CN107290343A - 煤与瓦斯突出动力致灾可视化物理模拟试验系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种煤与瓦斯突出动力致灾可视化物理模拟试验系统，在模拟试验台的后方设置模拟巷道管网，该模拟巷道管网具有三列十字管接头，同列中两相邻十字管接头之间通过纵向方形直管连接，同排中两相邻十字管接头之间通过横向方形直管连接，在每个十字管接头的顶部均装有高清摄像头，各方形直管的两端均设有轴向测量断面，方形直管的中部设置侧压测量断面，轴向测量断面上设有三个压力传感器、三个温度传感器和两个浓度传感器，侧压测量断面上设有三个侧压传感器。本发明能够真实模拟矿井巷道网络，数据采集全面，能够利用采集的数据对煤‑瓦斯两相流的致灾机理进行深入研究；可视化程度充足，能够清楚反映煤‑瓦斯两相流的真实运移形态。

Description

煤与瓦斯突出动力致灾可视化物理模拟试验系统

技术领域

本发明涉及一种煤与瓦斯突出动力致灾可视化物理模拟试验系统。

背景技术

煤与瓦斯突出是煤矿事故中最为剧烈的一种矿山动力灾害，其抛出的煤岩可直接导致井下作业人员的伤亡，或摧毁井下设施等事故；瞬时喷出的高压瓦斯风暴流能逆风流前进充满几十至上千米长的巷道，甚至会逆流整个矿井，可能造成井下工人窒息死亡，一旦遇上火源，还可能发生瓦斯爆炸、火灾，甚至引起煤尘爆炸等次生灾害，造成重大的人员伤亡和财产损失。

为有效防治煤与瓦斯突出事故的发生，世界各国研究者经过长期大量的工作，提出了多种煤与瓦斯突出机理，基本上形成了一套防突技术和管理体系。但以目前的研究成果、技术管理手段尚不能完全杜绝煤与瓦斯突出灾害，煤与瓦斯突出事故仍时有发生。因此，对煤与瓦斯突出后煤-瓦斯两相流致灾机理的研究就显得尤为重要。但是，现有技术和设备无法直接大量获取煤与瓦斯突出现场煤-瓦斯两相流的运移情况、煤与瓦斯突出冲击波形成过程、对巷道中人员及设备的冲击过程等方面相关资料，导致人们无法从根本上解释煤与瓦斯突出致灾机理，也就不能应用理论分析得出的结论对井下作业人员安全防护以及制定正确有效的灾后应急救援预案等方面提供科学依据，更无法利用相关研究结论有效控制煤与瓦斯突出灾害。部分专家学者为此研发了相应的实验装置，并进行了相关研究。现就主要设备进行叙述：

1、中国矿业大学(2013年)—瓦斯-粉煤流冲击动力效应实验系统(胡维嘉.突出瓦斯—粉煤流冲击动力效应的理论和实验研究[D].中国矿业大学(北京),2013.)。

主要由光源、反射镜系统、刀口、照相系统、支座、试验段模拟巷道、充气及减压装置、瓦斯-粉煤混合装置等组成。其中模拟巷道长2米，形状为拱形，高20cm，宽20cm，拱半径10cm，制作材料为有机玻璃。

该设备可为研究瓦斯-粉煤流冲击障碍物、掘进机、反向防突风门的冲击动力效应和瓦斯粉煤流流场的变化规律，以及观测冲击过程中的流场规律提供技术手段。

缺点：结构简单，所提供的两相流动力设备仅来自于气瓶，巷道仅为一直线段，与井下实际煤与瓦斯突出环境相去甚远。且无压力、温度等检测数据。

2、中国矿业大学(2013)-突出煤粉瓦斯两相流动力测定实验装置(CN201320879190.X)。

包括地应力加载装置、突出腔体，突出腔体连接有模拟巷道，模拟巷道中设有多个压力传感器和温度传感器及高速摄影装置，压力传感器和温度传感器及高速摄影装置分别与数据采集系统连接。可以通过实验的方式得出突出煤粉瓦斯两相流在不同类型巷道中传播规律，从而为防突风门的安装位置、防突风门需要达到的抗冲击强度设计提供依据。

