專利名稱：一種井巷噴注隔熱材料降溫效果模擬的實(shí)驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種井巷噴注隔熱材料降溫效果模擬的實(shí)驗(yàn)裝置，尤其適用于礦井熱害的防治實(shí)驗(yàn)研究。
背景技術(shù)：
隨著我國煤礦開采年限的増加，淺部資源逐步減少和枯竭，我國煤礦開采平均以 8 12 m/a的速度向深部延伸，出現(xiàn)了ー批千米深井，同時(shí)伴隨著的熱害問題已經(jīng)嚴(yán)重影響了礦井工人的健康、礦井的生產(chǎn)效率和安全生產(chǎn)。深部高溫礦井的安全高效開采，可以解決東部沿海省份煤炭資源的缺ロ，在一定程度上決定著我國的經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展和國家安全戰(zhàn)略的實(shí)施。但是深度高溫礦井內(nèi)的溫度較高，達(dá)35°C以上，造成工作環(huán)境惡劣，因此對井巷降溫已成為一急等解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明的目的是克服已有技術(shù)中的不足之處，提供ー種結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、成本低的井巷噴注隔熱材料降溫效果模擬的實(shí)驗(yàn)裝置。技術(shù)方案本發(fā)明的井巷噴注隔熱材料降溫效果模擬的實(shí)驗(yàn)裝置，由溫控箱、加熱水箱、測試箱、對照箱組成；所述的測試箱由5塊隔熱板及一塊模擬巷道圍巖測試板構(gòu)成； 所述的對照箱由5塊隔熱板及一塊模擬巷道圍巖對照板構(gòu)成；所述的模擬巷道圍巖測試板與模擬巷道圍巖對照板分別緊貼于熱水箱的兩側(cè)，加熱水箱、測試箱和對照箱內(nèi)分別設(shè)有熱電偶，熱電偶經(jīng)導(dǎo)線與溫控箱相連，加熱水箱內(nèi)設(shè)有加熱器和攪拌器。所述的模擬巷道圍巖測試板為噴漿板或注漿板；所述的模擬巷道圍巖對照板為圍巖板或裂隙板。a、首先預(yù)制噴漿板或注漿板的模擬巷道圍巖測試板，所述噴漿板的預(yù)制為在圍巖板表面噴隔熱層；所述注漿板的預(yù)制為先在圍巖板表面開槽預(yù)制裂隙板，然后在預(yù)制裂隙板中注入隔熱材料；
b、制作測試箱和對照箱，將測試箱和對照箱對稱設(shè)在加熱水箱的兩側(cè)，使模擬巷道圍巖測試板與模擬巷道圍巖對照板分別緊貼于熱水箱的兩側(cè)；
c、通過溫控箱控制加熱器將加熱水箱中的水加熱，并通過攪拌器攪動(dòng)使水溫均勻，利用加熱水箱模擬巷道圍巖的熱源，并通過熱電偶測量、控制加熱水箱中水的溫度，同時(shí)通過熱電偶測量測試箱與對照箱中空氣的溫度的差別，以此判定模擬巷道圍巖測試板的隔熱效果。有益效果本發(fā)明采用水箱加熱，加熱水箱的溫度由與溫控箱相連的熱電偶測量并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)水溫穩(wěn)定的目標(biāo)，使測試箱和對照箱有相同的傳熱邊界條件。可用于井巷隔熱降溫機(jī)理研究和確定現(xiàn)場噴注エ藝參數(shù)，為大規(guī)模井巷噴注隔熱材料降溫技術(shù)的實(shí)施提供理論研究和確定技術(shù)方案的依據(jù)。其測試精度高、操作簡便、實(shí)驗(yàn)成本低。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是圖1中A—A處剖面圖3是本發(fā)明的模擬巷道圍巖測試板； 圖4是圖3中B—B處剖面圖。圖中，1-溫控箱；2-加熱水箱；3-測試箱；4-對照箱；5-隔熱板；6_熱電偶；7_溫控表；8-指示燈；9-模擬巷道圍巖對照板；10-模擬巷道圍巖測試板；11-開關(guān)；12-電加熱器；13-隔熱層；14-圍巖板；15-預(yù)制裂隙板；16-攪拌器。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例作進(jìn)ー步的說明
本發(fā)明的井巷噴注隔熱材料降溫效果模擬的實(shí)驗(yàn)裝置，主要由溫控箱1、加熱水箱2、 測試箱3、對照箱4組成；測試箱3由5塊隔熱板5及一塊模擬巷道圍巖測試板10構(gòu)成；模擬巷道圍巖測試板10為噴漿板或注漿板。對照箱4由5塊隔熱板5及一塊模擬巷道圍巖對照板9構(gòu)成，模擬巷道圍巖對照板9為圍巖板14或裂隙板15。圍巖板14 ー側(cè)表面噴有隔熱層13，模擬巷道圍巖測試板10與模擬巷道圍巖對照板9分別緊貼于熱水箱2的兩側(cè)， 加熱水箱2、測試箱3和對照箱4內(nèi)分別設(shè)有熱電偶6，熱電偶6經(jīng)導(dǎo)線與溫控箱1相連，加熱水箱2內(nèi)設(shè)有加熱器12和攪拌器16，溫控箱1上設(shè)有溫控表7、指示燈8和開關(guān)11。