[發明專利]自壓式快速啟動連續水噴霧防爆抑爆系統

有效

• 申請號: 201110320705.8
• 申請日: 2011-10-20
• 公開（公告）號: CN102410039A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發明（設計）人: 陸守香;王昌建;黎昌海;劉暄亞;盧平
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: E21F5/04
• 分類號: E21F5/04
• 代理公司: 合肥金安專利事務所 34114
• 代理人: 金惠貞

技術領域

本發明屬于可燃氣體爆炸預防與抑制技術領域，涉及一種自壓式快速啟動連續水噴霧防爆抑爆系統。

背景技術

目前的煤礦井下抑爆系統或裝置只有抑爆功能，沒有防止瓦斯爆炸功能。煤礦井下抑爆技術可分為被動式抑爆和主動式抑爆。被動式隔爆棚是最常見的被動式抑爆裝置，它利用爆炸動壓拋撒抑爆劑（巖粉或水），因此，被動式隔爆棚只適用于抑制爆炸動壓大于18kPa、火焰傳播速度大于100m/s的瓦斯煤塵爆炸，并且只能安裝在距爆炸中心60米以外的區域，保護范圍有限。并且，由于被動式隔爆裝置需要一定的爆炸動壓才能動作，而瓦斯爆炸壓力比煤塵爆炸壓力低一個數量級，所以，被動式隔爆裝置不能可靠地被瓦斯爆炸壓力啟動，達不到需要的隔爆效果。主動式抑爆技術利用機械觸發機構感知爆炸并利用儲能驅動機構拋撒抑爆劑。由于機械觸發機構總有一定的延遲時間，所以，由機械觸發到抑爆劑布滿整個巷道斷面需要一定時間，這時，爆炸火焰已部分或者全部傳過這一斷面，抑爆效果不是十分理想。因此迫切需要一種能快速有效預防并遏制瓦斯爆炸的防爆抑爆系統。

發明內容

針對現有抑爆系統和抑爆裝置存在的問題，為克服現有技術不具備預防瓦斯爆炸、抑爆劑釋放時間與爆炸火焰到達時間難以同步甚至滯后、抑爆劑不能連續釋放、難以抑制后續爆炸火焰的缺點，本發明以廉價的水作為抑爆劑，利用地面與井下高度差產生的水壓差，基于高壓霧化原理將水霧化為細水霧，并結合快速啟動技術，提供一種自壓式快速啟動連續水噴霧防爆抑爆系統。

具體的技術方案如下：

自壓式快速啟動連續水噴霧防爆抑爆系統包括地面供水機構4、主供水管路6和一條以上的支供水管路10；

所述地面供水機構4包括水箱，所述水箱的上部連通著進水管路1，進水管路1上串聯著進水控制閥2和過濾器A3；

所述主供水管路6的一端連通著水箱的一側下部，另一端連通著一條以上的支供水管路10；主供水管路上串聯著電動閥A7、過濾器B8和水壓控制器A9；

所述每條支供水管路10上串聯著電動閥B13、水壓控制器B14、過濾器C15、細過濾器19、閘閥D20和防爆快速啟動機構21，支供水管路10的另一端并聯著兩個以上的細水霧噴頭27；所述電動閥B13的進口并聯著閘閥A11的進口，閘閥A11的出口為排污口12；所述過濾器C15的進口連通著三通管的第一口，過濾器C15的出口連通著三通管的第二口，三通管的第二口上串聯著閘閥C18，三通管的第三口上串聯著閘閥B16，閘閥B16的出口為清潔口17；所述防爆快速啟動機構21由并聯的惰化啟動閥22、抑爆啟動閥23和閘閥E24組成，所述惰化啟動閥22與瓦斯濃度傳感器25相連，所述抑爆啟動閥23與瓦斯爆炸傳感器26相連。?

所述進水控制閥2、惰化啟動閥22和抑爆啟動閥23均為電磁閥。

所述過濾器A3、過濾器B8和過濾器C15均為網狀雜質過濾器。

所述水壓控制器A9和水壓控制器B14均為可聯動式水壓控制器。

所述電動閥A7、電動閥B13均為聯動式自動調節閥。

閘閥A11、閘閥B16、閘閥C18、閘閥D20和閘閥E24均為手動閘閥。

所述地面供水機構4的水箱內設有水位傳感器5。

本發明的有益技術效果體現在以下方面：

1、本發明既可以實現對已達到爆炸極限但尚未引燃的瓦斯實施惰化而防止發生爆炸的目的，也可以對已發生的瓦斯爆炸實施火焰抑制而阻隔爆炸火焰傳播的目的。克服現有技術不具備防止瓦斯爆炸、抑爆劑釋放時間與爆炸火焰到達時間難以同步甚至滯后、抑爆劑不能連續釋放、難以抑制后續爆炸火焰的缺點；

2、本發明采用水作為惰化、抑爆劑，價格低廉、不失效；利用水壓差自動噴水（自壓式噴水），不需高壓泵加壓也可常年保持高壓細水霧噴霧的工作壓力條件，所以，本發明既可靠又不消耗能源；同時，高壓細水霧用水量比水幕少得多，連續噴霧也不會產生水害。所以，這是一種可靠、環保、節能的安全預防技術；

3、本發明采用瓦斯濃度傳感器跟蹤檢測巷道保護區內瓦斯濃度變化規律，在預測該區瓦斯濃度將達到爆炸極限范圍時，立即啟動快速啟動閥連續釋放細水霧，利用細水霧具有的良好跟隨特性，細水霧滴群跟隨氣流運動不斷在含瓦斯空氣中擴散、混合，從而惰化瓦斯混合氣使之失去爆炸能力；