CN108572118A - 一种采空区防灭火材料性能测评实验平台及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采空区防灭火材料性能测评实验平台及方法，涉及采空区防灭火材料应用研究技术领域，能够实现对不同防灭火材料应用性能的综合测评。包括：透明腔体，在透明腔体内设有结构板，结构板上设有纵向孔体，结构板周围与透明腔体内壁密封连接，在结构板上设有加热板，加热板对应设置于结构板上，在透明腔体内填充有多孔介质材料，多孔介质材料与透明腔体构成封闭空间，多孔介质上设有纵向通道；多孔介质材料上设有热电偶；在透明腔体侧壁上设有压力传感器；透明腔体侧壁上设有水平通道，水平通道上连接有真空泵，在所述透明腔体外部还设有热像仪及图像采集装置。本发明适用于各种防灭火材料应用性能测试及研究分析实验中。

Description

一种采空区防灭火材料性能测评实验平台及方法

技术领域

本发明涉及采空区防灭火材料应用研究技术领域，尤其是涉及一种采空区防灭火材料性能测评实验平台及方法。

背景技术

随着我国煤炭开采技术水平的快速提高，煤层开采向纵深方向发展。同时，由于采动影响和应力作用而产生的裂隙沟通了巷道和采空区，为采空区提供了供氧条件，极易引发采空区遗煤自燃。据统计，我国重点煤矿中存在火灾危险的矿井占51.3％，由煤炭自燃引起的火灾占矿井火灾总数的85～90％，其中采空区自燃火灾占煤矿内因火灾的60％以上。采空区自燃火灾中大部分是由于采空区漏风引起的，同时漏风会扩大采空区煤自燃“三带”的范围，增加采空区煤自燃的危险性。因此，为了防、治采空区遗煤自燃，国内外广泛采用灌浆、注惰气、喷洒阻化剂、凝胶、泡沫树脂等防灭火技术，取的了一定的成效。

但是对于不同的防、灭火防灭火材料在采空区的应用性能，却没有一套可供参考的综合测评不同防灭火材料应用性能的实验平台，可以适用于对不同防灭火材料的应用性能的测评研究，从而根据性能测评结果来指导优化改善防灭火材料性能或封堵采空区的方法。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种采空区防灭火材料性能测评实验平台及方法，能够实现对不同防灭火材料应用性能的综合测评，可适用于对防灭火材料的综合性能实验研究。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供一种采空区防灭火材料性能测评实验平台，包括：透明腔体，在所述透明腔体内纵向上设有结构板，所述结构板上设有纵向孔体，所述结构板周围与所述透明腔体内壁密封连接，在所述结构板上设有加热板，所述加热板对应设置于结构板上未设置孔体结构的表面，在所透明腔体内、位于加热板以上空间填充有多孔介质材料，所述多孔介质材料用于模拟采空区破碎煤体及其附着物，所述多孔介质材料与所述透明腔体构成封闭空间，用于模拟采空区未经封堵的真实状态，在所述多孔介质上设有纵向通道，所述通道用于注入防灭火材料；

在所述多孔介质材料不同水平层上设有热电偶，所热电偶用于监测测评实验过程中，透明腔体内不同高度位置的温度；

在所述透明腔体侧壁上、位于多孔板与透明腔体底部之间的高度位置上设有压力传感器，用于监测透明腔体内部的压力值；

在所述透明腔体侧壁上位于多孔板与透明腔体底部之间的高度位置上还设有水平通道，所述水平通道上连接有真空泵，所述真空泵用于对透明腔体内抽真空，模拟采空区处于负压环境下的封堵状态；

在所述透明腔体外部还设有热像仪及图像采集装置，所述热像仪与图像采集装置设置于具有可升降功能的平台上，所述热像仪及图像采集装置采集视角覆盖纵向上孔介质材料填充的高度；

所述压力传感器、热电偶、热像仪及图像采集装置分别连接于数据采集装置，所述数据采集装置电连接于数据处理系统，所述数据采集装置用于采集压力、温度、热像及防灭火材料的扩散状态数据，并将所述数据发送至数据处理系统，所述数据处理系统对所述数据进行处理，根据所述数据评价材料的性能。

