[發明專利]一種組合硐室結構抑制煤礦井下瓦斯爆炸試驗方法

在審

• 申請號: 201710986839.0
• 申請日: 2017-10-20
• 公開（公告）號: CN107796852A
• 公開（公告）日: 2018-03-13
• 發明（設計）人: 穆朝民;李重情;宮能平;石必明;齊娟
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: G01N25/54
• 分類號: G01N25/54
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及瓦斯災害事故治理領域，尤其是涉及一種組合硐室結構抑制煤礦井下瓦斯爆 炸試驗方法。

背景技術

我國是以煤炭為主要能源的煤炭資源大國，如何加強瓦斯災害事故治理，降低瓦斯災害 事故的人員和財產損失，是當今煤炭工業發展迫切需要解決的問題。所以，開展瓦斯爆炸抑 制研究具有重要意義。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種組合硐室結構抑制煤礦井下瓦斯爆炸試驗方法，可 用于研究組合硐室結構對煤礦瓦斯爆炸抑制作用，為煤礦瓦斯災害事故治理提供理論和技術 支持。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：

一種組合硐室結構抑制煤礦井下瓦斯爆炸試驗方法，其包括：

(1)將管道、法蘭盤、螺栓螺母、硐室、水槽、排氣口、電極、交流電源、真空泵、數 字真空表、高純甲烷氣瓶、空壓機、循環泵、壓氣閥、吸氣閥、進氣閥、第一循環閥、第二 循環閥、壓力傳感器、火焰傳感器、動態數據采集器、上位機、鋼片連接成試驗系統，加入 膜片將試驗系統分成預混加速段和沖擊傳播段兩部分；

其中，所述硐室的長度為管道直徑的1.5～5倍，且至少組合2個硐室；所述水槽位于硐 室內，水槽高度為硐室高度的1/3～3/4，通過水槽中的水對沖擊波的消波吸能作用，可在硐室 消波基礎上進一步抑制瓦斯爆炸沖擊作用；所述壓力傳感器和火焰傳感器在組合硐室的前、 后各設置兩個，且此兩個壓力傳感器之間距離為3～10cm、此兩個火焰傳感器之間距離為 3～10cm，用以計算硐室前、后的沖擊波傳播速度和火焰傳播速度；

(2)按順序先后開啟壓氣閥和空壓機，保持吸氣閥、進氣閥、第一循環閥和第二循環閥 的關閉狀態，檢查預混加速段的氣密性，在確定預混加速段不漏氣后，按順序先后關閉空壓 機和壓氣閥；

(3)開啟數字真空表和吸氣閥，保持壓氣閥、進氣閥、第一循環閥和第二循環閥的關閉 狀態，開啟真空泵進行抽真空；在達到試驗需要真空度后關閉真空泵，開啟進氣閥和高純甲 烷氣瓶進行甲烷氣體配送，待充入試驗所需體積分數甲烷氣體后，按順序先后關閉高純甲烷 氣瓶和進氣閥；

(4)在開啟第一循環閥和第二循環閥后，開啟循環泵對預混加速段內甲烷和空氣進行預 混攪拌，在循環泵工作10～20min后關閉循環泵，后再關閉第一循環閥和第二循環閥；在檢查 預混加速段內混合氣體處于大氣壓后，關閉吸氣閥和數字真空表；

(5)開啟動態數據采集器，在上位機中打開數據采集軟件，設置壓力傳感器和火焰傳感 器觸發參數，并使動態數據采集器處于采集待觸發狀態；

(6)保持壓氣閥、吸氣閥、進氣閥、第一循環閥、第二循環閥和排氣口的關閉狀態，開 啟交流電源對電極進行點火，爆炸沖擊波沖破膜片后沿沖擊傳播段傳播，并觸發動態數據采 集器進行壓力數據和火焰數據采集；上位機保存壓力傳感器和火焰傳感器采集的壓力數據信 息和火焰數據信息；

(7)開啟排氣口，保持吸氣閥、進氣閥、第一循環閥和第二循環閥的關閉狀態，按順序 先后開啟壓氣閥和空壓機，對成預混加速段和沖擊傳播段進行正壓吹掃，去除內部廢氣， 20～30min后按順序先后關閉空壓機、壓氣閥和排氣口；

(8)切斷所有電源，或更換膜片和電極之間的熔絲后按(2)～(7)進行下一次試驗；

(9)通過對上位機內保存的壓力數據信息和火焰數據信息進行分析和處理，找到爆炸沖 擊波在經過組合硐室后的演化規律。

進一步，所述電極為兩根金屬棒，一端連接交流電源，另一端連接熔絲；所述交流電源 為24～48V交流電，此為安全電壓，實現了點火的更安全可靠。

進一步，所述膜片為聚乙烯材料，膜片厚度為0.5～2mm，膜片直徑比管道直徑大1～3cm。

進一步，所述排氣口與鋼片的距離為20～50cm，以便排出整個試驗系統中的廢氣。

本發明的有益效果是：通過本發明可研究瓦斯爆炸在硐室結構前、后的瓦斯爆炸沖擊衰 減規律，以及不同組合硐室結構對煤礦瓦斯爆炸抑制效果；通過研究可實現在煤礦現有井下 硐室的基礎上加以改造，使硐室既可用于平時休息、避險，又可在瓦斯爆炸來臨時抑制其沖 擊傷害，為煤礦瓦斯災害事故治理提供理論和技術支持。

附圖說明

圖1為本發明的試驗系統結構示意圖。

圖2為膜片和鋼片示意圖。

圖3為排氣口實物圖。

圖4為鋼片實物圖。