缺点：结构单一无法模拟矿井网络结构，传感器布设方式简单，无法对两相流致灾机理开展深入研究。

3、黑龙江科技学院(2013)-一种煤与瓦斯突出试验装置(CN201320342657.7)。

模拟巷道的一端与放煤口连接、另一端与缓冲沙箱连接，泄压阀门安装在模拟巷道的进口处，防护板水平设置在煤样室中，液压缸上的活塞设置在煤样室中，施力板设置在煤样室中且位于活塞的下方，瓦斯气压瓶通过管路与煤样室连通，前平衡气缸和后平衡气缸均设置在防护板与煤样室的底面之间，前倾斜调节气压瓶通过管路与前平衡气缸连通，后倾斜调节气压瓶通过管路与后平衡气缸连通，压力平衡气瓶通过管路与平衡腔连通，电磁开关通过导线与泄压阀门连接，摄像机设置在缓冲沙箱外且与模拟巷道的出口处正对。

缺点：结构单一无法模拟矿井网络结构，传感器布设方式简单，数据采集单一，无法对两相流致灾机理进行深入研究。

4、安徽理工大学(2015)-基于地质力学模型试验的煤与瓦斯突出相似模拟试验方法(CN 201510246157.7)。

该试验平台包括试验箱体和反力架、液压加载系统、密封系统、试验监测系统；设计了线充气和面充气系统，用来模拟煤层的瓦斯赋存差异。同时，利用该试验平台进行了石门揭构造软煤的相似模拟试验，研究了石门揭构造软煤过程中煤岩应力和位移的变化规律，以及煤与瓦斯突出过程中煤层内瓦斯压力和声发射的变化规律。

缺点：主要针对煤与瓦斯突出过程煤层内部参数演化特性研究而设计，巷道部分结构及参数监测较为单一。

5、中煤科工集团重庆研究院有限公司(2015)-煤与瓦斯突出模拟实验的管道系统(CN 201420312613.4)。

包括管道组件和连接动力系统及管道组件入口的连接管，管道组件为由管道单元通过法兰连接组成的多分支结构，管道单元包括组成单个分支的方形直管、连接两个分支的第一连接管和连接三个分支的第二连接管，管道单元上设有观测孔和/或测试孔，观测孔安装用于观测粉煤堆积状态的观测组件，测试孔安装用于固定传感装置的测试组件。可通过方形直管、第一连接管、第二连接管的增减或调整进行自由组合，能够模拟简易的具有多分支结构的矿井巷道网络；管道单元上设置的观测组件和测试组件，能够肉眼观测粉煤堆积形态，并仪器测量两相流速度、巷道气体压力、粉煤堆积高度，煤岩运动距离等参数。

缺点：

■巷道结构布置形式较为单一：仅3种结构管件，可组合的形式较少，难以模拟复杂的煤矿巷道网络。

■巷道测点布置方式较为简单：由于各类传感器仅在巷道壁面设置了安装位置，无法在三维层面反应煤-瓦斯两相流的参数分布及演化规律。

■巷道系统获取的图像信号较为单一：仅能从巷道外部通过观测孔对煤-瓦斯两相流的运移情况进行局部图像采集，无法沿巷道网络全程获取煤-瓦斯两相流运移的图像。

■可视化程度较低：尽管在巷道壁面开设观察窗，以便于肉眼观测粉煤堆积形态，但观察窗尺寸较小，可视范围较窄，不便于数据的搜集，且无可视化配套软件。

综上所述，现有装置设计均较为单一，无法较真实的模拟矿井巷道网络；传感器布设方式简单，对煤-瓦斯两相流的传播规律进行研究时，现有装置均安装传感器于巷道壁面，无法获得煤-瓦斯两相流运移断面中部的参数，也就不能对其真实的运移特性进行深入研究；数据采集较为单一，无法利用采集的数据对煤-瓦斯两相流的致灾机理开展深入研究；可视化程度不足，在进行相关模拟试验后，对煤-瓦斯两相流的真实运移形态仍不清楚。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种煤与瓦斯突出动力致灾可视化物理模拟试验系统。