优选地，所述防灭火材料包括：水、浆液、惰性气体、阻化泡沫和/或凝胶泡沫。

优选地，所述多孔介质材料的孔隙率为0.1～0.4。

优选地，所述热电偶在多孔介质材料充填高度上等间距布置，所述热电偶间隔50mm～100mm设置一个，所述图像采集装置为CCD。

优选地，所述所述透明腔体采用钢化玻璃制作成开口的筒状结构体，所述透明腔体高度为700mm，宽度为300mm，所述透明腔体壁厚为8mm，所述结构板与所述透明腔体底部空间的高度为100mm，所述热电偶至少设置3个，分别位于透明腔体中、位于填充的多孔介质材料部分的上层、中层及下层位置。

第二方面，本发明实施例一种采空区防灭火材料性能测评方法，用于第一方面任一所述的实验平台中，包括步骤：

布设所述实验平台，向所述纵向通道内注入防灭火材料；所述防灭火材料包括液体和/或气体；

通过所述图像采集装置采集所述防灭火材料在多孔介质内的扩散状态图像；所述扩散状态图像包括：扩散速率及防灭火材料的实时分子结构形态；

通过所述扩散状态图像监测到所述防灭火材料充满所述多孔介质孔隙中时，关闭所述纵向通道，并触发开启加热板加热，以模拟遗煤自燃过程的温度环境；

通过所述热电偶实时监测透明腔体内不同水平层的温度和/或通过热像仪采集透明腔体内不同水平层的热像图，所述热像图包括热量值及热分布状态；

通过所述真空泵对透明腔体内抽真空，在负压倒吸的作用下，多孔介质孔隙中处于稳态的防灭火材料开始活跃，并向透明腔体底部方向扩散，通过图像采集装置及压力传感器监测防灭火材料从稳态到活跃态变化对应的临界压力；

