CN206557188U - 一种矿井巷道烟气流动模拟测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种矿井巷道烟气流动模拟测试系统，该测试系统包括数据采集处理装置、模拟巷道装置、烟气发生装置和对防排烟装置，所述数据采集处理装置包括微控制器、电源模块和计算机，所述微控制器的输入端接有温度检测模块、影像观测模块和烟气检测模块，所述微控制器的输出端接有显示器，所述烟气发生装置包括燃料油盘、移动小车、牵引钢丝和电动机，所述温度检测模块包括温度检测单元和数据通信模块。本实用新型控制移动小车静止与运动、模拟巷道装置内通风与不通风以及通风量变化测量模拟巷道内的温度和烟气特征参数并观测模拟巷道装置内烟气流动过程，实现多种情况下巷道火灾发生后烟气流动的测试。

Description

一种矿井巷道烟气流动模拟测试系统

技术领域

本实用新型属于矿井外因火灾实验模拟技术领域，尤其是涉及一种矿井巷道烟气流动模拟测试系统。

背景技术

我国是煤炭开采大国，随着矿井开采深度以每年10～30米的速度增加，矿用电气设备、电缆用量加大，火灾负荷增大，部分巷道充填材料发热量过高，以电缆火灾、胶带输送机火灾、充填材料自燃为代表的典型外因火灾数量逐年上升。矿井火灾是煤矿生产中的重大灾害之一，当事故发生后，不但影响煤矿的生产、环境的破环，而且释放出来的高温有毒有害气体迅速扩散，导致巷道温度升高，出现高温热环境，形成热动力灾害，不仅会危及测试者的生命安全，而且还可能诱发粉尘、瓦斯爆炸等二次事故，在高温烟流的作用下，通常会使通风系统发生紊乱，导致事故进一步扩大。为了掌握巷道烟气流动的规律以及温度场的分布状况，需要建立操作可靠、合理的实验平台进行模拟研究，为灾后救援以及制定科学合理的应急救援逃生路线提供技术指导。

目前，对于巷道烟气流动的研究主要是通过实验研究和数值模拟技术两方面，实验研究模拟建立真实的巷道需要大量的前期的方案论证，巷道修建及维护费用高、实验周期长；而数值模拟技术可以通过建立烟气蔓延的数学模型，进行二维稳态分析，模拟参数单一，没有考虑多场耦合作用下的机理，造成计算结果与实际情况有很大的出入，虽然三维非稳态的模拟在实际和理论上均有很大的优势，但由于它复杂的计算方法和庞大的计算量，因次受到了很大的局限性。现如今，市面上还未出现一套能对矿井巷道烟气流动进行试验测试的相关测试系统，不能全面、有效地对矿井巷 道烟气流动进行测试和评价。因此需要一种使用操作简便、实现方便且使用效果好的矿井巷道烟气流动模拟测试系统，按照实际煤矿巷道建立模拟巷道装置，控制移动小车静止与运动、模拟巷道装置内通风与不通风以及通风量变化测量模拟巷道内的温度和烟气特征参数并观测模拟巷道装置内烟气流动过程，实现多种情况下巷道火灾发生后烟气流动的测试，得到巷道火灾发生后烟气流动的规律和特点，为保障矿井的安全高效生产奠定基础。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种矿井巷道烟气流动模拟测试系统，其结构简单、设计合理且安装布设简便及使用操作简便、使用效果好，按照实际煤矿巷道建立模拟巷道装置，控制移动小车静止与运动、模拟巷道装置内通风与不通风以及通风量变化测量模拟巷道内的温度和烟气特征参数并观测模拟巷道装置内烟气流动过程，实现多种情况下巷道火灾发生后烟气流动的测试，得到巷道火灾发生后烟气流动的规律和特点，为保障矿井的安全高效生产奠定基础，实用性强。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种矿井巷道烟气流动模拟测试系统，其特征在于：包括数据采集处理装置、用于模拟实际煤矿巷道的模拟巷道装置、给模拟巷道装置内输送烟气的烟气发生装置和对模拟巷道装置通风且排出烟气的防排烟装置，所述数据采集处理装置包括微控制器、电源模块和与微控制器相接的计算机，所述微控制器的输入端接有对模拟巷道装置内温度进行检测的温度检测模块、对烟气流动过程进行观测的影像观测模块和对模拟巷道装置内烟气特征参数进行检测的烟气检测模块，所述微控制器的输出端接有显示器；

