瓦斯煤尘爆炸主动快速抑爆技术研究

发布时间：2021-04-17 16:23

　　为有效防治煤矿井下瓦斯煤尘爆炸事故,抑爆装置采用双紫外爆炸火焰信息探测技术、智能化逻辑控制技术、抑爆器快速触发喷撒技术,缩短了抑爆动作的整体响应时间,能够在极短时间在巷道空间形成隔抑爆屏障,实现爆炸灾害的主动控制,保护人员及设备设施安全。 

【文章来源】：装备制造技术. 2020,(08)

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

主动抑爆技术工作原理图

太阳光的紫外波段截止在290 nm，红外波段截止在13μm。爆炸火焰传感器紫外光电管的光谱响应为185～260 nm[6]，在远紫外光的范围，因此该紫外光电管对太阳光不敏感。在爆炸初始时刻，由于火焰中的远紫外照射，紫外光电管的电子吸收了入射远紫外光子的能量逸出光阴极表面，在阴极电场作用下向阳极运动，从而产生电信号，达到检测爆炸火焰的目的。由于远紫外光能量高，输出电流大，在爆炸火焰初期能够快速感应，从接收到火焰信号到输出电信号的响应时间可达到1 ms内。火焰传感器的工作原理如图2所示。火焰传感器光敏元器件设计选用双紫外光电管，两者为与的关系，即当两个均探测到信号时，其输出电路才会有输出。传感器配置了背景光探测，能够智能判别爆炸火焰信息和环境光源，防止火焰信号触发错误，从而造成整个装置的误动作。传感器电路设置有故障信号判断与输出电路，在控制器上可以监测传感器的运行状况。

控制器集多种功能于一身，实现爆炸火焰信号的实时接收、判别及隔抑爆系统终端的实时控制，具有信息判断、储存、自身状态诊断等辅助功能。控制器主要由数据采集模块、显示模块、实时控制模块、数据存储模块、红外遥控模块、RS485通信模块、看门狗模块、分布式电源模块、EMI处理模块等组成。控制器通过RS485通信接口与上位机监控软件实现数据交换。控制器的电路工作原理如图3所示。控制器的核心处理单元选用智能芯片XC9536的CPLD，该芯片是可编程的逻辑器件，负责对火焰传感器的信号采样、设备故障信号采样等。爆炸信号的所有信息接收和输出控制都通过该芯片完成，处理单元响应时间快，逻辑控制准确，从接收火焰信号，经逻辑判断并输出控制信号的时间间隔≤4 ms。

【参考文献】：
期刊论文
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[2]基于R2868型传感器的紫外火焰探测器设计[J]. 段超,刘雨亭,田会.  测试技术学报. 2020(02)
[3]煤矿井下区域自动喷粉灭火抑爆系统研究[J]. 常琳.  煤矿安全. 2018(07)
[4]我国矿井热动力灾害理论研究进展与展望[J]. 王连聪,梁运涛,罗海珠.  煤炭科学技术. 2018(07)
[5]抑制瓦斯煤尘爆炸传播的主动喷粉抑爆技术[J]. 薛少谦.  煤矿安全. 2013(07)
[6]瓦斯输送管道自动抑爆技术[J]. 祝钊,李伟,陈骋,白雪,吴北平.  煤矿安全. 2012(02)



本文编号：3143763