通过数据采集卡采集所述的扩散状态图像、温度和/或热像图及临界压力数据，并将所述数据发送至数据处理系统；

所述数据处理系统对所述数据进行处理，并根据所述数据评测所述材料的性能。

可选地，所述性能包括防灭火材料的承压特性、灭火特性及扩散特性；

所述根据所述数据评测材料的性能还包括：

根据所述扩散状态图确定防灭火材料的扩散速率及扩散一致性；所述扩散一致性为防灭火材料分子在多孔介质空隙中填充的均匀性；

根据所述扩散速率及扩散一致性确定所述防灭火材料的扩散特性；

还包括：

根据所述温度值和/或热像图确定防灭火材料的灭火特性；

根据所述临界压力确定防灭火材料的承压特性。

可选地，所述防灭火材料包括水、浆液、惰性气体、阻化泡沫和/或凝胶泡沫；

所述根据所述数据评测所述材料的性能还包括：

分次用上述不同的防灭火材料注入所述纵向通道内；

确定出不同的防灭火材料的灭火特性、承压特性及扩散特性；

根据不同防灭火材料对应的灭火特性、承压特性及扩散特评价防灭火材料性能；

若防灭火材料扩散速率快则确定对应的防灭火材料的扩散特性好；

若所述温度值和/或热量值越小则确定对应的防灭火材料的灭火特性佳；

若所述临界压力越大则确定对应的防灭火材料的承压特性强。

可选地，所述确定对应的防灭火材料的扩散特性好还包括：

在确定出扩散速率相同时，再根据防灭火材料的扩散一致性确定扩散特性；

在确定出热量值及温度值相同时，再根据热分布状态确定灭火特性；

若在相同位置的空间内防灭火材料热分布状态均匀、无尖峰点则确定所述灭火特性强。

可选地，所述方法还包括：通过所述图像采集装置监测负压升至临界压力过程中，对应的防灭火材料在多孔介质空间中的分子结构变化状态；

根据所述分子结构变化状态对防灭火材料承压趋势作出预警信号；

将所述预警信号以声音或视觉形式输出。

本发明实施例一种采空区防灭火材料性能测评实验平台及方法，通过模拟出真实的防灭火材料在采空区封堵的应用环境，并在多孔介质相应层设置热电偶，在透明腔体上设置压力传感器及负压泵，还外设图像采集装置及热像仪，并将压力传感器、热电偶、图像采集装置及热像仪与数据采集装置连接，提供了一套可供测评防灭火材料在采空区应用性能的仿真实验平台，能够实现对不同防灭火材料应用性能的综合测评，可适用于对防灭火材料的综合性能实验研究。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明一实施例采空区防灭火材料性能测评实验平台结构示意图；

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

参看图1所示，本发明的实施例提供一种采空区防灭火材料性能测评实验平台，适用于现场或实验室对采空区防灭火材料性能测定、评价、研究及改性分析试验中，特别适用于防灭火泡沫材料在采空区中的综合性能研究。

包括：透明腔体1，在所述透明腔体内纵向上设有结构板2，所述结构板2 上设有纵向孔体3，所述结构板2周围与所述透明腔体内壁密封连接，在所述结构板2上设有加热板4，所述加热板4对应设置于结构板上未设置孔体结构的表面，在所述透明腔体内、位于加热板以上空间填充有多孔介质材料5，所述多孔介质材料5用于模拟采空区破碎煤体及其附着物，所述多孔介质材料5与所述透明腔体1构成封闭空间，用于模拟采空区未经封堵的真实状态，在所述多孔介质上设有纵向通道6，所述通道用于注入防灭火材料(图1中箭头指示方向为注入口)；

在所述多孔介质材料不同水平层上设有热电偶7，所热电偶7用于监测测评实验过程中，透明腔体内不同高度位置的温度；在所述透明腔体侧壁上、位于多孔板与透明腔体底部之间的高度位置上设有压力传感器8，用于监测透明腔体内部的压力值；在所述透明腔体侧壁上位于多孔板与透明腔体底部之间的高度位置上还设有水平通道9，所述水平通道上连接有真空泵10，所述真空泵用于对透明腔体内抽真空，模拟采空区处于负压环境下的封堵状态；

在所述透明腔体外部还设有热像仪11及图像采集装置12，所述热像仪与图像采集装置设置于具有可升降功能的平台上，所述热像仪及图像采集装置采集视角α和β覆盖纵向上孔介质材料填充的高度；

所述压力传感器、热电偶、热像仪及图像采集装置分别连接于数据采集装置13，所述数据采集装置13电连接于数据处理系统14，所述数据采集装置用于采集压力、温度、热像及防灭火材料的扩散状态数据，并将所述数据发送至数据处理系统，所述数据处理系统对所述数据进行处理，根据所述数据评价所述材料的性能。

可以理解的是，本实施例中，所述透明腔体一则用于模拟井下采空区周围的岩体，二则是为了便于在对防灭火材料性能进行测试实验过程中，方便观察透明腔体内部工作状态。为了保证透明腔体的承压性能，优选地，所述透明腔体为钢化玻璃，所述透明腔体壁厚为6～10mm。

本发明实施例一种采空区防灭火材料性能测评实验平台，通过模拟出真实的防灭火材料在采空区封堵的应用环境，并在多孔介质相应层设置热电偶，在透明腔体上设置压力传感器及负压泵，还外设图像采集装置及热像仪，并将压力传感器、热电偶、图像采集装置及热像仪与数据采集装置连接，提供了一套可供测评防灭火材料在采空区应用性能的仿真实验平台，能够实现对不同防灭火材料应用性能的综合测评，可适用于对防灭火材料的综合性能实验研究。

另外，在现有技术中，一般仅仅是防灭火材料的堵漏风性能的数据研究，不涉及防灭火材料性能的其他参数进行测试评价，本实施例通过对防灭火材料在封堵应用中的温度、压力、热量及扩散状态等数据进行测定，能够实现对防灭火材料包括承压特性、灭火特性及渗流扩散特性在内的应用性能的综合测评，根据所述参数对性能进行评价，能够有效提高测评结果的客观性及准确性，从而对防灭火材料性能研究及改善具有重要借鉴意义。

