[發明專利]煤礦采掘工作面氣體反沖式快速阻爆裝置

有效

• 申請號: 201010553165.3
• 申請日: 2010-11-22
• 公開（公告）號: CN102061929A
• 公開（公告）日: 2011-05-18
• 發明（設計）人: 魏春榮;舒彥民;趙建華;孫建華;姜天文;張錦鵬;邢書仁;李萬武;趙益;李艷霞
• 申請（專利權）人: 黑龍江科技學院
• 主分類號: E21F5/00
• 分類號: E21F5/00;E21F17/12;E21F17/18
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 張宏威

技術領域

本發明涉及一種氣體反沖式快速阻爆裝置。

背景技術

瓦斯煤塵爆炸是煤炭生產行業亟待解決的重大安全問題，開展對其預防和控制的研究工作十分必要。“六五”以來，我國研制成功并在煤礦企業中應用的系列隔爆、抑爆裝置，根據抑爆方式的不同，可分為被動式抑爆和自動式抑爆兩大類。

煤礦企業采用的被動式阻隔爆技術主要有隔爆水槽、水袋和巖粉棚等。其原理是利用爆炸沖激波自身的能量作用于預先設置在爆炸傳播通道中的抑爆劑，形成一定區段的抑爆帶，撲滅隨后到達的傳播火焰，同時耗散沖激波能量，防止形成過高壓力，達到抑爆的目的。大量事故分析表明這些措施在事故發生時不能有效的發揮作用。例如：水槽的水分容易蒸發、缺失，需要經常沖水、換水，增加了工人的工作量。尤其是在風量大、氣溫高的采區，水中易混入礦塵，造成滅火水霧因水量不足而不能有效隔斷爆炸火焰的傳播。回采巷道水袋棚，按設計規定應該采用脫鉤吊掛的方式，但實際應用中的水袋棚卻多用鐵絲拴在梁上，使得這一被動形式的隔爆設施在動作時霧化不充分，大大降低了隔爆效果。此外，如果阻隔爆裝置的動作壓力過低，即靈敏度過高，則爆炸火焰到達，距離阻隔爆裝置較遠處，前驅壓力波的較低沖擊壓力會使阻隔爆裝置開始動作，在火焰到達前就釋放出了抑制劑，這樣在火焰到達阻隔爆裝置位置時，由于抑制劑已被提前釋放，且因重力作用大部分已沉落在巷道的底板上，只剩下懸浮在空間中濃度較低的抑制劑。雖然含有抑制劑的瓦斯氣體可能超出了爆炸極限，但由于爆炸火焰具有較高的內聚力和較好的整體性，火焰仍可能在巨大的爆炸產物壓力的推動下，穿過該區域并引爆前面的瓦斯混合氣體而繼續向前傳播，阻隔爆裝置起不到相應的作用。如果阻隔爆裝置的動作壓力高于前驅壓力波的壓力，或阻隔爆裝置的動作延遲時間超過了火焰到達裝置所需的時間。其釋放的抑制劑就會降落在火焰區后部，甚至落在火焰區之后，則未受到抑制劑影響的火焰前部就會繼續向前傳播，阻隔爆裝置失去阻隔爆作用。

自動式抑爆技術原理是通過傳感器等敏感原件及時探測爆炸信號，并通過控制單元快速觸發抑爆劑噴灑裝置動作，以高壓引射或爆炸噴灑等方式噴灑抑爆劑，撲滅火焰或衰減爆炸沖激波，完成抑爆。然而對于爆轟式的高速傳播過程，若依然采用上述自動式抑爆技術，則要求有靈敏度更高的閥門和更有效的抑爆劑，在易發生瓦斯爆炸的巷道沿線建立一系列的抑爆劑噴射裝置，通過電子控制的高靈敏度閥門與巷道相通。一旦在某處出現爆炸，其上游和下游的閥門隨即自動開啟，抑爆劑噴入巷道，抑制爆炸的蔓延。在現階段，即使技術上能滿足要求，其昂貴的成本也會使絕大多數使用單位望而卻步，在煤礦企業現有條件下更是不可能實現。自動式抑爆技術同樣存在難精確的控制火焰波和沖擊波到達時間問題，阻隔爆裝置起到阻隔爆作用條件有限。

由此可見，現有被動式抑爆設施和自動式抑爆設施由于受到井下環境的限制，出現了各種未預期的問題，尤其對弱爆炸(壓力低)和較強的爆炸(壓力高)抑爆效果極不理想，影響了瓦斯爆炸控制技術的可靠性。另外，現有的被動式抑爆設施和自動式抑爆均為一次性抑爆裝置，不具備重復作用性，對井下爆炸后的二次爆炸或多次爆炸事故失去抑爆作用。

發明內容

本發明是為了解決現有的煤礦采掘工作面內無法有效的阻止爆炸產生的沖擊波及火焰的問題，從而提供一種煤礦采掘工作面氣體反沖式快速阻爆裝置。

煤礦采掘工作面氣體反沖式快速阻爆裝置，它包括支撐框架、阻爆門、阻爆板、兩扇阻爆窗、橫梁、豎懸梁、電磁銜鐵、彈簧和控制系統，支撐框架通過橫梁分為上、下兩個部分，阻爆板的左側邊固定在支撐框架下部分的左側邊上，所述阻爆板的右側邊、橫梁和支撐框架的右側邊形成門框，阻爆門與所述門框鉸接；豎懸梁的頂端與支撐框架頂端下沿的中部活動連接，豎懸梁的另一端與橫梁的上表面接觸；支撐框架的上部分通過豎懸梁分為左、右兩個部分，所述兩扇阻爆窗分別鉸接在豎懸梁的左、右兩側；且其鉸接件上設置有電磁銜鐵和彈簧；控制系統包括控制模塊、紫外線感應器和氣體產生裝置，紫外線感應器的感應信號輸出端與控制模塊的感應信號輸入端連接，控制模塊的控制信號輸出端與氣體產生裝置的控制信號輸入端連接；所述氣體產生裝置設置在阻爆門開啟面處。

有益效果：本發明在爆炸發生時，阻爆門和阻爆窗同時關閉，能夠有效地阻止爆炸產生的爆炸波及火焰。并且可以將多個阻爆裝置分別設置在煤礦井下巷道的不同部位從而實現聯合阻爆，阻隔爆效果更好。本發明具有阻爆門和阻爆窗的閉合動作快速，阻隔爆性能強的優點。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖；圖2是本發明的控制部分的原理示意圖。

具體實施方式