本發(fā)明的井巷噴注隔熱材料降溫效果模擬方法首先預(yù)制噴漿板或注漿板的模擬巷道圍巖測試板10，噴漿板的預(yù)制為在圍巖板14表面噴隔熱層13 ；注漿板的預(yù)制為先在圍巖板14表面開槽預(yù)制裂隙板15，然后在預(yù)制裂隙板15中注入隔熱材料；然后制作測試箱3 和對照箱4，將測試箱3和對照箱4對稱設(shè)在加熱水箱2的兩側(cè)，測試箱3與對照箱4中的模擬巷道圍巖測試板10、模擬巷道圍巖對照板9緊貼于加熱水箱2兩外側(cè)，加熱水箱2內(nèi)有電加熱器12，通過導(dǎo)線與溫控箱2相接。通過溫控箱1控制加熱器12將加熱水箱2中的水加熱，并通過攪拌器16攪動(dòng)使水溫均勻，將熱電偶6分別插入三個(gè)箱體中，接線端接入溫控箱1中的溫控表7上。打開開關(guān)11后，溫控表7讀取加熱水箱2中的溫度，當(dāng)溫度小于設(shè)定值吋，電加熱器12自動(dòng)通電加熱，指示燈8亮；當(dāng)溫度大于設(shè)定值吋，電加熱器12自動(dòng)斷電停止加熱，指示燈8熄滅。這樣，加熱水箱中的溫度可穩(wěn)定在設(shè)定值。利用加熱水箱2 模擬巷道圍巖的熱源，并通過熱電偶6測量、控制加熱水箱2中水的溫度，同時(shí)通過熱電偶 6測量測試箱3與對照箱4中空氣的溫度的差別，以此判定模擬巷道圍巖測試板10的隔熱效果。當(dāng)測試噴漿條件下的實(shí)驗(yàn)吋，圍巖板14 ー側(cè)表面噴有隔熱層13作為噴漿板，可通過改變隔熱層13厚度、熱導(dǎo)系數(shù)等參數(shù)作為不同的實(shí)驗(yàn)條件。當(dāng)測試注漿條件下的實(shí)驗(yàn)時(shí)，圍巖板14表面可開槽預(yù)制裂隙，其中注入隔熱材料。模擬巷道圍巖測試板10為噴漿板吋，采用圍巖板14作為模擬巷道圍巖對照板9。模擬巷道圍巖測試板10為注漿板吋，采用預(yù)制裂隙板15作為模擬巷道圍巖對照板9。
權(quán)利要求
1.ー種井巷噴注隔熱材料降溫效果模擬的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于它由溫控箱(1)、加熱水箱(2)、測試箱(3)、對照箱(4)組成；所述的測試箱(3)由5塊隔熱板(5)及一塊模擬巷道圍巖測試板(10)構(gòu)成；所述的對照箱(4)由5塊隔熱板(5)及一塊模擬巷道圍巖對照板(9)構(gòu)成；所述的模擬巷道圍巖測試板(10)與模擬巷道圍巖對照板(9)分別緊貼于熱水箱(2)的兩側(cè)，加熱水箱(2)、測試箱(3)和對照箱(4)內(nèi)分別設(shè)有熱電偶(6)，熱電偶(6)經(jīng)導(dǎo)線與溫控箱(1)相連，加熱水箱(2)內(nèi)設(shè)有加熱器(12)和攪拌器(16)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井巷噴注隔熱材料降溫效果模擬的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于 所述的模擬巷道圍巖測試板(10)為噴漿板或注漿板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井巷噴注隔熱材料降溫效果模擬的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于 所述的模擬巷道圍巖對照板(9)為圍巖板(14)或裂隙板(15)。
4.ー種如上述權(quán)利要求所述裝置的井巷噴注隔熱材料降溫效果模擬方法，其特征在干a、首先預(yù)制噴漿板或注漿板的模擬巷道圍巖測試板(10)，所述噴漿板的預(yù)制為在圍巖板(14)表面噴隔熱層(13)；所述注漿板的預(yù)制為先在圍巖板(14)表面開槽預(yù)制裂隙板 (15)，然后在預(yù)制裂隙板(15)中注入隔熱材料；b、制作測試箱(3)和對照箱(4 )，將測試箱(3 )和對照箱(4 )對稱設(shè)在加熱水箱(2 )的兩側(cè)，使模擬巷道圍巖測試板(10)與模擬巷道圍巖對照板(9)分別緊貼于熱水箱(2)的兩側(cè)；c、通過溫控箱(1)控制加熱器(12)將加熱水箱(2)中的水加熱，并通過攪拌器(16 )攪動(dòng)使水溫均勻，利用加熱水箱(2)模擬巷道圍巖的熱源，并通過熱電偶(6)測量、控制加熱水箱(2)中水的溫度，同時(shí)通過熱電偶(6)測量測試箱(3)與對照箱(4)中空氣的溫度的差別，以此判定模擬巷道圍巖測試板(10)的隔熱效果。
全文摘要
一種井巷噴注隔熱材料降溫效果模擬實(shí)驗(yàn)裝置，主要由溫控箱、加熱水箱、測試箱、對照箱組成；測試箱由5塊隔熱板及一塊模擬巷道圍巖測試板構(gòu)成；對照箱由5塊隔熱板及一塊模擬巷道圍巖對照板構(gòu)成；巷道圍巖板側(cè)分別緊貼于加熱水箱兩外側(cè)，溫控箱控制加熱水箱中水的溫度，通過熱電偶測量測試箱及對照箱中的空氣溫度。更換不同的巷道圍巖板或更改噴注隔熱材料的參數(shù)，可以模擬井巷噴注隔熱材料的隔熱降溫效果。此實(shí)驗(yàn)裝置測試精度高、操作方便、實(shí)驗(yàn)成本低，可用于井巷隔熱降溫機(jī)理研究和確定噴注工藝參數(shù)。
文檔編號(hào)G01N25/20GK102565126SQ20121001127
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月16日
發(fā)明者萬志軍, 劉渝, 周長冰, 張?jiān)? 朱成坦, 王沖, 裴松 申請人:中國礦業(yè)大學(xué)