本实施例中，作为一可选实施例，所述所述透明腔体采用钢化玻璃制作成开口的筒状结构体，所述透明腔体高度为700mm，宽度为300mm，所述透明腔体壁厚为8mm，所述结构板与所述透明腔体底部空间的高度为100mm，所述热电偶至少设置3个，分别位于透明腔体中、位于填充的多孔介质材料部分的上层、中层及下层位置。

可以理解的是，本实施例中，通过将热电偶设置于多孔介质材料的上中下层，能够实现有针对性地对上下空间高、中、低位温度值测量，从而实现对灭火特性的量化测评。

本实施例中，作为一可选实施例，所述热电偶在多孔介质材料充填高度上等间距布置，所述热电偶间隔50mm～100mm设置一个，所述图像采集装置为 CCD。

可以理解的是，通过将CCD作为所述图像采集装置，能够清晰的采集防灭火材料在多孔介质中的渗流状态，从而可准确测评防灭火材料的渗流扩散特性。

本实施例中，优选地，所述防灭火材料包括：水、浆液、惰性气体、阻化泡沫和/或凝胶泡沫。

本实施例中，所述多孔介质材料是由固体物质组成的骨架和由骨架分隔成大量密集成群的微小空隙所构成的物质。多孔介质内的微小空隙可能是互相连通的，也可能是部分连通、部分不连通的。优选地，所述多孔介质材料的孔隙率为0.1～0.4。

目前，国内外在采空区防灭火材料中应用最为广泛的是三相泡沫、凝胶泡沫等具有阻化性能的泡沫。为了清楚说明本发明实施例的技术方案及其效果，现结合一阻化泡沫作为防灭火材料时的性能的测评及性能研究为例予以描述：

构建所述实验平台，将阻化泡沫通过纵向通道注入多孔介质空间中，通过人工或CCD高速摄像仪监测阻化泡沫注入过程，当监测到阻化泡沫开始向多孔介质中扩散时，用CCD对泡沫在由钢化玻璃形成的可视空间的渗流扩散形态进行视频拍摄，通过数据采集装置对高速摄像仪拍摄不同时刻的泡沫位置、速率及分子结构形态进行记录，并发送至数据处理系统进行分析，根据所述泡沫的位置、速率及分子结构形态评价阻化泡沫的渗流扩散特性。通过对阻化泡沫射流扩散特性进行测定，提供了一种具体的阻化泡沫性能评价的参数依据，能够实现组化泡沫作为防灭火材料的性能的量化评价，可有效提高防灭火材料应用性能评价的准确性，为阻化泡沫的综合性能研究及改善提供了重要依据。

在进行泡沫承压特性的测定时，泡沫经所述纵向通道充满多孔介质的上部空间后，开启真空泵对多孔介质空间抽气，直至泡沫被吸穿破裂，由于抽气致使多孔介质下部空间形成负压，该负压值通过安装在透明腔体壁面上的压力传感器进行实时测量，并经数据采集装置对负压值进行实时的记录与分析，根据泡沫破裂状态时对应的临界压力值评价阻化泡沫的承压特性，可以理解的是，所述临界压力值越大，则承压性能越好。

当进行泡沫灭火特性测评实验时，首先通过多孔介质下部的加热板对多孔介质进行加热，以模拟遗煤自燃阶段温度的实验模拟，并通过热电偶进行多孔介质材料不同高度位置的实时温度测量；当温度达到预期设定温度后，进行泡沫灌注，同时通过热电偶和热像仪对灌注泡沫前后空间的温度值及热量值进行测量；通过数据采集装置对多孔介质空间的温度值及热量值的数据进行记录，根据所述温度及热量值评定泡沫灭火特性，从而提供了一种可以实现阻化泡沫封堵灭火特性的测定方案，可以理解的是，所述温度及热量值越小，则防火及灭火特性越好。

