煤矿井下用机械式隔爆装置隔爆效果试验及结果分析

发布时间：2021-03-04 16:10

　　介绍了煤矿井下用机械式隔爆装置的结构组成及工作原理,利用模拟试验巷道和XCG0110爆炸综合测试系统,分别在未安装隔爆装置、安装1台隔爆装置和安装2台隔爆装置的情况下,考察了瓦斯煤尘爆炸压力及火焰的传播情况,得出3种情况下隔爆效果的比较结果。试验结果表明,当安装2套隔爆装置时,爆炸火焰未超过隔爆装置后13 m,爆炸压力峰值衰减达到73%,能有效隔绝瓦斯煤尘爆炸火焰的传播。分析了隔爆效果存在差异的原因,可为该装置在煤矿井下正确安装使用提供指导。 

【文章来源】：矿业安全与环保. 2020,47(03)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

机械式隔爆装置结构示意图

针对大型试验巷道内瓦斯引起煤尘爆炸传播规律的研究表明[10-13]，爆炸初期瓦斯爆炸火焰传播速度大于压力传播速度，但随着爆炸的发展，瓦斯的爆炸将沉积煤尘充分扬起，形成适合爆炸条件的粉尘云，使得煤尘参与到爆炸中，此时爆炸压力冲击波传播速度大大增加，超越火焰的传播速度。机械式隔爆装置就是利用爆炸冲击波先于火焰到来的原理进行隔爆工作的，在与爆源一定距离处，爆炸压力冲击波阵面将超前于火焰传播阵面到达，将机械式隔爆装置安装于此，利用先期到达的冲击波机械式自动推动开启高压气腔，将储粉机构中的干粉喷出(一般采用超细干粉)[14-16]，将正好传播到此位置的火焰阵面与后续火焰传播介质进行隔离，使得爆炸火焰不再传播，爆炸冲击力减弱，达到隔爆的目的。机械式隔爆装置工作原理如图2所示。2 试验系统

试验在中煤科工集团重庆研究院有限公司的大型地下爆炸试验巷道进行，巷道断面为半圆拱形，断面积7.2 m2，全长896 m，其中可供爆炸试验的主巷长710 m，用钢筋混凝土浇筑，在起爆室的端头分别设置了双重隔爆门，门关闭后巷道形成一端封闭、一端开放的状态。试验时，爆炸从封闭端起爆后沿巷道向开口端传播，这样近似地模拟了煤矿井下掘进工作面发生瓦斯煤尘爆炸的实际状态。沿巷道内两侧壁上对称布置有测试用壁龛(测试盒)，壁龛之间用埋设在壁内的钢管连通，管内铺设测试信号电缆，壁龛盖板上可安装压力、火焰等爆炸参量传感器。巷道顶部和两帮设置有煤尘架，用于试验时铺设爆炸性煤尘。试验巷道还配套有点火系统、配气系统、循环搅拌系统、通风系统、排水系统等。大型地下爆炸试验巷道如图3所示。采用XC-G0110爆炸综合测试系统对巷道侧壁压力和火焰信号进行测试，该系统采用PXIe硬件系统平台完成，能够支持瞬态电压信号的高速采集和后续时域分析。由64路高速同步采样通道、16路普通同步采样通道、32路热电偶输入通道、各种爆炸参量检测传感装置(如火焰、压力、温度等)等构成的集测量、控制、分析、处理为一体的专门测量爆炸参量的综合性测试系统，其每个通道每秒最高可采集60兆个采样点，并可根据试验需要设置采样长度、采样频率及采集模式等。爆炸综合测试系统原理如图4所示。


本文编号：3063512