本发明技术方案如下：一种煤与瓦斯突出动力致灾可视化物理模拟试验系统，包括模拟试验台，其特征在于：所述模拟试验台的突出口通过夹持器与引导圆管的前端口连接，在夹持器上开有充气孔，并且夹持器上设有两个爆破片，两个爆破片之间留有间隙，在所述引导圆管上装有流量计，引导圆管的后方设置模拟巷道管网，该模拟巷道管网具有三列十字管接头，同列中两相邻十字管接头之间通过纵向方形直管连接，同排中两相邻十字管接头之间通过横向方形直管连接，在每个十字管接头的顶部均装有高清摄像头，中间一列位于最前端的十字管接头通过接管与引导圆管的后端连接，接管的旁边设置高速摄像机，所述高速摄像机正对接管上开设的透视窗；

各方形直管的两端均设有轴向测量断面，方形直管的中部设置侧压测量断面，所述轴向测量断面上设有三个压力传感器、三个温度传感器和两个浓度传感器，其中，第一压力传感器位于对应方形直管的中心线上，第二压力传感器和第三压力传感器位于第一压力传感器不同的同心圆上，且第二压力传感器和第三压力传感器在第一压力传感器的同一侧，第二压力传感器位于第一压力传感器的斜上方，第三压力传感器位于第一压力传感器的斜下方，第一、第二、第三压力传感器的旁边均设有温度传感器，在方形直管侧壁的上部和下部均装有浓度传感器，浓度传感器和第二压力传感器分居于第一压力传感器的两侧；

所述侧压测量断面上设有三个按等腰三角形分布的侧压传感器，其中两个侧压传感器位于方形直管两边侧壁的腰线上，第三个侧压传感器位于方形直管的底壁，所述侧压传感器为压力传感器或温度传感器。

本发明主要包括了“多场耦合大型煤与瓦斯突出模拟试验台”与“煤与瓦斯突出动力致灾可视化试验巷道系统”。前者为提供煤-瓦斯两相流的动力装置，后者主要提供煤-瓦斯两相流在井下运移的巷道网络。夹持器上设有充气孔以满足巷道泄爆需求，两个爆破片之间留有一定空间，用于试验台上的试验箱体内气压与巷道气压的过渡。

传感器的布设应该使用尽量少的传感器来测量尽量多的数据信息。每一直线段内布置两个轴压测量断面，一个侧压测量断面。轴向测量断面主要用于巷道内煤-瓦斯两相流断面分布的测量，侧压断面主要用于煤-瓦斯两相流对巷道壁面作用的压力分析。

轴向测量断面，试验过程中，突出口中心与巷道中心位于同一水平线上，突出口为圆形，故可推测煤-瓦斯两相流的压力、温度等参数分布规律具有一定的中心对称性，因此，轴向测量断面的压力、温度传感器布设位置均在以巷道中心为圆心、半径不同的同心圆上；以巷道中线的其中一侧为主要传感器布置范围，并拟据此对右侧的各参数进行分析。同时，由于煤与瓦斯突出停止后，气体浓度在巷道断面的分布不会有突变，即巷道壁面与巷道中心位置浓度数据差异不大，考虑加工设计及浓度传感器安装方式，在巷道另一侧壁面上下各安置一个浓度传感器。

侧压测量断面，腰线上两边各一个，中线上巷道的下表面一个，可安装压力传感器或温度传感器。由于轴向传感器位于巷道内部，传感器感应面与煤-瓦斯两相流运动方向垂直，所得数据为固气混合物综合作用的结果。侧压传感器则安装于巷道壁面，所得数据主要为气体压力膨胀作用的结果。

相对于其它传感器，高清摄像头尺寸较大，且为了方便转向使其能全方位观测巷道中煤-瓦斯两相流的流动规律，在巷道十字管接头的顶部设置高清摄像头。

采用高速摄像机为Photron高速摄像机，其最高拍摄速度为800000fps，可对煤-瓦斯两相流煤粉颗粒的运动轨迹进行抓拍，利于实现煤-瓦斯两相流瞬时速度等参数的计算，其与DEWESoft软硬件及相应传感器相配合使用，可实现煤-瓦斯两相流各参数三维云图的绘制。

为了简化结构，方便高清摄像头安装，使高清摄像头转向不受影响，并有利于在外面观察高清摄像头的工作位姿，在所述十字管接头顶壁的中部开有矩形窗口，该矩形窗口上覆盖玻璃，所述玻璃的边缘由方框形的第一压条压紧，在玻璃的底部悬吊安装高清摄像头。