本实施通过提供一种采空区防灭火材料性能测评实验平台及方法，通过模拟出真实的防灭火材料在采空区封堵的应用环境，并在多孔介质相应层设置热电偶，在透明腔体上设置压力传感器及负压泵，还外设图像采集装置及热像仪，并将压力传感器、热电偶、图像采集装置及热像仪与数据采集装置连接，提供了一套可供测评防灭火材料在采空区应用性能的仿真实验平台，能够实现对不同防灭火材料应用性能的综合测评，可适用于对防灭火材料的综合性能实验研究。进一步实现了矿用采空区阻化泡沫材料性能包括承压特性、防灭火性能及渗流扩散特性的测定，能够实现量化的综合测评，填补了采空区防灭火材料综合性能测试及实验研究领域的技术空白。

实施例二

本发明实施例一种采空区防灭火材料性能测评方法，用于实施例一任一所述的实验平台中，包括步骤：

布设所述实验平台，向所述纵向通道内注入防灭火材料；所述防灭火材料包括液体和/或气体；

通过所述图像采集装置采集所述防灭火材料在多孔介质内的扩散状态图像；所述扩散状态图像包括：扩散速率及防灭火材料的实时分子结构形态；

通过所述扩散状态图像监测到所述防灭火材料充满所述多孔介质孔隙中时，关闭所述纵向通道，并触发开启加热板加热，以模拟遗煤自燃过程的温度环境；

通过所述热电偶实时监测透明腔体内不同水平层的温度和/或通过热像仪采集透明腔体内不同水平层的热像图，所述热像图包括热量值及热分布状态；

通过所述真空泵对透明腔体内抽真空，在负压倒吸的作用下，多孔介质孔隙中处于稳态的防灭火材料开始活跃，并向透明腔体底部方向扩散，通过图像采集装置及压力传感器监测防灭火材料从稳态到活跃态变化对应的临界压力；

通过数据采集卡采集所述的扩散状态图像、温度和/或热像图及临界压力数据，并将所述数据发送至数据处理系统；

所述数据处理系统对所述数据进行处理，并根据所述数据评测材料的性能。

本发明实施例一种采空区防灭火材料性能测评方法，通过布设一种模拟采空区真实封堵环境的实验平台，并通过采集防灭火材料在应用过程中的扩散状态图像、温度和/或热像图及临界压力数据，根据所述数据评测材料的性能，能够实现对不同防灭火材料应用性能的综合测评，可适用于对防灭火材料的综合性能实验研究。

本实施中，作为一可选实施例，所述性能包括防灭火材料的承压特性、灭火特性及扩散特性；

所述根据所述数据评测材料的性能还包括：

根据所述扩散状态图确定防灭火材料的扩散速率及扩散一致性；所述扩散一致性为防灭火材料分子在多孔介质空隙中填充的均匀性；

根据所述扩散速率及扩散一致性确定所述防灭火材料的扩散特性；

还包括：

根据所述温度值和/或热像图确定防灭火材料的灭火特性；

根据所述临界压力确定防灭火材料的承压特性。

可以理解的是，本实施例中，提供了一种新的性能测评依据，目前在防灭火材料性能测评中，一般只是对堵漏风性能进行测评，尚未涉及本发明实施例中所述的灭火特性、承压特性及渗流扩散特性的评测作为防灭火材料性能测评的依据，本实施例通过对灭火特性、承压特性及渗流扩散特性进行测评，并将所述测评结果作为评价综合性能的依据，能够实现对防灭火材料性能的综合测评。

具体地，本发明实施例还提供了灭火特性、承压特性及渗流扩散特性的具体测评方法及关键评价参数，能够实现对防灭火材料综合性能的量化测评，提高测评的客观性，从而为防灭火材料的性能测评及实验研究分析及改善提供了重要的参考依据。

