一种煤层采空区瓦斯抽采自燃模拟实验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种煤层采空区瓦斯抽采自燃模拟实验装置，包括由两个侧壁通道和连接于两个侧壁通道之间的底部通道构成的U形通道，其中一个侧壁通道形成进风巷道，另外一个侧壁通道形成回风巷道，底部通道的内孔形成采空区，U形通道的顶部和底部通道壁上设置有用于放置煤块的存煤夹层，存煤夹层邻近U形通道内腔一侧的夹层壁上设置有透气孔，U形通道的侧部通道壁上设置有多层沿上下方向间隔布置的用于放置煤块的存煤板。本实用新型专利技术解决了现有技术中仅在采空区底部放置煤块，煤块数量与真实回采施工中数量差异较大而无法形成自燃的问题。

A Simulated Experimental Device for Gas Drainage and Spontaneous Combustion in Goaf of Coal Seam

The utility model relates to a simulation experimental device for spontaneous combustion of gas drainage in goaf of coal seam, which comprises a U-shaped channel composed of two side-wall channels and a bottom channel connected between two side-wall channels. One side-wall channel forms an intake tunnel, the other side-wall channel forms a return air tunnel, the inner hole of the bottom channel forms a goaf, and the top and bottom wall of the U-shaped channel forms a goaf. A coal storage intercalation for placing coal blocks is arranged on the upper part, a gas permeability hole is arranged on the wall of the intercalation adjacent to the inner cavity of the U-shaped channel, and a coal storage plate for placing coal blocks is arranged at intervals along the upper and lower directions on the wall of the side passage of the U-shaped channel. The utility model solves the problem that in the prior art, only coal blocks are placed at the bottom of the goaf, and the number of coal blocks differs greatly from that in the actual mining construction, so that the spontaneous combustion can not be formed.