为了便于与方形直管或其它部件连接，所述十字管接头的四个端口均设置有方法兰。

为了便于与十字管接头，使拆装操作更简便，并有利于在外面观察煤-瓦斯两相流的状况，各方形直管两端的端口均设置有方法兰，方形直管的顶部沿其长度方向设置两个观察窗口，各观察窗口上覆盖透明板，该透明板由方框形的第二压条压紧。

为了便于传感器安装，确保传感器安装牢靠，第一压力传感器、第二压力传感器和第三压力传感器均安装在对应设置的支架的悬空端，各压力传感器旁边的温度传感器也安装于同一支架上，该支架的根部与对应方形直管的侧壁相固定。

作为优选，所述第二压力传感器与第一压力传感器之间的距离大于第三压力传感器与第一压力传感器之间的距离，且第二压力传感器与第一压力传感器的中心连线垂直于第三压力传感器与第一压力传感器的中心连线。

为了便于浓度传感器拆装，在方形直管的侧壁上开设第一安装口，浓度传感器伸入该第一安装口中，该浓度传感器安装于第一定位块上，所述第一定位块与方形直管的外壁紧贴，并通过螺钉固定。

为了便于侧压传感器拆装，在方形直管对应侧压传感器的壁上开设第二安装口，侧压传感器伸入该第二安装口中，所述侧压传感器安装于第二定位块上，第二定位块与方形直管的外壁紧贴，并通过螺钉固定。

有益效果：本发明的主要特点如下：

1)实现煤与瓦斯突出模具的泄爆功能；

2)提供煤-瓦斯两相流在不同矿井巷道网络中的运移环境；

3)从立体层面上监测煤-瓦斯两相流在巷道中的冲击力、气体压力及温度演化规律；

4)监测煤与瓦斯突出后巷道中瓦斯气体浓度变化规律；

5)从巷道内、外部采集煤-瓦斯两相流运移的图像信息；

6)利用采集的图像信息计算煤-瓦斯两相流喷射的瞬时速度；

7)采集突出口段煤-瓦斯两相流的瞬时流量信号；

8)利用采集的压力数据以及高速摄像机采集的图像数据绘制煤与瓦斯突出过程巷道中压力分布瞬时变化的云图；

9)利用采集的温度数据以及高速摄像机采集的图像数据绘制煤与瓦斯突出过程巷道中温度分布瞬时变化的云图。

本发明可开展如下研究：

1)不同突出强度的煤与瓦斯突出动力效应模拟；

2)煤与瓦斯突出过程中粉煤-瓦斯流的速度、压力、密度等运动参数的时程变化；

3)粉煤颗粒的形态变化和堆积过程；

4)最大冲击压力与实验装置内气体初始压力的关系；

5)煤与瓦斯突出能量沿模拟巷道的转移特征及衰减规律；

6)冲击波阵面超压△P、速度U、温度T等在巷道的传播规律及其动力特征；

7)煤与瓦斯突出动力灾害监测及预警。

总之，本发明能够真实模拟矿井巷道网络，数据采集全面，能够利用采集的数据对煤与瓦斯突出的致灾机理开展深入研究；可视化程度充足，在进行相关模拟试验后，能够清楚反映煤-瓦斯两相流的真实运移形态。

附图说明

图1是本发明一具体实施方式的结构示意图。

图2是十字管接头的结构示意图。

图3是图2的俯视图。

图4是轴向测量断面和侧压测量断面的布置示意图。

图5是轴向测量断面各传感器的布置示意图。

图6是方形直管的剖面示意图。

图7是侧压测量断面各传感器的布置示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

如图1所示，本发明包括“多场耦合大型煤与瓦斯突出模拟试验台”与“煤与瓦斯突出动力致灾可视化试验巷道系统”两大部分。其中，模拟试验台1采用现有技术，其结构在此不做赘述。模拟试验台1上具有模拟试验箱，该模拟试验箱的突出口通过夹持器与引导圆管2的前端口连接，在夹持器上开有充气孔，并且夹持器上设有两个爆破片，两个爆破片之间留有间隙。在引导圆管2靠近后端部的位置装有流量计3。