所述烟气发生装置包括盛放煤或者皮带可燃物的燃料油盘、设置在燃料油盘下方且带动燃料油盘沿水平方向前后移动的移动小车、与移动小车 一侧连接的牵引钢丝和与牵引钢丝传动连接的电动机，所述移动小车另一侧设置有缓冲复位部件，所述模拟巷道装置的终止端设置有自动断电保护模块，所述电动机由微控制器进行控制，所述自动断电保护模块与微控制器连接；

所述温度检测模块包括设置在模拟巷道装置内的温度检测单元和与微控制器相接的数据通信模块，所述温度检测单元通过温度采集模块和数据通信模块相接，所述温度检测单元的数量为多个，多个所述温度检测单元沿模拟巷道装置顶部和两侧的长度方向进行布设，且相邻两个所述温度检测单元的水平间距为1m～2m，所述烟气检测模块的数量为多个，多个所述烟气检测模块均沿模拟巷道装置顶部的长度方向进行布设，且相邻两个所述烟气检测模块的水平间距为1m～2m，所述温度检测单元和烟气检测模块交错布设；

所述影像观测模块包括安装在模拟巷道装置终止端的激光器、设置在激光器下方且与激光器呈垂直布设的柱面镜和对模拟巷道装置内烟气视频图像进行采集的摄像机，所述激光器与模拟巷道装置的底部呈垂直布设，所述激光器由微控制器进行控制，所述摄像机与微控制器连接；

所述烟气检测模块包括对模拟巷道装置内烟气浓度进行检测的烟气浓度检测模块、对模拟巷道装置内烟气流速进行检测的烟气流速检测模块和对模拟巷道装置内烟气成分进行检测的气体分析仪，所述烟气浓度检测模块、烟气流速检测模块和气体分析仪的输出端均与微控制器的输入端相接。

上述的一种矿井巷道烟气流动模拟测试系统，其特征在于：所述防排烟装置包括对模拟巷道装置通风且排出烟气的轴流式风机和与轴流式风机出风口连接且对模拟巷道装置中烟气进行净化处理的烟气处理模块，所述轴流式风机的进风口前侧设置有对模拟巷道装置中风量进行调节的风量调节板，所述轴流式风机由微控制器进行控制。

上述的一种矿井巷道烟气流动模拟测试系统，其特征在于：所述模拟 巷道装置由多段模拟巷道拼接而成，多段所述模拟巷道的结构和尺寸均相同，且相邻两段所述模拟巷道通过密封胶密封连接；所述模拟巷道为用于模拟实际煤矿巷道围岩的相似模拟材料，所述模拟巷道包括巷道顶部、与巷道顶部连接且分别位于左右两侧的巷道两帮和连接与两个巷道两帮底部的巷道底部，所述巷道顶部和两个所述巷道两帮一体成型。

上述的一种矿井巷道烟气流动模拟测试系统，其特征在于：所述巷道顶部和巷道两帮上均设置有预留孔，所述巷道顶部呈拱形，所述预留孔的数量为多个。

上述的一种矿井巷道烟气流动模拟测试系统，其特征在于：所述预留孔包括设置在用于巷道顶部上且用于安装烟气检测模块的第一预留孔、设置在巷道顶部上且用于安装温度检测单元的第二预留孔和设置在巷道两帮上且用于安装温度检测单元的第三预留孔，每个所述第三预留孔中安装有一个温度检测单元，每个所述第一预留孔中均安装两个烟气检测模块，每个所述第二预留孔中均安装两个温度检测单元，两个所述烟气检测模块之间的竖直间距为0.1m，两个所述温度检测单元之间的竖直间距为0.1m。

上述的一种矿井巷道烟气流动模拟测试系统，其特征在于：所述温度检测单元为K型热电偶，所述温度采集模块为ADAM4018+模块。

上述的一种矿井巷道烟气流动模拟测试系统，其特征在于：所述数据通信模块为RS232通信接口电路或者RS485通信接口电路。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、所采用的矿井巷道烟气流动模拟测试系统结构简单、设计合理、投入成本较低且易拆装和维护。

