煤礦井下主動抑爆隔爆系統(tǒng)技術(shù)研究.pdf

1、隨著采掘規(guī)模的擴大和挖掘深度的增加，瓦斯安全事故的發(fā)生幾率也在增大。傳統(tǒng)的隔爆抑爆措施已逐漸無法適應實際生產(chǎn)的需要，現(xiàn)有技術(shù)還存在很多缺陷，不同防治設(shè)備之間缺乏有效的關(guān)聯(lián)和合作，且各有不同的局限性。開發(fā)一種全方位覆蓋，更科學、有效的從多個角度抑制、隔離爆炸的系統(tǒng)迫在眉睫。
　　本文分析了瓦斯爆炸的相關(guān)知識，對爆炸的起因、變化和沖擊波的傳播進行了簡單介紹，進行了簡要的針對瓦斯爆炸事故樹的分析，用做主動預警系統(tǒng)的依據(jù)，之后介紹了各種抑

2、爆技術(shù)和抑爆介質(zhì)的作用原理及其效果。為后文設(shè)計自動抑爆裝置奠定了理論基礎(chǔ)。
　　利用數(shù)值仿真軟件Autoreagas，研究了瓦斯爆炸沖擊波在不同類型的小尺寸巷道內(nèi)傳播的現(xiàn)象，重點對5m、10m級的直巷道、雙分叉巷道和十字交叉巷道內(nèi)的瓦斯氣體的爆炸過程進行了仿真模擬，統(tǒng)計了典型觀測點的超壓數(shù)據(jù)并分析其變化規(guī)律，結(jié)果表明較長的巷道能延緩超壓達到峰值的速度，但最終峰值要大于短小巷道；雙分叉、十字巷道在分叉點處發(fā)生了復雜的流體變化，使得支

3、巷道內(nèi)的超壓大于主巷道；十字巷道內(nèi)與主巷道垂直的支巷道的超壓峰值與衰減速度均大于主線相對的支巷道。
　　結(jié)合KJ90型煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)，對瓦斯?jié)舛扔砍隽?、濃度變化率、風速等的簡單預警模型進行了研究，分析了各項預警指標和臨界值的選取，對應設(shè)置了正常、提醒、警告和危險四個狀態(tài)，用于為建設(shè)井下瓦斯安全主動預警系統(tǒng)提供借鑒。
　　結(jié)合瓦斯爆炸感應期的分析，參考已有的ZYB系列自動抑爆裝置的思路，設(shè)計了以紫外紅外傳感器和壓力傳感器為核

4、心的探測器，并為該多傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計了邏輯判斷回路，之后以可編程邏輯控制器PLC為核心，簡述了控制器的構(gòu)成和作用途徑，然后從噴嘴口徑，噴灑半徑和容器體積等方面優(yōu)化了傳統(tǒng)的抑爆介質(zhì)噴灑裝置，以求縮小體積，同時提升噴灑率和縮短成霧時間。最后簡單計算了該系統(tǒng)的成霧時間。
　　設(shè)計了一種隔爆防爆門，從響應時間上來講，防爆門屬于被動隔爆系統(tǒng)。防爆門由金屬絲網(wǎng)阻火層和多孔陶瓷減壓層復合而成，防爆門表面設(shè)置水霧噴嘴，防爆門的限位系統(tǒng)為電控的機械系