如图1、图2、图3所示，巷道系统即为在引导圆管2后方设置的模拟巷道管网，该模拟巷道管网具有三列十字管接头4，每列十字管接头4的数目优选为六个，这些十字管接头4按矩阵分布。十字管接头4的四个端口均设置有方法兰，在十字管接头4顶壁的中部开有矩形窗口，该矩形窗口上覆盖玻璃15，玻璃15的边缘由方框形的第一压条16压紧，第一压条16通过螺钉与十字管接头4连接。在玻璃15的底部悬吊安装高清摄像头，高清摄像头位于十字管接头4内，并能按需要进行转向。

如图1、图2、图3、图4、图5所示，同列中两相邻十字管接头4之间通过纵向方形直管5连接，同排中两相邻十字管接头4之间通过横向方形直管6连接。纵向方形直管5和横向方形直管6均优选为400mmX400mm的方管，两者的结构相同，只是长度有差异。各方形直管两端的端口均设置有方法兰，以便于与十字管接头4端口的方法兰进行连接。中间一列位于最前端的十字管接头4通过接管7与引导圆管2的后端连接，接管7前小后大，接管7的旁边设置高速摄像机8，高速摄像机8正对接管7上开设的透视窗。

如图1、图4、图5、图6、图7所示，在每根纵向方形直管5的两端均设有轴向测量断面A，每根纵向方形直管5的中部设置侧压测量断面B；每根横向方形直管6的两端均设有轴向测量断面A，每根横向方形直管6的中部设置侧压测量断面B。各方形直管上轴向测量断面A及侧压测量断面B的设置方式相同，本实施例仅以横向方形直管6进行说明：

横向方形直管6的轴向测量断面A上设有三个压力传感器，分别为第一压力传感器9、第二压力传感器10、第三压力传感器11，这三个压力传感器均位于横向方形直管6内。其中，第一压力传感器9位于对应方形直管的中心线上，第二压力传感器10和第三压力传感器11位于第一压力传感器9不同的同心圆上，且第二压力传感器10和第三压力传感器11在第一压力传感器9的同一侧，第二压力传感器10位于第一压力传感器9的斜上方，第三压力传感器11位于第一压力传感器9的斜下方。第一压力传感器9、第二压力传感器10和第三压力传感器11均安装在对应设置的支架18的悬空端，该支架18的根部与横向方形直管6的侧壁相固定。作为优选，第二压力传感器10与第一压力传感器9之间的距离大于第三压力传感器11与第一压力传感器9之间的距离，且第二压力传感器10与第一压力传感器9的中心连线垂直于第三压力传感器11与第一压力传感器9的中心连线。

横向方形直管6的轴向测量断面A上还设有三个温度传感器12和两个浓度传感器13，其中，三个温度传感器12与第一压力传感器9、第二压力传感器10和第三压力传感器11一一对应，各温度传感器12位于对应压力传感器的旁边，两者相接近，且温度传感器12和对应的压力传感器安装于同一支架18上。在横向方形直管6侧壁的上部和下部均装有浓度传感器13，浓度传感器13和第二压力传感器10分居于第一压力传感器9的两侧。浓度传感器13的安装方式为：在横向方形直管6的侧壁上开设第一安装口，浓度传感器13伸入该第一安装口中，该浓度传感器13安装于第一定位块19上，第一定位块19与横向方形直管6的外壁紧贴，并通过螺钉固定。

横向方形直管6的侧压测量断面B上设有三个按等腰三角形分布的侧压传感器14，其中两个侧压传感器14位于横向方形直管6两边侧壁的腰线上，第三个侧压传感器14位于横向方形直管6的底壁，侧压传感器14为压力传感器或温度传感器。侧压传感器14的安装方式为：在横向方形直管6对应侧压传感器14的壁上开设第二安装口，侧压传感器14伸入该第二安装口中，侧压传感器14安装于第二定位块20上，第二定位块20与横向方形直管6的外壁紧贴，并通过螺钉固定。

如图4、图5所示，在每个方形直管的顶部沿其长度方向设置两个观察窗口，各观察窗口上覆盖透明板21，该透明板21由方框形的第二压条17压紧，第二压条17通过螺钉与对应的方形直管相固定。