2、所采用的矿井巷道烟气流动模拟测试系统使用操作简便，测试耗费的人力物力少。

3、所采用的模拟巷道装置结构简单，按照实际煤矿巷道尺寸建立相似比例的模拟巷道装置，不仅可以有效控制成本而且实验周期短，而且在模拟巷道装置中的测试更符合真是巷道的烟气流动情况，获取的数据可 靠，更加科学准确地掌握巷道火灾发生后烟气流动的规律和特点。

4、所采用的矿井巷道烟气流动模拟测试系统的操作简便且测试效果好，通过设置烟气发生装置制备烟气并给模拟巷道装置内输送烟气，用于模拟实际煤矿巷道内产生烟气，然后控制移动小车静止与运动、模拟巷道装置内通风与不通风以及通风量变化等各种情况下通过温度检测模块对模拟巷道装置内的温度进行周期性检测，通过烟气检测模块对模拟巷道内的烟气参数周期性进行检测，获取模拟巷道内的温度和烟气特征参数，并通过在激光器作用下通过摄像机对模拟巷道装置内的烟气视频图像进行实时采集，获取所述模拟巷道装置内的烟气流动视频数据，得到烟气流动过程，测试条件便于调节，从而可模拟多种工况条件下巷道火灾发生后烟气流动的规律和特点，为保障矿井的安全高效生产奠定基础。

5、所采用的矿井巷道烟气流动模拟测试系统测试效率高且安全性高，测试者通过操作计算机给微控制器发送电动机启动信号、激光器启动信号和轴流式风机启动信号，微控制器则控制电动机、激光器和轴流式风机工作，操作人员通过操作计算机实现远程控制，不仅减少测试者靠近测试现场手动操作，测试效率高，而且测试者远离测试现场，提高人身安全性。

6、所采用的矿井巷道烟气流动模拟测试系统通过设置防排烟装置，对模拟巷道装置内烟气进行排除，一方面避免烟气直接排入大气中，减少环境污染；另一方面，可保证每次测试后模拟巷道装置的清洁，避免对下一测试的干扰。

7、所采用的烟气发生装置结构设计合理、使用操作简便且制备烟气效果好，能实现多种可燃物的燃烧，可实现不同可燃物燃烧的情况下给模拟巷道装置输送生烟气。

8、所采用的矿井巷道烟气流动模拟测试系统通过数据采集处理装置对测量模拟巷道内的温度和烟气特征参数以及烟气视频图像进行采集，并将采集到的模拟巷道内的温度和烟气特征参数以及烟气视频图像发送至计算机进行记录、保存和数据处理分析，实现了数据的自动采集和记录， 并且采用计算机来数据处理分析，不需要人工进行操作和记录数据，效率高，并且测试结果准确。

综上所述，本实用新型设计合理、操作简便且使用效果好，结构简单、设计合理且安装布设简便及使用操作简便、使用效果好，按照实际煤矿巷道建立模拟巷道装置，控制移动小车静止与运动、模拟巷道装置内通风与不通风以及通风量变化测量模拟巷道内的温度和烟气特征参数并观测模拟巷道装置内烟气流动过程，实现多种情况下巷道火灾发生后烟气流动的测试，得到巷道火灾发生后烟气流动的规律和特点，为保障矿井的安全高效生产奠定基础，实用性强。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的电路原理框图。

图3为本实用新型中模拟巷道装置的结构示意图。

附图标记说明:

