尘风机、喷雾供水设备、风速传感器和粉尘浓度传感器；

模拟巷道，包括一条模拟主巷道和三条模拟侧巷道，即一条第一模拟侧巷道、一条第二模拟侧巷道和一条第三模拟侧巷道；其中，

第一模拟侧巷道、第二模拟侧巷道和第三模拟侧巷道分别位于模拟主巷道同侧的前部、中部和后部位置，且均垂直于模拟主巷道；

第一模拟侧巷道与模拟主巷道之间连通，第二模拟侧巷道与模拟主巷道之间设置卷帘门，第三模拟侧巷道与模拟主巷道之间连通；

在模拟主巷道内部正对第一模拟侧巷道进/出风口处、以及正对第三模拟侧巷道进/出风口处分别设置一个通往采空区的风门；

除尘风机，有一台或两台，并位于模拟巷道的外部；

三条模拟侧巷道中的某一条、或某两条的进/出风口与除尘风机连接；

风速传感器和粉尘浓度传感器，设置在模拟主巷道的各断面上；

在模拟主巷道的下部连接有若干根单体液压支柱；

井下模拟设备，包括仿真刮板输送机、仿真移动式采煤机和仿真液压支架；其中，

仿真刮板输送机的宽度为0.12～0.16m，仿真刮板输送机设置在模拟主巷道底部，且靠近各个模拟侧巷道的一侧；

仿真移动式采煤机，设置在仿真刮板输送机上，仿真移动式采煤机的长、宽、高分别为0.8m、0.2m、0.3m，仿真移动式采煤机的摇臂能够上下转动，其中机身长0.4m，单侧摇臂加滚筒长0.2m，且能在仿真刮板输送机上进行水平移动；

仿真液压支架的宽度为0.2～0.5m，数量为10～40个，仿真液压支架沿模拟主巷道的长度方向依次排列；各仿真液压支架均位于模拟主巷道长度方向上的中部位置。

模拟尘源，有多个；

模拟尘源，分别设置在仿真移动式采煤机前后滚筒处、仿真液压支架移架工序处、仿真液压支架尾梁放煤口工序处、以及模拟主巷道通往各个模拟侧巷道的转载点工序处；

各模拟尘源采用单独工作方式、或协同工作方式；

喷雾供水设备，包括储水箱、加压装置、喷雾管路和喷嘴；其中，

加压装置，用于对储水箱中的水进行加压；

喷雾管路，用于将加压后的水输送到喷嘴处；

喷嘴，设置在仿真液压支架前部的顶梁下部和后部的尾梁下部，且成对出现，在模拟主巷道的长度方向上以一定间隔布置。

2.根据权利要求1所述的一种矿井工作面仿真实验装置，其特征在于，

储水箱内部储存水量为0～6m³；

加压装置提供的压力范围是0～38Mpa；

喷嘴在顶梁下部与尾梁下部的高度分别为0.38m和0.16m，距离模拟主巷道靠近各个模拟侧巷道的一侧为0.1m和0.7m，成对出现；

第一对喷嘴距离模拟主巷道前壁面1.2m，不同对喷嘴间隔为2m，共安设10个喷嘴；喷嘴采用手动方式装卸。

3.根据权利要求1所述的一种矿井工作面仿真实验装置，其特征在于，

模拟主巷道与三条模拟侧巷道，均由厚度为0.01m～0.03m的有机玻璃搭配钢筋骨架制成；

位于模拟主巷道底部的有机玻璃可装卸；

模拟主巷道与三条模拟侧巷道的外形轮廓均为长方体；其中，

模拟主巷道的长为10m，宽为1.1m，高为0.4m，采空区占据模拟主巷道0.5m的宽度；三条模拟侧巷道的长、宽、高分别相等，且长为1～2m，宽为0.5m，高为0.4m。

4.根据权利要求1所述的一种矿井工作面仿真实验装置，其特征在于，除尘风机配置有无极变频器，通过无极变频器改变除尘风机的转速。

5.根据权利要求1所述的一种矿井工作面仿真实验装置，其特征在于，单体液压支柱为长度可调节式液压支柱；通过调节各单体液压支柱的长度，使得模拟主巷道与水平面形成的夹角α范围为：α∈[-60°，60°]。

6.根据权利要求1所述的一种矿井工作面仿真实验装置，其特征在于，

风速传感器的数量为11个；

其中3个风速传感器分别设置在三条模拟侧巷道进入模拟主巷道的断面中心位置，安装高度为0.2m；

另外8个风速传感器分成四对，第一对距离模拟主巷道前壁面1.5m；第二对、第三对和第四对依次由模拟主巷道前壁面向后方设置，且第二对、第三对和第四对分别与第一对保持间隔为2.66m、2×2.66m、3×2.66m；每对风速传感器中的两个与模拟主巷道靠近各模拟侧巷道的一侧分别相距0.28m和0.82m；安装高度均为0.2m；

粉尘浓度传感器的数量为6个，安装高度均为0.16m；

其中1个粉尘浓度传感器距离模拟主巷道前壁面0.2m，与模拟主巷道靠近各模拟侧巷道的一侧相距0.4m；

另外5个粉尘浓度传感器，依次设置在第1个粉尘浓度传感器正后方，任意相邻两个粉尘浓度传感器的间隔为2m。