由于采用本发明进行试验的过程较复杂，现分两个大的阶段进行叙述：巷道系统安装阶段以及试验阶段。

1、巷道系统安装阶段：

(1)巷道结构组装。

按预定试验方案中的巷道网络结构，在相应管件连接处安放堵板或连接件，使煤-瓦斯两相流通路为试验方案中巷道结构样式，并在巷道开口处使用防尘布袋进行连接。

(2)管道网络与模拟试验台的连接。

a.在模拟试验台1的试验箱位置安装爆破片法兰盘，再用螺钉连接法兰盘与爆破片夹持器，同时装入预定规格的爆破片两片以及爆破信号传感器(此处即完成泄爆装置的安装)，使用气管将爆破片夹持器与气瓶相连接。

b：安装煤-瓦斯两相流流量测量的引导圆管2，注意调整圆管方向，使其流量传感器安装孔朝上。

c：安装引导圆管2与巷道相连的扩口段即接管7。

d：使用桁车吊装步骤1安装好的巷道网络系统，对准接管7后用螺钉拧紧。

(3)安装传感器。

a：压力与温度传感器：将预定方案中传感器安装位置处的传感器支架取出，在传感器支架上安装压力传感器以及温度传感器；连接传感器与密封转接头，将密封转接头安装于支架上，然后连接密封转接头与高速数据采集仪。

b：浓度传感器：将浓度传感器拧紧于巷道壁面相应位置，连接浓度传感器出线端与数据采集系统。

c：流量计：将流量计安装于引导圆管2相应位置，连接流量计与数据采集系统。

d：使用堵板或堵头密封未安装传感器位置的巷道预留孔。

e：传感器安装完成后，打开数据记录软件，检查所有在用传感器是否工作正常。

(4)安装高清摄像头及高速摄像机。

a：高清摄像头：将十字管接头4的有机玻璃组件拆卸，调整高清摄像头拍摄方向，使其对准煤-瓦斯两相流的来向。

b：高速摄像机：连接爆破信号传感器与高速摄像机，使用高速摄像机支架将高速摄像机架设于预定位置，并连接高速摄像机与可视化电脑主机。

c：打开高清摄像头、高速摄像机以及灯带电源开关，检查高速摄像机以及在用的高清摄像头及灯带是否正常工作。

(5)安装可视化组件

将预定的压力或温度传感器与DEWESoft硬件模块相连接，并将其与可视化电脑主机箱连接。

2.试验阶段

·充气吸附阶段。

先对试验箱体进行充气，到某一预定值后关闭箱体充气瓶，对泄爆装置进行充气(注意此处气压一定要小于箱体内气压)，到某一预定值后再向箱体充气。如此反复直至箱体中气压达到试验预设值时停止充气，然后对箱体进行周期性充气吸附，此处为现有技术，不再赘述。

(2)煤与瓦斯突出试验阶段

当试验箱体内煤体吸附至预定状态后，打开数据采集设备、摄像头信号采集设备、DEWESoft硬件及它们的相应软件。然后对泄爆装置进行充气，爆破片泄爆瞬间即关闭气瓶。此时，爆破信号传感器将爆破信号传输至高速摄像机，并启动高速摄像机进行录像。各传感器采集的信号传输至电脑储存，DEWESoft硬件接收传感器信号并利用高速摄像机采集的图像进行处理，对巷道中煤-瓦斯两相流各参数云图的演化规律进行显示。煤-瓦斯两相流喷射停止后，保存相关数据，并继续监测浓度及温度数据，瓦斯浓度及粉尘浓度降低至某一预定值后，再次储存相关数据，关闭所有数据采集系统。

(3)巷道中数据搜集与整理阶段

通过观察窗对巷道中煤粉的堆积状态进行观测，拍照记录。拆卸观察窗，收集巷道以及防尘袋中煤样，对所得煤样筛分整理。

3.结束阶段

清理完成巷道中煤样后，拆巷道中堵板、传感器、高速摄像机等装置，分类整理后放回原处，以备下次试验使用。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种煤与瓦斯突出动力致灾可视化物理模拟试验系统，包括模拟试验台(1)，其特征在于：所述模拟试验台(1)的突出口通过夹持器与引导圆管(2)的前端口连接，在夹持器上开有充气孔，并且夹持器上设有两个爆破片，两个爆破片之间留有间隙，在所述引导圆管(2)上装有流量计(3)，引导圆管(2)的后方设置模拟巷道管网，该模拟巷道管网具有三列十字管接头(4)，同列中两相邻十字管接头(4)之间通过纵向方形直管(5)连接，同排中两相邻十字管接头(4)之间通过横向方形直管(6)连接，在每个十字管接头(4)的顶部均装有高清摄像头，中间一列位于最前端的十字管接头(4)通过接管(7)与引导圆管(2)的后端连接，接管(7)的旁边设置高速摄像机(8)，所述高速摄像机(8)正对接管(7)上开设的透视窗；