1—燃料油盘； 2—移动小车； 3—电动机；

4—牵引钢丝； 5—弹簧；

6—自动断电保护模块； 7—激光器； 9—摄像机；

10—温度检测单元； 11—温度采集模块； 12—数据通信模块；

13—数据采集处理装置； 14—微控制器； 15—电源模块；

16—风量调节板； 17—轴流式风机； 18—烟气处理模块；

19—气体分析仪； 20—计算机； 21—显示器；

22—预留孔； 23—巷道顶部； 24—巷道两帮；

25—烟气流速检测模块； 26—烟气浓度检测模块； 27—烟气发生装置；

28-温度检测模块； 29—巷道底部； 30—烟气检测模块；

31—防排烟装置； 32—模拟巷道装置。

具体实施方式

如图1和图2所示，本实用新型包括数据采集处理装置13、用于模拟实际煤矿巷道的模拟巷道装置32、给模拟巷道装置32内输送烟气的烟气发生装置27和对模拟巷道装置32通风且排出烟气的防排烟装置31，所述数据采集处理装置13包括微控制器14、电源模块15和与微控制器14相接的计算机20，所述微控制器14的输入端接有对模拟巷道装置32内温度进行检测的温度检测模块28、对烟气流动过程进行观测的影像观测模块和对模拟巷道装置32内烟气特征参数进行检测的烟气检测模块30，所述微控制器14的输出端接有显示器21；

所述烟气发生装置27包括盛放煤或者皮带可燃物的燃料油盘1、设置在燃料油盘1下方且带动燃料油盘1沿水平方向前后移动的移动小车2、与移动小车2一侧连接的牵引钢丝4和与牵引钢丝4传动连接的电动机3，所述移动小车2另一侧设置有缓冲复位部件，所述模拟巷道装置32的终止端设置有自动断电保护模块6，所述电动机3由微控制器14进行控制，所述自动断电保护模块6与微控制器14连接；

所述温度检测模块28包括设置在模拟巷道装置32内的温度检测单元10和与微控制器14相接的数据通信模块12，所述温度检测单元10通过温度采集模块11和数据通信模块12相接，所述温度检测单元10的数量为多个，多个所述温度检测单元10沿模拟巷道装置32顶部和两侧的长度方向进行布设，且相邻两个所述温度检测单元10的水平间距为1m～2m，所述烟气检测模块30的数量为多个，多个所述烟气检测模块30均沿模拟巷道装置32顶部的长度方向进行布设，且相邻两个所述烟气检测模块30的水平间距为1m～2m，所述温度检测单元10和烟气检测模块30交错布设；

所述影像观测模块包括安装在模拟巷道装置32终止端的激光器7、设置在激光器7下方且与激光器7呈垂直布设的柱面镜和对模拟巷道装置32内烟 气视频图像进行采集的摄像机9，所述激光器7与模拟巷道装置32的底部呈垂直布设，所述激光器7由微控制器14进行控制，所述摄像机9与微控制器14连接；

所述烟气检测模块30包括对模拟巷道装置32内烟气浓度进行检测的烟气浓度检测模块26、对模拟巷道装置32内烟气流速进行检测的烟气流速检测模块25和对模拟巷道装置32内烟气成分进行检测的气体分析仪19，所述烟气浓度检测模块26、烟气流速检测模块25和气体分析仪19的输出端均与微控制器14的输入端相接。

本实施例中，该测试系统结构简单、设计合理、投入成本较低且易拆装和维护，另外，使用操作简便，测试耗费的人力物力少。

本实施例中，通过设置烟气发生装置27制备烟气并给模拟巷道装置32内输送烟气，用于模拟实际煤矿巷道内产生烟气，然后控制移动小车2静止与运动、模拟巷道装置23内通风与不通风以及通风量变化等各种情况下通过温度检测模块29对模拟巷道装置内的温度进行周期性检测，通过烟气检测模块30对模拟巷道内的烟气参数周期性进行检测，获取模拟巷道内的温度和烟气特征参数，并通过在激光器7作用下通过摄像机9对模拟巷道装置内的烟气视频图像进行实时采集，获取所述模拟巷道装置32内的烟气流动视频数据，得到烟气流动过程，测试条件便于调节，从而可模拟多种工况条件下巷道火灾发生后烟气流动的规律和特点，为保障矿井的安全高效生产奠定基础。

本实施例中，该测试效率高且安全性高，测试者通过操作计算机20给微控制器14发送电动机启动信号、激光器启动信号和轴流式风机启动信号，微控制器14则控制电动机3、激光器7和轴流式风机17工作，操作人员通过操作计算机20实现远程控制，不仅减少测试者靠近测试现场手动操作，测试效率高，而且测试者远离测试现场，提高人身安全性。

本实施例中，设置燃料油盘1，供多种可燃物盛放，而且可燃物燃烧向模拟巷道装置32内输送烟气，便于多种可燃物的燃烧。

本实施例中，温度检测单元10对模拟巷道装置32内的温度进行周期性检测，并将检测到的多个测试点处的温度信号依次通过温度采集模块11和数据通信模块12传输给微控制器8，微控制器8再将其接收到的多个测试点处的温度值实时传输给计算机20；

