文档介绍：低矮断面巷道抑爆技术应用研究
福煤(漳平)煤业有限公司
福建省煤炭工业科学研究所
煤炭科学研究院重庆研究院
工作完成日期:二OO八年十月
报告完成日期:二OO八年十月
目录
1 概述 1
项目背景及意义 1
主要研究内容及方法 3
2 ZYB矿用本质安全型自动抑爆装置研究 3
自动抑爆装置原理 3
紫外探测器的研究 4
控制器的研制 7
抑爆器研制 9
3 瓦斯煤尘爆炸抑爆试验研究 22
试验条件 22
瓦斯爆炸和瓦斯煤尘爆炸传播试验 29
自动抑爆装置抑爆试验 38
试验结论 43
4 低矮断面巷道内抑爆装置的安装 44
44
抑爆装置安装方式设计 46
低矮断面巷道内抑爆装置的安装 47
5 结论 49
1 概述
项目背景及意义
近年来,我国煤炭行业受瓦斯煤尘爆炸灾害的威胁严重,安全形势严峻。国有重点和地方煤矿发生了多次瓦斯煤尘爆炸事故,给国家财产和人民生命造成了巨大损失。如何有效地防止瓦斯煤尘爆炸发生和扩展是保持煤矿生产持续、健康发展的重大课题之一。
为防止瓦斯煤尘爆炸灾害传播,减少爆炸造成的损失,世界各主要产煤国在防隔爆技术上不断发展,并相继研制了自动式和被动式的隔抑爆措施。被动式隔爆装置,如岩粉棚﹑水槽棚﹑水袋棚等,因其成本低廉﹑使用方便,在世界各主要产煤国得到了不同程度的开发和应用。煤矿控制瓦斯煤尘爆炸传播最早使用撒布岩粉方法,为此,波兰﹑澳大利亚﹑南非﹑英国﹑美国等还制定了相应的标准。其后,研制开发了隔爆岩粉棚﹑隔爆水槽﹑隔爆水袋等措施。然而随着采煤机械化的普遍采用,采煤强度不断增大,所需风量增大,风速的增加,考虑工作环境和人身健康,隔爆岩粉棚已逐渐被淘汰。
我国从“六五”攻关以来,先后研究成功了隔爆水槽、水袋及ZGB-Y型自动隔爆装置。这些装置在煤矿的使用,使采区巷道和掘进巷道防止瓦斯煤尘爆炸灾害传播的技术水平提高了一大步。这些隔爆措施只能起到限制瓦斯煤尘爆炸范围的作用,占空间大,且是悬挂式或壁挂式的,使用不便。“八五”期间研制出了ZHY12实时产气式型自动抑爆装置
, 采用的实时产气式解决了高压驱动气体长期贮存的大问题。因它是在常压下贮存固体的气体发生剂,便于运输和长期安装于煤矿井下。不但能够安装采掘工作面附近及采掘机上,随工作面推进而快速移动,从爆源抑制发生的爆炸,而且可以安装在距采掘面相对较远的位置或大巷,起到抑制爆炸传播或减少爆炸危害程度的作用。
《煤矿安全规程》要求瓦斯及煤尘具有爆炸性的煤矿必须装备防隔爆措施。被动式隔爆水袋水槽已普遍用于瓦斯及煤尘具有爆炸性煤矿作为防隔爆措施。而对于南方小型矿井的采掘工作面推进快﹑巷道低矮情况,现有的被动式隔爆装置因隔爆原理所限,如安装于巷道上部,会严重影响巷道行人﹑运输﹑通风。加之移动困难,致使这些煤矿大多未安装隔抑爆措施。虽然有些煤矿只是局部不规范的吊挂了水袋,但是不能保证其有效发挥作用。
福煤集团漳平煤业公司所属的文宾山煤矿、大瑶煤矿和武陵煤矿3个煤矿所开采的煤炭均为贫瘦煤,挥发份含量较高,经煤炭科学研究总院重庆研究院鉴定,3个煤矿开采的D4、D5、D8煤层的煤尘均具有爆炸性。根据《煤矿安全规程》有关规定,这3个煤矿必须具有预防和隔绝煤尘爆炸的措施。由于这3个煤矿均存在巷道低矮截面小,开采的煤层薄,采掘工作面推进速度快,工作面搬迁频繁等特点,现有的被动式隔爆装置因隔爆原理所限,安装于巷道上部,会严重影响巷道行人、运输、通风,加之移动困难,故目前在大中型煤矿普遍使用的隔爆水槽和隔爆水袋在这3个煤矿并不适用。
为此,针对这类低矮小断面巷道情况,对“八五”攻关成果ZHY12实时产气式型自动抑爆装置进行改进,用少量的抑爆器安装于巷道两侧支柱间隙,可尽量不占巷道断面尺寸,因数量少移动方便,可保证较近距离抑制瓦斯煤尘爆炸传播。比之安装于采掘机上,传感器不受污染,更能有效发挥自动隔抑爆装置的优势。
主要研究内容及方法
1)紫外探测器防护措施研究;
2)抑爆器喷嘴设计试验:原抑爆器为直喷式,不利于巷道侧安装及有效封闭巷道断面;
3)进行小断面瓦斯爆炸抑爆试验研究:主要确定火焰探测器和抑爆器安装位置,即距工作面(爆源)距离;
4)抑爆器安装方式;
5)15套抑爆装置,(每套包括两只探测器,一台控制仪,两台抑爆器设计加工;
6)安装人员培训及指导安装。
2 ZYB矿用本质安全型自动抑爆装置研究
自动抑爆装置原理
ZYB矿用本质安全型自动抑爆装置由探测器、控制器和抑爆器组成。其抑爆原理是将探测器布置在潜在爆源附近,当发生瓦斯(煤尘)点燃时,探测器将燃烧与爆炸火焰转