各方形直管的两端均设有轴向测量断面(A)，方形直管的中部设置侧压测量断面(B)，所述轴向测量断面(A)上设有三个压力传感器(9、10、11)、三个温度传感器(12)和两个浓度传感器(13)，其中，第一压力传感器(9)位于对应方形直管的中心线上，第二压力传感器(10)和第三压力传感器(11)位于第一压力传感器(9)不同的同心圆上，且第二压力传感器(10)和第三压力传感器(11)在第一压力传感器(9)的同一侧，第二压力传感器(10)位于第一压力传感器(9)的斜上方，第三压力传感器(11)位于第一压力传感器(9)的斜下方，第一、第二、第三压力传感器(9、10、11)的旁边均设有温度传感器(12)，在方形直管侧壁的上部和下部均装有浓度传感器(13)，浓度传感器(13)和第二压力传感器(10)分居于第一压力传感器(9)的两侧；

所述侧压测量断面(B)上设有三个按等腰三角形分布的侧压传感器(14)，其中两个侧压传感器(14)位于方形直管两边侧壁的腰线上，第三个侧压传感器(14)位于方形直管的底壁，所述侧压传感器(14)为压力传感器或温度传感器。

2.如权利要求1所述的煤与瓦斯突出动力致灾可视化物理模拟试验系统，其特征在于：在所述十字管接头(4)顶壁的中部开有矩形窗口，该矩形窗口上覆盖玻璃(15)，所述玻璃(15)的边缘由方框形的第一压条(16)压紧，在玻璃(15)的底部悬吊安装高清摄像头。

3.如权利要求2所述的煤与瓦斯突出动力致灾可视化物理模拟试验系统，其特征在于：所述十字管接头(4)的四个端口均设置有方法兰。

4.如权利要求1或2或3所述的煤与瓦斯突出动力致灾可视化物理模拟试验系统，其特征在于：各方形直管两端的端口均设置有方法兰，方形直管的顶部沿其长度方向设置两个观察窗口，各观察窗口上覆盖透明板(21)，该透明板(21)由方框形的第二压条(17)压紧。

5.如权利要求1所述的煤与瓦斯突出动力致灾可视化物理模拟试验系统，其特征在于：第一压力传感器(9)、第二压力传感器(10)和第三压力传感器(11)均安装在对应设置的支架(18)的悬空端，各压力传感器旁边的温度传感器(12)也安装于同一支架(18)上，该支架(18)的根部与对应方形直管的侧壁相固定。

6.如权利要求1或5所述的煤与瓦斯突出动力致灾可视化物理模拟试验系统，其特征在于：所述第二压力传感器(10)与第一压力传感器(9)之间的距离大于第三压力传感器(11)与第一压力传感器(9)之间的距离，且第二压力传感器(10)与第一压力传感器(9)的中心连线垂直于第三压力传感器(11)与第一压力传感器(9)的中心连线。

7.如权利要求6所述的煤与瓦斯突出动力致灾可视化物理模拟试验系统，其特征在于：在方形直管的侧壁上开设第一安装口，浓度传感器(13)伸入该第一安装口中，该浓度传感器(13)安装于第一定位块(19)上，所述第一定位块(19)与方形直管的外壁紧贴，并通过螺钉固定。

8.如权利要求6所述的煤与瓦斯突出动力致灾可视化物理模拟试验系统，其特征在于：在方形直管对应侧压传感器(14)的壁上开设第二安装口，侧压传感器(14)伸入该第二安装口中，所述侧压传感器(14)安装于第二定位块(20)上，第二定位块(20)与方形直管的外壁紧贴，并通过螺钉固定。