本实施例中，气体分析仪19对模拟巷道装置32内的烟气成分进行周期性检测，并将检测到的多个测试点处的烟气成分传输给微控制器8，微控制器8再将其接收到的多个测试点处的烟气成分实时传输给计算机20；烟气流速检测模块25对模拟巷道装置32内的烟气流速进行周期性检测，并将检测到的多个测试点处的烟气流速传输给微控制器8，微控制器8再将其接收到的多个测试点处的烟气流速实时传输给计算机20；烟气浓度检测模块26对模拟巷道装置32内的烟气浓度进行周期性检测，并将检测到的多个测试点处的烟气浓度传输给微控制器8，微控制器8再将其接收到的多个测试点处的烟气浓度实时传输给计算机20；

本实施例中，操作计算机20发送激光器启动信号给微控制器14，微控制器14控制激光器7工作，摄像机9对模拟巷道装置32内的烟气视频图像进行实时采集，并将采集到的模拟巷道装置32内的内的烟气流动视频数据传输给微控制器8，微控制器8再将其接收到的内的烟气流动视频数据实时传输给计算机20。

本实施例中，通过设置自动断电保护模块6，电动机3转动通过牵引钢丝4带动移动小车2从模拟巷道装置32起始端向模拟巷道装置32终止端匀速运动的过程中，当自动断电保护模块6检测到移动小车2时，自动断电保护模块6输出信号给微控制器14，微控制器14接收到自动断电保护模块6的输出信号并控制电动机3停止转动。

如图1和图2所示，本实施例中，所述防排烟装置31包括对模拟巷道装置32通风且排出烟气的轴流式风机17和与轴流式风机17出风口连接且对模拟巷道装置32中烟气进行净化处理的烟气处理模块18，所述轴流式风机17的进风口前侧设置有对模拟巷道装置32中风量进行调节的风量调节板16， 所述轴流式风机17由微控制器14进行控制。

本实施例中，设置防排烟装置31，对模拟巷道装置23内烟气进行排除，一方面避免烟气直接排入大气中，减少环境污染；另一方面，可保证每次测试后模拟巷道装置的清洁，避免对下一测试的干扰。

本实施例中，通过设置轴流式风机17，一方面可实现向模拟巷道装置32内通风，另一方面，在向模拟巷道装置23内通风的过程中将模拟巷道装置32内的烟气排送至烟气处理模块18；通过设置烟气处理模块18对烟气进行净化，除去烟气中的有害成分后再排入大气中，减少了减少环境污染；另外通过设置轴流式风机17和烟气处理模块18将模拟巷道装置32内的烟气清除干净，可保证每次测试后模拟巷道装置23的清洁，避免对下一测试的干扰。

如图3所示，本实施例中，所述模拟巷道装置32由多段模拟巷道拼接而成，多段所述模拟巷道的结构和尺寸均相同，且相邻两段所述模拟巷道通过密封胶密封连接；所述模拟巷道为用于模拟实际煤矿巷道围岩的相似模拟材料，所述模拟巷道包括巷道顶部23、与巷道顶部23连接且分别位于左右两侧的巷道两帮24和连接与两个巷道两帮24底部的巷道底部29，所述巷道顶部23和两个所述巷道两帮24一体成型。

本实施例中，通过设置模拟巷道装置32，结构简单，按照实际煤矿巷道尺寸建立相似比例的模拟巷道装置32，不仅可以有效控制成本而且实验周期短，而且在模拟巷道装置32中的测试更符合真是巷道的烟气流动情况，获取的数据可靠，更加科学准确地掌握巷道火灾发生后烟气流动的规律和特点。

本实施例中，所述巷道顶部23和巷道两帮24上均设置有预留孔22，所述巷道顶部23呈拱形，所述预留孔22的数量为多个。

本实施例中，所述预留孔22包括设置在用于巷道顶部23上且用于安装烟气检测模块30的第一预留孔、设置在巷道顶部23上且用于安装温度检测单元10的第二预留孔和设置在巷道两帮24上且用于安装温度检测单元10的 第三预留孔，每个所述第三预留孔中安装有一个温度检测单元10，每个所述第一预留孔中均安装两个烟气检测模块30，每个所述第二预留孔中均安装两个温度检测单元10，两个所述烟气检测模块30之间的竖直间距为0.1m，两个所述温度检测单元10之间的竖直间距为0.1m。

