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龙图腾网恭喜西安科技大学申请的专利一种大尺寸煤田火区燃烧演化实验装置及方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119959454B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-24发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202510431783.7，技术领域涉及：G01N31/12；该发明授权一种大尺寸煤田火区燃烧演化实验装置及方法是由王津睿;邓军;屈高阳;任帅京;杨成;肖旸;宋泽阳;李青蔚;王彩萍;邹坤霖;刘登祯;郭瑞琪;张乐向前;李鑫设计研发完成，并于2025-04-08向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种大尺寸煤田火区燃烧演化实验装置及方法在说明书摘要公布了：本发明及煤田火灾预防与控制领域，公开一种大尺寸煤田火区燃烧演化实验装置及方法。该装置针对复杂地层露头条件下的煤田火区，搭建三维物理相似模型，设置火源点燃装置、气体流量及压力控制单元，以及包含温度传感装置、湿度监测装置、压力传感器、气体采样口的多因素耦合监测模块。通过实时采集“火‑水‑土‑气”多维度时空分布数据，综合分析燃烧中心温度、燃烧蔓延速度、覆岩裂隙分布、水分变化及气体运移规律，进而构建多因素干扰下的煤田火区燃烧演化控制预测模型，实现对火区燃烧演化过程的智能预测。本发明能够准确模拟大尺度露头煤田火区真实燃烧环境，揭示典型煤田火区燃烧演化多因素干扰机制，为煤田火区防控提供科学依据与技术支撑。

本发明授权一种大尺寸煤田火区燃烧演化实验装置及方法在权利要求书中公布了：1.一种大尺寸煤田火区燃烧演化实验装置，其特征在于，包括： 主体支撑模块，包括实验箱体（1）、承载框架（2）、透明亚克力侧板（3）、填充保温材料（4）、可移动顶板活动平台（5）、液压升降装置（6）、底部隔热层（12）； 地质环境模拟模块，包括煤层区域（15）、上覆岩层区域（16）、底板区域（18）、支撑导板（19），用于根据实际煤田火区地质特征填充煤层和模拟围岩材料；选用倾斜或水平方式铺设煤层，并分层添加砂岩、泥岩，形成与真实地质环境相似的三维结构； 多模态信息检测模块，包括温度传感装置（10）、压力传感器（13）、湿度监测装置（8）和气体采样口（11），用于对实验过程中的温度场、压力场、湿度、裂隙发育、气体成分变化进行多点、多层、多时段的监测，并将监测数据实时传输到数据采集与分析系统； 数据采集与分析系统（14），用于实时记录多维时空分布数据，分别构建温度场演化方程、湿度场演化方程、裂隙形变方程、气体演化方程，并联立四个方程形成多因素干扰下的煤田火区燃烧演化控制预测模型；同时提出燃烧临界准则与可操作的调控策略； 环境控制模块，包括喷淋单元（7）、点燃装置（9）、气体流量及压力控制单元（20）、尾气处理装置（23）、排气孔（24），用于控制火区湿度、提供降温和灭火手段，模拟煤层火源，研究火区燃烧与蔓延机制，以及模拟裂隙形成后的漏风供氧环境，并可根据实验需求调节气流； 所述温度场演化方程表示为： ； 其中，T表示温度场，用于表示煤田火区在三维空间（x,y,z）及时间t上的温度分布；为自适应热扩散系数，依赖于岩层的应力张量σ与孔隙率；为拉普拉斯算子；为燃烧增益函数，至少依赖温度场T、湿度场W、应力张量σ、气体浓度G四种因素；为环境散热项，为温度场T的梯度向量； 所述湿度场演化方程表示为： ； 其中，W为湿度场，表征煤体及裂隙内部在三维空间（x,y,z）及时间t上的含水率或湿度分布；为水分扩散张量，由应力张量及损伤变量耦合；为湿度场的梯度向量；为蒸发损耗项；为渗流或外部水分补给项，依赖水相压力梯度及渗透系数C water ，表征外部喷淋、降雨或含水层注入水分进入火区的过程； 所述裂隙形变方程表示为： ； 其中，σ表示应力张量，描述某一点在各方向（x,y,z）上的应力状态；为应力散度，表示岩土体内局部平衡的应力分布；表示模型所模拟的介质密度，根据实验数据测定；g为重力加速度向量；D∈[0,1]为损伤变量，C为材料弹性刚度矩阵，表示综合应变，反映材料在外力或内力作用下的形变，反映高温或温度梯度带来的热膨胀或热收缩效应；表示热-塑性模型，通过大尺寸实验的应力-应变-温度曲线进行校正；表示耦合温度、含水率、气体压力的裂隙扩展速率； 所述气体演化方程表示为： ； 其中，为孔隙率，随损伤度和应力场变化；表示气体浓度；表示气体流速，由修正达西定律或Forchheimer项描述；、分别表示气体生成项、气体消耗项，由化学动力学或经验公式给出；表示漏风或气体逸散修正项。

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