【技术实现步骤摘要】
一种煤层采空区瓦斯抽采自燃模拟实验装置
本技术涉及一种煤层开采领域中的煤层采空区瓦斯抽采自燃模拟实验装置。
技术介绍
在煤层开采过程中，瓦斯会从煤、岩内涌出。近年来，随着采深的增加，高瓦斯矿井、煤与瓦斯突出矿井越来越多，瓦斯事故不断。目前，对瓦斯治理采取的主要措施就是瓦斯抽放，其中就包括采空区瓦斯抽放，但有些煤矿在进行采空区瓦斯抽放治理上隅角瓦斯超限问题的同时伴有煤炭自燃的危险，煤炭自燃是因为煤炭与空气接触后产生氧化，氧化释热量，当热量达到一定值时，煤炭就会自燃。如果瓦斯抽放负压过小，进入采空区的空气较少，煤炭自燃的危险也会减小，但采空区内涌出到尚隅角的瓦斯就会增多，造成瓦斯超限报警影响生产和煤矿安全。因此，找到合适的瓦斯抽放与煤炭自燃之间的关系对于控制上隅角瓦斯超限和煤炭自燃至关重要。中国专利CN103775122B公开了一种“易自燃高瓦斯煤层采空区瓦斯抽采与煤炭自燃模拟实验装置”，该模拟实验装置包括U形工作面采煤系统、通风系统、瓦斯系统、抽采系统和数据测试采集系统，U形工作面由进风巷道、回风巷道、工作面、采空区等组成，通风系统包括抽出式通风机、附属装置，瓦斯系统包括瓦斯瓶、阀门、压力表、管路，抽采系统包括瓦斯抽放泵、抽放管、阀门、流量计、负压表，数据测试采集系统包括风俗传感器、温度传感器、co传感器、连接线、数据采集模块、电源、工控机和数据处理软件等。进风巷道模拟真实回采施工中的进风巷道，回风巷道模拟真实回采施工中的回风巷道，采空区模拟真实工况中的采空区。该文件中记载，试验时，首先，将碎煤和大小不一的岩石散落到采空区，将数据测试采集系统、通风系统、瓦斯系统、抽放系统依次打开，试验开始，最后，当监测数据显示co已产生，温度已升高，可判断煤炭发生自燃时试验结束。现有的这种煤炭自燃模拟试验装置存在的问题在于：煤炭分布情况与真实的地下煤炭分布情况严重不符，煤炭分布过少，而导致煤炭基本不可能实现自燃，大量的煤炭与空气发生反应才有可能产生自燃现象，在真实的地下采煤环境中，采空区的底部、顶部和侧壁均由煤炭，另外进风巷道、回风巷道的顶部、底部和侧壁上也有煤炭，这样经进风巷道进入采空区的气流本身就已经具备较长温更高的温度，再加上采空区大量的煤炭，最终导致自燃现象，而在上述实验中仅是在采空区的底部散落一些碎煤，实际实验中，煤块很难产生自燃现象，数据上看就是co的浓度基本上不会增加；另外，现有技术中利用实体带模拟煤层，不仅会造成材料的浪费，也会导致其它设备无位置安放，而最终导致煤炭自燃模拟实验装置的整体占用较大空间。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种煤层采空区瓦斯抽采自燃模拟实验装置，以解决现有技术中仅在采空区底部放置煤块，煤块数量与真实回采施工中数量差异较大而无法形成自燃的问题。为解决上述技术问题，本技术的技术方案如下：一种煤层采空区瓦斯抽采自燃模拟实验装置，包括由两个侧壁通道和连接于两个侧壁通道之间的底部通道构成的U形通道，其中一个侧壁通道形成进风巷道，另外一个侧壁通道形成回风巷道，底部通道的内孔形成采空区，U形通道的顶部和底部通道壁上设置有用于放置煤块的存煤夹层，存煤夹层邻近U形通道内腔一侧的夹层壁上设置有透气孔，U形通道的侧部通道壁上设置有多层沿上下方向间隔布置的用于放置煤块的存煤板。U形通道的侧部通道壁包括侧壁外层板和位于侧壁外层板内侧的侧壁内层板，各存煤板均转动装配于对应的侧壁内层板上，侧壁外层板、侧壁内层板之间设置有驱动存煤板转动的存煤板驱动机构，存煤板在转动过程中具有处于水平位置以用于存煤的存煤位和内侧倾斜朝向以使煤块滑落的泄煤位。所述存煤板驱动机构包括沿竖向导向移动装配于侧壁内层板外侧的传动杆，传动杆上间隔布置有分别与各层存煤板相对应的存煤板钩杆，存煤板钩杆与传动杆垂直设置，存煤板驱动机构还包括设置于侧壁外层板、侧壁内层板之间的减速电机，减速电机的动力输出端设置有传动齿轮，传动杆的底部设置有与所述传动齿轮啮合传动的齿条。侧壁内层板上设置有与存煤板一一对应设置的沿水平方向延伸的条形安装槽，各存煤板的两端分别转动装配于对应条形安装槽的两侧壁上，存煤板上设置有用于与对应条形安装槽的上槽沿挡止配合以将存煤板挡止于存煤位并防止煤块进入侧壁外层板、侧壁内层板之间的限位挡板，限位挡板与存煤板垂直布置。两个侧壁通道之间形成空的安置区，所述安置区内设置有向所述采空区供应瓦斯的瓦斯罐，安置区内还放置有瓦斯抽放泵。U形通道的顶部的存煤夹层的上侧夹层壁为可翻转启开式夹层壁。U形通道的底部的存煤夹层的上侧夹层壁为可翻转启开式夹层壁。本技术的有益效果为：本技术中，整个U形通道的顶部和底部通道壁上均设置有用于放置煤块的存煤夹层，也就是说无论是进风巷道、回风巷道、采空区的顶部和底部均可以在存煤夹层中放置煤块，存煤夹层放煤，一方面可以保证放煤量，另外一方面也可以不影响U形通道底部的正常行走，方便实验人员在U形通道内走路，另外通过在进风巷道、回风巷道和采空区的侧壁上通过存煤板放置煤块，真正的实现了模拟地下回采过程中各煤块分布状态，有利于自燃的真正形成。附图说明图1是本技术的一个实施例的结构示意图；图2是图1中进风巷道的结构示意图；图3是图1中采空区的侧壁的结构示意图；图4是图2中侧壁内层板的结构示意图；图5是图2中存煤板的结构示意图；图6是图2中的A处放大图；图7是图6中存煤板处于卸煤位时的状态示意图；图8是图2中传动杆的结构示意图。具体实施方式一种煤层采空区瓦斯抽采自燃模拟试验装置的实施例如图1~8所示：包括由两个侧壁通道和连接于两个侧壁通道之间的底部通道构成的U形通道，其中一个侧壁通道的内孔形成进风巷道7，另外一个侧壁通道的内孔形成回风巷道6，底部通道的内孔形成采空区2，回风巷道的巷道口处设置有巷道口封板9，巷道口封板上设置有抽出式通风机8。两个侧壁通道之间形成空的安置区5，安置区内设置有向采空区供应瓦斯的瓦斯罐4，安置区内还放置有瓦斯抽放泵3，瓦斯抽放泵通过气管与采空区相连。U形通道的顶部和底部通道壁上设置有用于放置煤块的存煤夹层，也就是说进风巷道、回风巷道和采空区的顶部和底部均设置有存煤夹层，U形通道的顶部的存煤夹层的上侧夹层壁为可翻转启开式夹层壁，U形通道的底部的存煤夹层的上侧夹层壁为可翻转启开式夹层壁，可翻转启开式夹层壁包括由可翻转的盖板1构成，通过翻转盖板可以打开存煤夹层，然后向存煤夹层中放入煤块后，再盖上翻转盖板，存煤夹层邻近U形通道内腔一侧的夹层壁14上设置有透气孔13。U形通道的侧部通道壁包括侧壁外层板20和位于侧壁外层板内侧的侧壁内层板17，各存煤板16均转动装配于对应的侧壁内层板17上，侧壁外层板20、侧壁内层板17之间设置有驱动存煤板16转动的存煤板驱动机构，存煤板在转动过程中具有处于水平位置以用于存煤的存煤位和内侧倾斜朝向以使煤块滑落的泄煤位。存煤板驱动机构包括沿竖向导向移动装配于侧壁内层板外侧的传动杆18，侧壁内层板上设置有供传动杆沿上下方向导向装配的导向套19，传动杆为方杆结构，导向套19的内孔为与方杆适配的方孔，传动杆18上间隔布置有分别与各层存煤板相对应的存煤板钩杆28，存煤板钩杆28与传动杆18垂直设置，存煤板驱动机构还包括设置于侧壁外层板20、侧壁内层板本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种煤层采空区瓦斯抽采自燃模拟实验装置，包括由两个侧壁通道和连接于两个侧壁通道之间的底部通道构成的U形通道，其中一个侧壁通道形成进风巷道，另外一个侧壁通道形成回风巷道， 底部通道的内孔形成采空区，其特征在于： U形通道的顶部和底部通道壁上设置有用于放置煤块的存煤夹层，存煤夹层邻近U形通道内腔一侧的夹层壁上设置有透气孔，U形通道的侧部通道壁上设置有多层沿上下方向间隔布置的用于放置煤块的存煤板。