本实施例中，温度检测单元10沿模拟巷道装置32的长度方向和竖直方向等间距设置，从而实现模拟巷道装置32中多个测试点处温度的检测，检测范围广，获取模拟巷道装置32内温度分布。

本实施例中，烟气检测模块30沿模拟巷道装置32的长度方向和竖直方向等间距设置，从而实现模拟巷道装置32中多个测试点处温度的检测，检测范围广，获取模拟巷道装置32内烟气特征参数的检测，便于模拟巷道装置32内烟气流动规律和特点的分析。

本实施例中，所述温度检测单元10为K型热电偶，所述温度采集模块11为ADAM4018+模块。

本实施例中，所述数据通信模块12为RS232通信接口电路或者RS485通信接口电路。

本实施例中，所述K型热电偶与所述ADAM4018+模块相接，所述ADAM4018+模块是一个16位8通道的模拟量输入模块，将所述K型热电偶检测到的温度信号模拟量转换为温度信号数字量，且所述ADAM4018+模块与所述RS232通信接口电路或者RS485通信接口电路相接，所述RS232通信接口电路或者RS485通信接口电路能够将温度信号数字量发送给微控制器14，同时，烟气浓度检测模块26、烟气流速检测模块25和气体分析仪19采集到的数据发送给微控制器14，微控制器14接收温度信号数字量、烟气浓度、烟气流速和烟气成分并发送至计算机20，使计算机20实现实时在线采集温度数据、烟气浓度数据、烟气流速数据和烟气成分数据并自动记录、保存和分析，不需要人工进行操作和记录数据，效率高，并且测试结果准确。

本实用新型具体使用时，首先对所述模拟巷道装置32进行气密性测试，保证模拟巷道装置32的气密性良好，再操作计算机20判断与温度检 测模块28、烟气检测模块30、自动断电保护模块6通信信号是否正常，操作计算机20判断与摄像机9传输信号是否正常，并确认电动机3、激光器7、轴流式风机17和显示器21的控制信号是否正常，各个信号均能正常时，完成各个模块的初始检查；然后在常温空气状态下对所述温度检测单元10进行温度校正，保证温度检测单元10测温的精确性；

通过操作计算机20控制电动机3转动与不转动调节模拟巷道装置32内移动小车2静止与运动，通过操作计算机20控制轴流式风机17转动与不转动模拟模拟巷道装置32通风与不通风，通过操作计算机20控制轴流式风机17的风速变化或调节风量板16调节模拟巷道装置32内通风量变化；

当电动机3不转动，移动小车2静止，移动小车2和燃料油盘1位于所述模拟巷道装置32起始端，并通过在燃料油盘1中放入可燃物质点燃给模拟巷道装置32内输送烟气，操作计算机20控制轴流式风机17转动与不转动，通过温度检测模块28和烟气检测模块30分别对模拟巷道装置32内的温度和烟气特征参数进行检测，获取移动小车2静止且模拟巷道装置32通风和移动小车2静止且模拟巷道装置32不通风情况下所述模拟巷道装置32内的温度和烟气特征参数，同时，通过摄像机9对模拟巷道装置32内的烟气视频图像进行实时采集，获取所述模拟巷道装置32内的烟气流动视频数据；

当操作计算机20发送电动机启动信号给微控制器14，微控制器14控制电动机3转动，电动机3转动通过牵引钢丝4带动移动小车2从模拟巷道装置32起始端向模拟巷道装置32终止端匀速运动，并通过在燃料油盘1中放入可燃物质点燃给模拟巷道装置32内输送烟气，操作计算机20控制轴流式风机17转动与不转动，通过温度检测模块28和烟气检测模块30分别对模拟巷道装置32内的温度和烟气特征参数进行检测，获取移动小车2运动且模拟巷道装置32通风和移动小车2运动且模拟巷道装置32不通风情况下所述模拟巷道装置32内的温度和烟气特征参数，同时，通 过摄像机9对模拟巷道装置32内的烟气视频图像进行实时采集，获取所述模拟巷道装置32内的烟气流动视频数据；

