适应变综掘面的多瓦斯产生、喷射及闭合一体仿真系统技术方案

本发明专利技术公开了一种适应变综掘面的多瓦斯产生、喷射及闭合一体仿真系统，包括变截面矩形装置架、多瓦斯喷头组、瓦斯储存器、负压吸气泵、瓦斯空气混合室、动力电机、控制面板和移动柱，变截面矩形装置架由四个“L”形直角架和四根连接杆围成，移动柱至少为两根，每根移动柱上套装有至少两个瓦斯喷头，瓦斯和空气吸入瓦斯空气混合室进行混合，动力电机用于向瓦斯空气混合室内提供正压力实现瓦斯喷射，控制面板用于控制瓦斯和空气吸入的混合配比，瓦斯空气混合室的正压力。能进行多个瓦斯不同喷射点、不同喷射角度、不同喷射浓度的综合模拟，能真实反应煤层开采过程中综掘工作面的多源瓦斯释放状态，为研究不同瓦斯浓度综掘工作面瓦斯分布和治理提供设备基础。分布和治理提供设备基础。分布和治理提供设备基础。

【技术实现步骤摘要】
适应变综掘面的多瓦斯产生、喷射及闭合一体仿真系统


[0001]本专利技术涉及煤层开采仿真实验
，具体涉及一种能适应变综掘面的多瓦斯产生、喷射及闭合一体仿真系统。

技术介绍

[0002]在煤层开采过程中，在综掘工作面常常遇到多源瓦斯的情况。现有的煤层开采仿真实验装置设备很多，但对于多源瓦斯尚没有辅助仿真，致使煤层开采仿真实验存在不足，无法模拟煤层开采过程中的真实状况。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在提供一种适应变综掘面的多瓦斯产生、喷射及闭合一体仿真系统，能真实模拟煤层开采过程中综掘工作面的多处瓦斯释放状态。
[0004]为此，本专利技术所采用的技术方案为：一种适应变综掘面的多瓦斯产生、喷射及闭合一体仿真系统，包括变截面矩形装置架、多瓦斯喷头组、瓦斯储存器、负压吸气泵、瓦斯空气混合室、动力电机、控制面板和移动柱，所述变截面矩形装置架由四个在矩形转角位置处设置的“L”形直角架和四根分别滑动连接相邻两个“L”形直角架的连接杆围成，所述移动柱至少为两根，左右间隔设置在变截面矩形装置架内，每根移动柱能在变截面矩形装置架内左右移动至任一位置并被锁紧固定，每根移动柱上套装有至少两个瓦斯喷头，瓦斯喷头能在移动柱上上下移动至任一位置并被锁紧固定，所有移动柱上的瓦斯喷头共同构成所述多瓦斯喷头组；所述瓦斯储存器配备有连接阀，负压吸气泵配备有进气阀，瓦斯储存器、负压吸气泵分别通过进气管路与瓦斯空气混合室相连，从而使瓦斯和空气吸入瓦斯空气混合室进行混合，每个瓦斯喷头单独配备有喷头控制阀，并分别通过出气管路与瓦斯空气混合室相连，所述动力电机用于向瓦斯空气混合室内提供正压力实现瓦斯喷射，所述控制面板用于控制瓦斯和空气吸入的混合配比，瓦斯空气混合室的正压力。
[0005]作为上述方案的优选，设置在所述变截面矩形装置架内的移动柱共三根，每根移动柱通过齿轮齿条机构或丝杆螺母机构并结合驱动电机实现自动移动。
[0006]进一步优选为，所述瓦斯空气混合室内设置有与瓦斯喷头数量对应的独立混合腔，每个独立混合腔分别与瓦斯储存器、负压吸气泵相连，并通过控制面板控制不同的瓦斯和空气混合配比，瓦斯喷头通过出气管与各自对应的独立混合腔相连。
[0007]进一步优选为，该系统安设于煤炭综掘工作面仿真实验巷道的迎头位置。
[0008]进一步优选为，所述瓦斯喷头能在移动柱上自动移动及转动，控制面板用于控制瓦斯喷头的位置及喷射角度。
[0009]进一步优选为，所述瓦斯储存器、负压吸气泵、瓦斯空气混合室、动力电机设置在变截面矩形装置架内的底部位置处，连接阀安装在瓦斯储存器上，进气阀安装在负压吸气泵上，控制面板安装在变截面矩形装置架的侧柱上。
[0010]本专利技术的有益效果：采用变截面矩形装置架调整宽度和高度，以此模拟不同大小
的综掘工作面横截面，并结合多瓦斯喷头组、瓦斯储存器、负压吸气泵、瓦斯空气混合室、动力电机、控制面板和移动柱，进行多个瓦斯不同喷射点、不同喷射角度、不同喷射浓度的综合模拟，可实验研究综掘工作面不同掘进情况时不同瓦斯浓度的自动定量释放与闭合情况，能真实反应煤层开采过程中综掘工作面的多源瓦斯释放状态，为研究不同瓦斯浓度综掘工作面瓦斯分布和治理提供设备基础。
附图说明
[0011]图1为本专利技术的结构示意图。
[0012]图2为本专利技术安设于煤炭综掘工作面仿真实验巷道的迎头位置的示意图。
具体实施方式
[0013]下面通过实施例并结合附图，对本专利技术作进一步说明：
[0014]结合图1—图2，一种适应变综掘面的多瓦斯产生、喷射及闭合一体仿真系统，主要由变截面矩形装置架10、多瓦斯喷头组、瓦斯储存器1、负压吸气泵3、瓦斯空气混合室5、动力电机7、控制面板8和移动柱9组成。