本实施例中，作为一可选地实施例，所述防灭火材料包括水、浆液、惰性气体、阻化泡沫和/或凝胶泡沫；

所述根据所述数据评测材料的性能还包括：

分次用上述不同的防灭火材料注入所述纵向通道内；

确定出不同的防灭火材料的灭火特性、承压特性及扩散特性；

根据不同防灭火材料对应的灭火特性、承压特性及扩散特评价防灭火材料性能；

若防灭火材料扩散速率快则确定对应的防灭火材料的扩散特性好；

若所述温度值和/或热量值越小则确定对应的防灭火材料的灭火特性佳；

若所述临界压力越大则确定对应的防灭火材料的承压特性强。

可以理解的是，本实施例中，所述扩散特性好的评价标准包括扩散速率，扩散速率越快则越好。

本实施例中，通过对不同防灭火材料进行对比测评，能够实现不同材料相同评价参数的比较，从而为各种不同防灭火材料的应用、及应用性能的研究及改善提供了量化的、准确的参考依据。

本实施例中，作为一可选地实施例，所述确定对应的防灭火材料的扩散特性好还包括：

在确定出扩散速率相同时，再根据防灭火材料的扩散一致性确定扩散特性；

在确定出热量值及温度值相同时，再根据热分布状态确定灭火特性；

若在相同位置的空间内防灭火材料热分布状态均匀、无尖峰点则确定所述灭火特性强。

本实施例中，扩散特性好的评价标准还包括：扩散一致性，即防灭火材料是否均匀的扩散至多孔介质材料的孔隙中，若分布较为均匀则扩散性好，反之则不好。

本实施例中，可选地，所述方法还包括：通过所述图像采集装置监测负压升至临界压力过程中，对应的防灭火材料在多孔介质空间中的分子结构变化状态；

根据所述分子结构变化状态对防灭火材料承压趋势作出预警信号；

将所述预警信号以声音或视觉形式输出。

可以理解的是，所述预警信号可以通过声音信号报警，或通过光的变化进行视觉报警。

本发明实施例通过在测试中增设上述预警步骤，当用于采矿现场时可防止防灭火材料突然向下活动，采空区由于破碎煤体重新出现孔隙而出现塌陷危险。

需要说明的是，在本文中，对于前述的各个方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某一些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和单元并不一定是本申请所必须的。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

在本文中，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系的用语，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。为了描述的方便，描述以上装置是以功能分为各种单元/模块分别描述。当然，在实施本发明时可以把各单元/模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种采空区防灭火材料性能测评实验平台，其特征在于，包括：透明腔体，在所述透明腔体内纵向上设有结构板，所述结构板上设有纵向孔体，所述结构板周围与所述透明腔体内壁密封连接，在所述结构板上设有加热板，所述加热板对应设置于结构板上未设置孔体结构的表面，在所述透明腔体内、位于加热板以上空间填充有多孔介质材料，所述多孔介质材料用于模拟采空区破碎煤体及其附着物，所述多孔介质材料与所述透明腔体构成封闭空间，用于模拟采空区未经封堵的真实状态，在所述多孔介质上设有纵向通道，所述通道用于注入防灭火材料；

在所述多孔介质材料不同水平层上设有热电偶，所热电偶用于监测测评实验过程中，透明腔体内不同高度位置的温度；

在所述透明腔体侧壁上、位于多孔板与透明腔体底部之间的高度位置上设有压力传感器，用于监测透明腔体内部的压力值；

在所述透明腔体侧壁上位于多孔板与透明腔体底部之间的高度位置上还设有水平通道，所述水平通道上连接有真空泵，所述真空泵用于对透明腔体内抽真空，模拟采空区处于负压环境下的封堵状态；

在所述透明腔体外部还设有热像仪及图像采集装置，所述热像仪与图像采集装置设置于具有可升降功能的平台上，所述热像仪及图像采集装置采集视角覆盖纵向上孔介质材料填充的高度；

所述压力传感器、热电偶、热像仪及图像采集装置分别连接于数据采集装置，所述数据采集装置电连接于数据处理系统，所述数据采集装置用于采集压力、温度、热像及防灭火材料的扩散状态数据，并将所述数据发送至数据处理系统，所述数据处理系统对所述数据进行处理，根据所述数据评价材料的性能。