当电动机3不转动，移动小车2静止，移动小车2和燃料油盘1位于所述模拟巷道装置32起始端，并通过在燃料油盘1中放入可燃物质点燃给模拟巷道装置32内输送烟气，操作计算机20控制轴流式风机17转动为模拟巷道装置32内通风，调节轴流式风机17的风速或调节风量板16，通过温度检测模块28和烟气检测模块30对模拟巷道装置32分别内的温度和烟气特征参数进行检测，获取移动小车2静止时模拟巷道装置32不同通风量情况下所述模拟巷道装置32内的温度和烟气特征参数，同时，通过摄像机9对模拟巷道装置32内的烟气视频图像进行实时采集，获取所述模拟巷道装置32内的烟气流动视频数据；

当操作计算机20发送电动机启动信号给微控制器14，微控制器14控制电动机3转动，电动机3转动通过牵引钢丝4带动移动小车2从模拟巷道装置32起始端向模拟巷道装置32终止端匀速运动，并通过在燃料油盘1中放入可燃物质点燃给模拟巷道装置32内输送烟气，操作计算机20发送轴流式风机启动信号给微控制器14，微控制器14控制轴流式风机17转动为模拟巷道装置32内通风，调节轴流式风机17的风速或调节风量板16，通过温度检测模块28和烟气检测模块30对模拟巷道装置32内的温度和烟气特征参数进行检测，获取移动小车2静止时模拟巷道装置32不同通风量情况下所述模拟巷道装置32内的温度和烟气特征参数，同时，通过摄像机9对模拟巷道装置32内的烟气视频图像进行实时采集，获取所述模拟巷道装置32内的烟气流动视频数据；微控制器14在各种情况下获取的温度发送至计算机20处理，得到模拟巷道装置32内的温度分布曲线图；微控制器14将各种情况下获取的烟气特征参数发送至计算机20处理，得到模拟巷道装置32内烟气成分、烟气浓度和烟气流速，并通过显示器21同步显示；微控制器14将各种情况下获取的烟气流动视频数据发送至计算机20，计算机20对获取的烟气流动视频数据处理得到烟气流动 过程，得到巷道火灾发生后烟气流动的规律和特点。

综上所述，本实用新型设计合理且测试便捷、使用效果好，按照实际煤矿巷道建立模拟巷道装置，控制移动小车静止与运动、模拟巷道装置内通风与不通风以及通风量变化测量模拟巷道内的温度和烟气特征参数并观测模拟巷道装置内烟气流动过程，实现多种情况下巷道火灾发生后烟气流动的测试，得到巷道火灾发生后烟气流动的规律和特点，为保障矿井的安全高效生产奠定基础，实用性强。

仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (7)

1.一种矿井巷道烟气流动模拟测试系统，其特征在于：包括数据采集处理装置(13)、用于模拟实际煤矿巷道的模拟巷道装置(32)、给模拟巷道装置(32)内输送烟气的烟气发生装置(27)和对模拟巷道装置(32)通风且排出烟气的防排烟装置(31)，所述数据采集处理装置(13)包括微控制器(14)、电源模块(15)和与微控制器(14)相接的计算机(20)，所述微控制器(14)的输入端接有对模拟巷道装置(32)内温度进行检测的温度检测模块(28)、对烟气流动过程进行观测的影像观测模块和对模拟巷道装置(32)内烟气特征参数进行检测的烟气检测模块(30)，所述微控制器(14)的输出端接有显示器(21)；

所述烟气发生装置(27)包括盛放煤或者皮带可燃物的燃料油盘(1)、设置在燃料油盘(1)下方且带动燃料油盘(1)沿水平方向前后移动的移动小车(2)、与移动小车(2)一侧连接的牵引钢丝(4)和与牵引钢丝(4)传动连接的电动机(3)，所述移动小车(2)另一侧设置有缓冲复位部件，所述模拟巷道装置(32)的终止端设置有自动断电保护模块(6)，所述电动机(3)由微控制器(14)进行控制，所述自动断电保护模块(6)与微控制器(14)连接；

