(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211381860.5 (22)申请日 2022.11.07 (71)申请人 中煤科工集团沈阳研究院有限公司 地址 113122 辽宁省沈阳市沈抚示范区滨 河路11号 (72)发明人 崔鑫峰　孙勇　梁运涛　孟祥宁　 张德鹏　王睿德　 (74)专利代理 机构 沈阳易通专利事务所 21 116 专利代理师 于丽丽 (51)Int.Cl. G09B 25/00(2006.01) G01D 21/02(2006.01) (54)发明名称 一种用于矿用皮带火灾起火全过程的模拟 装置及方法 (57)摘要 本发明属于带式输送机 火灾研究技术领域， 特别提供了一种用于矿用皮带火灾起火全过程 的模拟装置及方法。 一种用于矿用皮带火灾起火 全过程的模拟装置， 包括工作台、 固定皮带夹、 滑 动皮带夹、 热源组件、 牵引线、 高速摄像机、 鹅颈 管和多参数传感器。 一种用于矿用皮带火灾起火 全过程的模拟方法， 包括装夹皮带样本； 在皮带 表面选取五个监测点， 并将五个鹅颈管的延伸至 对应的监测点处； 推算皮带升温自燃过程所需的 热量， 并根据所需热量反推使用热源组件模拟皮 带发热过程所需的供电参数； 在皮带的表面撒上 煤样， 接通热源组件电源对皮带加热， 同时采集 温度、 烟气成分和图像数据； 对数据进行分析， 总 结皮带温度的分布规 律和气体的生成规 律。 权利要求书2页 说明书5页 附图2页 CN 115472076 A 2022.12.13 CN 115472076 A 1.一种用于矿用皮带火灾起火全过程的模拟装置， 其特征在于： 包括工作台、 固定皮带 夹、 滑动皮带夹、 热源组件、 牵引线、 高速摄像机、 鹅颈管和多参数传感器， 固定皮带夹和滑 动皮带夹分别装配于工作台上表面的两端， 用于夹持皮带样本， 多个热源组件均匀嵌入于 工作台的表面， 牵引线的一端与滑动皮带夹连接， 牵引线的另一端与牵引组件连接， 工作台 的侧壁处装配有多参数传感器， 多个鹅颈管装配于多参数传感器上， 工作台的外侧架设有 高速摄像机； 所述鹅颈管的内部同轴设置有集气管， 集气管的管径小于鹅颈管， 且集气管与鹅颈管 的间隙内均匀设置有 多个红外热成像仪 。 2.根据权利要求1中所述的一种用于矿用皮带火灾起火全过程的模拟装置， 其特征在 于： 所述热源组件为能够将电能转 化为热能的电器元件。 3.根据权利要求1中所述的一种用于矿用皮带火灾起火全过程的模拟装置， 其特征在 于： 所述牵引组件为重锤或电控牵引机， 通过牵引线能够实现牵拉滑动皮带夹对皮带施加 张力的目的即可。 4.一种用于矿用皮带火灾起火全过程的模拟方法， 应用了权利要求1中所述的一种用 于矿用皮带火灾 起火全过程的模拟装置， 其特 征在于： 其 步骤包括： 步骤一、 将皮带样本装夹 到工作台上； 步骤二、 在皮带上选取五个监测点， 并将五个鹅颈管的数据采集端依次延伸至各个监 测点处； 步骤三、 根据皮带及托辊的材料， 推算皮带升温 自燃过程所需的热量， 并根据所需热量 反推使用热源组件 模拟皮带发热 过程所需的供电参数； 步骤四、 在皮带的表面撒上煤样， 根据步骤三中得出的供电参数对电源进行设置后接 通电源， 热源组件 对皮带加热， 同时采集温度、 烟气成分和图像数据； 步骤五、 对数据进行分析， 总结皮带温度的分布规 律和气体的生成规 律。 5.根据权利要求4中所述的一种用于矿用皮带火灾起火全过程的模拟方法， 其特征在 于： 步骤六、 根据步骤五中总结的规律以及得出该规律所需的皮带材质、 供电参数做重复试 验， 分别调整各监测点的位置或调整鹅颈管 数据采集端与皮带间的距离 。 6.根据权利要求4中所述的一种用于矿用皮带火灾起火全过程的模拟方法， 其特征在 于： 步骤二中， 选取五个监测点的方案具体为： 五个监测点均位于皮带的径向中线上， 且五点间距相等。 7.根据权利要求4中所述的一种用于矿用皮带火灾起火全过程的模拟方法， 其特征在 于： 步骤三中， 参数的推算过程具体为： 皮带及托辊的材料及尺寸确定， 即摩擦阻力系数、 托辊长度及皮带与托辊间的正压力 均为已知量， 根据摩擦热的计算方法和导热基本定律能够计算出该皮带样本因摩擦所产生 的热量值Q热， 该热量值同时也是模拟皮带摩擦升温过程中皮带 下表面的能量E0， 即E0=Q热； 根据辐射传热运算公式可以反推出要传递给皮带下表面的能量为E0时， 热源组件需要 产生的热量 值为E1； 热源组件通过将电能转化成热能的方式对皮带底侧进行加热， 根据电热公式计算出使 用热源组件产生E1热量所需的供电参数。 8.根据权利要求4中所述的一种用于矿用皮带火灾起火全过程的模拟方法， 其特征在权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115472076 A 2于： 步骤四中， 在皮带的表面 撒煤样的方式具体为： 将混合均匀不同粒度的煤样平铺 在矿用皮带 上表面， 其厚度不大于 5cm。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115472076 A 3