2.根据权利要求1所述的实验平台，其特征在于，所述防灭火材料包括：水、浆液、惰性气体、阻化泡沫和/或凝胶泡沫。

3.根据权利要求1所述的实验平台，其特征在于，所述多孔介质材料的孔隙率为0.1～0.4。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述热电偶在多孔介质材料充填高度上等间距布置，所述热电偶间隔50mm～100mm设置一个，所述图像采集装置为CCD。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述所述透明腔体采用钢化玻璃制作成开口的筒状结构体，所述透明腔体高度为700mm，宽度为300mm，所述透明腔体壁厚为8mm，所述结构板与所述透明腔体底部空间的高度为100mm，所述热电偶至少设置3个，分别位于透明腔体中、位于填充的多孔介质材料部分的上层、中层及下层位置。

6.一种采空区防灭火材料性能测评方法，用于权利要求1至5所述的实验平台中，其特征在于，包括步骤：

布设所述实验平台，向所述纵向通道内注入防灭火材料；所述防灭火材料包括液体和/或气体；

通过所述图像采集装置采集所述防灭火材料在多孔介质内的扩散状态图像；所述扩散状态图像包括：扩散速率及防灭火材料的实时分子结构形态；

通过所述扩散状态图像监测到所述防灭火材料充满所述多孔介质孔隙中时，关闭所述纵向通道，并触发开启加热板加热；

通过所述热电偶实时监测透明腔体内不同水平层的温度和/或通过热像仪采集透明腔体内不同水平层的热像图，所述热像图包括热量值及热分布状态；

通过所述真空泵对透明腔体内抽真空，在负压倒吸的作用下，多孔介质孔隙中处于稳态的防灭火材料开始活跃，并向透明腔体底部方向扩散，通过图像采集装置及压力传感器监测防灭火材料从稳态到活跃态变化对应的临界压力；

通过数据采集卡采集所述的扩散状态图像、温度和/或热像图及临界压力数据，并将所述数据发送至数据处理系统；

所述数据处理系统对所述数据进行处理，并根据所述数据评测所述材料的性能。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述性能包括防灭火材料的承压特性、灭火特性及扩散特性；

所述根据所述数据评测所述材料的性能还包括：

根据所述扩散状态图确定防灭火材料的扩散速率及扩散一致性；所述扩散一致性为防灭火材料分子在多孔介质空隙中填充的均匀性；

根据所述扩散速率及扩散一致性确定所述防灭火材料的扩散特性；

还包括：

根据所述温度值和/或热像图确定防灭火材料的灭火特性；

根据所述临界压力确定防灭火材料的承压特性。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述防灭火材料包括水、浆液、惰性气体、阻化泡沫和/或凝胶泡沫；

所述根据所述数据评测材料的性能还包括：

分次用上述不同的防灭火材料注入所述纵向通道内；

确定出不同的防灭火材料的灭火特性、承压特性及扩散特性；

根据不同防灭火材料对应的灭火特性、承压特性及扩散特评价防灭火材料性能；

若防灭火材料扩散速率快则确定对应的防灭火材料的扩散特性好；

若所述温度值和/或热量值越小则确定对应的防灭火材料的灭火特性佳；

若所述临界压力越大则确定对应的防灭火材料的承压特性强。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，

所述确定对应的防灭火材料的扩散特性好还包括：

在确定出扩散速率相同时，再根据防灭火材料的扩散一致性确定扩散特性；

在确定出热量值及温度值相同时，再根据热分布状态确定灭火特性；

若在相同位置的空间内防灭火材料热分布状态均匀、无尖峰点则确定所述灭火特性强。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：通过所述图像采集装置监测负压升至临界压力过程中，对应的防灭火材料在多孔介质空间中的分子结构变化状态；

根据所述分子结构变化状态对防灭火材料承压趋势作出预警信号；

将所述预警信号以声音或视觉形式输出。