所述温度检测模块(28)包括设置在模拟巷道装置(32)内的温度检测单元(10)和与微控制器(14)相接的数据通信模块(12)，所述温度检测单元(10)通过温度采集模块(11)和数据通信模块(12)相接，所述温度检测单元(10)的数量为多个，多个所述温度检测单元(10)沿模拟巷道装置(32)顶部和两侧的长度方向进行布设，且相邻两个所述温度检测单元(10)的水平间距为1m～2m，所述烟气检测模块(30)的数量为多个，多个所述烟气检测模块(30)均沿模拟巷道装置(32)顶部的长度方向进行布设，且相邻两个所述烟气检测模块(30)的水平间距为1m～2m，所述温度检测单元(10)和烟气检测模块(30)交错布设；

所述影像观测模块包括安装在模拟巷道装置(32)终止端的激光器 (7)、设置在激光器(7)下方且与激光器(7)呈垂直布设的柱面镜和对模拟巷道装置(32)内烟气视频图像进行采集的摄像机(9)，所述激光器(7)与模拟巷道装置(32)的底部呈垂直布设，所述激光器(7)由微控制器(14)进行控制，所述摄像机(9)与微控制器(14)连接；

所述烟气检测模块(30)包括对模拟巷道装置(32)内烟气浓度进行检测的烟气浓度检测模块(26)、对模拟巷道装置(32)内烟气流速进行检测的烟气流速检测模块(25)和对模拟巷道装置(32)内烟气成分进行检测的气体分析仪(19)，所述烟气浓度检测模块(26)、烟气流速检测模块(25)和气体分析仪(19)的输出端均与微控制器(14)的输入端相接。

2.按照权利要求1所述的一种矿井巷道烟气流动模拟测试系统，其特征在于：所述防排烟装置(31)包括对模拟巷道装置(32)通风且排出烟气的轴流式风机(17)和与轴流式风机(17)出风口连接且对模拟巷道装置(32)中烟气进行净化处理的烟气处理模块(18)，所述轴流式风机(17)的进风口前侧设置有对模拟巷道装置(32)中风量进行调节的风量调节板(16)，所述轴流式风机(17)由微控制器(14)进行控制。

3.按照权利要求1或2所述的一种矿井巷道烟气流动模拟测试系统，其特征在于：所述模拟巷道装置(32)由多段模拟巷道拼接而成，多段所述模拟巷道的结构和尺寸均相同，且相邻两段所述模拟巷道通过密封胶密封连接；所述模拟巷道为用于模拟实际煤矿巷道围岩的相似模拟材料，所述模拟巷道包括巷道顶部(23)、与巷道顶部(23)连接且分别位于左右两侧的巷道两帮(24)和连接与两个巷道两帮(24)底部的巷道底部(29)，所述巷道顶部(23)和两个所述巷道两帮(24)一体成型。

4.按照权利要求3所述的一种矿井巷道烟气流动模拟测试系统，其特 征在于：所述巷道顶部(23)和巷道两帮(24)上均设置有预留孔(22)，所述巷道顶部(23)呈拱形，所述预留孔(22)的数量为多个。

5.按照权利要求4所述的一种矿井巷道烟气流动模拟测试系统，其特征在于：所述预留孔(22)包括设置在用于巷道顶部(23)上且用于安装烟气检测模块(30)的第一预留孔、设置在巷道顶部(23)上且用于安装温度检测单元(10)的第二预留孔和设置在巷道两帮(24)上且用于安装温度检测单元(10)的第三预留孔，每个所述第三预留孔中安装有一个温度检测单元(10)，每个所述第一预留孔中均安装两个烟气检测模块(30)，每个所述第二预留孔中均安装两个温度检测单元(10)，两个所述烟气检测模块(30)之间的竖直间距为0.1m，两个所述温度检测单元(10)之间的竖直间距为0.1m。

6.按照权利要求1或2所述的一种矿井巷道烟气流动模拟测试系统，其特征在于：所述温度检测单元(10)为K型热电偶，所述温度采集模块(11)为ADAM4018+模块。

7.按照权利要求1或2所述的一种矿井巷道烟气流动模拟测试系统，其特征在于：所述数据通信模块(12)为RS232通信接口电路或者RS485通信接口电路。