[0015]变截面矩形装置架10由四个“L”形直角架10a和四根连接杆10b围成。四个“L”形直角架10a设置在矩形的转角位置处，每相邻两个“L”形直角架10a通过连接杆10b滑动连接。最好是，在“L”形直角架10a的两端均设置有凸起，在连接杆10b上设置有与凸起匹配的滑槽，滑槽与凸起构成滑动连接结构，从而调整变截面矩形装置架10的宽度和高度，且宽度和高度可以各自分别调节，以此模拟不同大小的综掘工作面横截面。
[0016]移动柱9至少为两根，左右间隔设置在变截面矩形装置架10内。每根移动柱9能在变截面矩形装置架10内左右移动至任一位置并被锁紧固定，每根移动柱9上套装有至少两个瓦斯喷头6，瓦斯喷头6能在移动柱9上上下移动至任一位置并被锁紧固定。最好是，设置在变截面矩形装置架10内的移动柱9共三根，每根移动柱10通过齿轮齿条机构或丝杆螺母机构并结合驱动电机实现自动移动；此外，瓦斯喷头6能在移动柱9上自动移动及转动，控制面板8用于控制每根移动柱9的位置、瓦斯喷头6的位置及喷射角度。但不限于此，移动柱9、瓦斯喷头6也可以采用手动移动结构
[0017]所有移动柱9上的瓦斯喷头6共同构成多瓦斯喷头组。瓦斯储存器1配备有连接阀2，通过连接阀2与瓦斯气源相连。负压吸气泵3配备有进气阀4，通过进气阀控制空气进气。瓦斯储存器1、负压吸气泵3分别通过进气管路与瓦斯空气混合室5相连，从而使瓦斯和空气吸入瓦斯空气混合室5进行混合。每个瓦斯喷头6单独配备有喷头控制阀(图中未示出)，并分别通过出气管路与瓦斯空气混合室5相连，实现每个瓦斯喷头6的独立控制。动力电机7用于向瓦斯空气混合室5内提供正压力实现瓦斯喷射，控制面板8用于控制瓦斯和空气吸入的混合配比，瓦斯空气混合室5的正压力。
[0018]最好是，瓦斯空气混合室5内设置有与瓦斯喷头6数量对应的独立混合腔，每个独立混合腔分别与瓦斯储存器1、负压吸气泵3相连，并通过控制面板8控制不同的瓦斯和空气混合配比。瓦斯喷头6通过出气管与各自对应的独立混合腔相连，从而使得每个瓦斯喷头6喷出的瓦斯浓度各不相同，更能真实模拟多源瓦斯的真实状态。
[0019]为优化布置，瓦斯储存器1、负压吸气泵3、瓦斯空气混合室5、动力电机7设置在变
截面矩形装置架10内的底部位置处，连接阀2安装在瓦斯储存器1上，进气阀4安装在负压吸气泵3上，控制面板8安装在变截面矩形装置架10的侧柱上，但不以此为限。
[0020]该系统安设于煤炭综掘工作面仿真实验巷道12的迎头位置11，用于综掘工作面的多源瓦斯仿真实验。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适应变综掘面的多瓦斯产生、喷射及闭合一体仿真系统，其特征在于：包括变截面矩形装置架(10)、多瓦斯喷头组、瓦斯储存器(1)、负压吸气泵(3)、瓦斯空气混合室(5)、动力电机(7)、控制面板(8)和移动柱(9)，所述变截面矩形装置架(10)由四个在矩形转角位置处设置的“L”形直角架(10a)和四根分别滑动连接相邻两个“L”形直角架(10a)的连接杆(10b)围成，所述移动柱(9)至少为两根，左右间隔设置在变截面矩形装置架(10)内，每根移动柱(9)能在变截面矩形装置架(10)内左右移动至任一位置并被锁紧固定，每根移动柱(9)上套装有至少两个瓦斯喷头(6)，瓦斯喷头(6)能在移动柱(9)上上下移动至任一位置并被锁紧固定，所有移动柱(9)上的瓦斯喷头(6)共同构成所述多瓦斯喷头组；所述瓦斯储存器(1)配备有连接阀(2)，负压吸气泵(3)配备有进气阀(4)，瓦斯储存器(1)、负压吸气泵(3)分别通过进气管路与瓦斯空气混合室(5)相连，从而使瓦斯和空气吸入瓦斯空气混合室(5)进行混合，每个瓦斯喷头(6)单独配备有喷头控制阀，并分别通过出气管路与瓦斯空气混合室(5)相连，所述动力电机(7)用于向瓦斯空气混合室(5)内提供正压力实现瓦斯喷射，所述控制面板(8)用于控制瓦斯和空气吸入的混合配比，瓦斯空气混合室(5)的正压力。2.根据权利要求1所述的适应变综掘面的多瓦斯产生、喷射及...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂文，刘强，华贇，程卫民，郭立典，彭慧天，薛倩倩，孙宁，蒋晨旺，程卫东，马鹤，刘华君，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：