文档介绍：矿井防爆门安全气囊自动封堵装置研发
湖南科技大学能源与安全工程学院
开题报告:
本论文主要研究内容
矿井发生爆炸后冲击波会打开防爆门,引起风机气流紊乱,给矿井通风系统带来破坏,导致灾害后果更加严重。为此研究设计了一种能够在防爆门打开后短时间内能自动闭合或填堵的设备,此设备要具有快速响应、气密性良好、可靠性高、易于操作和维护等各种工程要求。
一、必要性分析(研究意义)
当矿井发生爆炸产生的冲击波一旦冲开防爆井盖后,外界气流会倒灌进通风井口,整体的通风系统将会受到破坏,失去正常的通风功能,使爆炸后果更加严重。
,粉尘和***得不到有效稀释,会有二次爆炸的危险。
一、必要性分析
2 对于多风井煤矿,该风井因其它的风井作用变成通风井,产生的有毒有害气体向其他风井扩散,导致其他风井服务的区域受到爆炸事故的危害。
3 爆炸后由于燃烧的存在,会降低工作区域的含氧浓度,短时间内会使人窒息致死。
一、必要性分析
4当煤矿第一次爆炸发生后,井下控制系统、连锁装置会自动切断电源,黑暗环境中幸存人员只能靠记忆和感觉逃生,如果此时通风系统仍正常工作,即是微风,也能给逃生人员指引逃生方向,灌注求生意志,加大逃生的成功率。
一、必要性分析
5 由于现有防爆井覆盖的结构设计,注定其一旦被爆炸冲击波推开后,不能在短时间内再次闭合,给上述事故的进一步恶化提供空间。
二、研究现状
现有关防爆门、盖的技术大多是从他们的本身作用或加强其自身的严密性、易安装特性、反风特性做出部分研究:例如对风井的参数的大量计算,合理设置防爆门的各项参数指标;通过改进现有结构使防爆盖更容易被冲开且减小被破坏后的型变量;用于反风时的风井防爆门锁紧器,该锁紧器在煤矿灾害风井反风时,用于快速压紧风井防爆门,防止鼓风吹开防爆门;在矿井通风时安装防爆盖为了避免停风停产而设计的同时安装施工办法等。
二、研究现状
目前针对防爆井盖重开后自动闭合模型只有少量的研究,且大多停留在模型模拟构想阶段,概念性多,实用性少,几个实物模型过于复杂,可靠性不高,存在着一定的弊端。
其中主要有梁炳福一文《改进矿井防爆门结构型式的建议》中构想的一种设备:加装防爆门防脱轨装置,,且在支撑顶部装设一钢丝绳网罩起防脱作用。
二、研究现状
还有一种设计是在防爆井盖原有基础上增加防爆盖的导向装置、限位装置和自动闭合装置:防爆盖的导向装置使防爆盖开闭只能延井筒中心线垂直运动;防爆盖的限位装置由外圈、减压弹簧和内圈组成,为防爆盖上升的终止位置;防爆盖的自动闭合装置,由拉伸弹簧、安全带和卷收器组成,安装在井筒的井壁上,并与防爆盖相连。
但这些设计和构想几乎没有得到可行性的验证,暴露在外界环境下由于腐蚀等作用会降低其有效性和即时响应效率,不能有效地达到减灾目的。
三、主要研究思路
本研发以开发新型自动填充闭合装置为目标,基于机械力学、流体力学、空气动力学等相关理论,结合实验设备的研究和模拟、现场实验,开发适合我国煤矿防爆门、盖自动闭合,减轻事故后果的新设备。
设备的基本原理:
在防爆井盖下的井壁空间内建立装置硐室,利用相应的响应装置感应接收防爆井盖被冲开的信息,然后瞬间对气囊结构进行充气填充防爆井横截面,并在栅栏支撑和负压的状态下达到堵塞防爆井使通风继续顺利进行的目的,从而减少事故损失。