【技术特征摘要】
1.一种煤层采空区瓦斯抽采自燃模拟实验装置，包括由两个侧壁通道和连接于两个侧壁通道之间的底部通道构成的U形通道，其中一个侧壁通道形成进风巷道，另外一个侧壁通道形成回风巷道，底部通道的内孔形成采空区，其特征在于：U形通道的顶部和底部通道壁上设置有用于放置煤块的存煤夹层，存煤夹层邻近U形通道内腔一侧的夹层壁上设置有透气孔，U形通道的侧部通道壁上设置有多层沿上下方向间隔布置的用于放置煤块的存煤板。2.根据权利要求1所述的煤层采空区瓦斯抽采自燃模拟实验装置，其特征在于：U形通道的侧部通道壁包括侧壁外层板和位于侧壁外层板内侧的侧壁内层板，各存煤板均转动装配于对应的侧壁内层板上，侧壁外层板、侧壁内层板之间设置有驱动存煤板转动的存煤板驱动机构，存煤板在转动过程中具有处于水平位置以用于存煤的存煤位和内侧倾斜朝向以使煤块滑落的泄煤位。3.根据权利要求2所述的煤层采空区瓦斯抽采自燃模拟实验装置，其特征在于：所述存煤板驱动机构包括沿竖向导向移动装配于侧壁内层板外侧的传动杆，传动杆上间隔布置有分别与各层存煤板相对应的存煤板钩杆，存煤板钩杆与传动杆垂直设置，存煤...

【专利技术属性】
技术研发人员：王玉杰，左秋玲，李景山，余凡，
申请(专利权)人：河南工程学院，武汉理工大学，
类型：新型
国别省市：河南,41