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關鍵詞:煤礦 瓦斯爆炸 防范 治理
瓦斯爆炸是非常危險的,并且事故責任重大,如果不能從根源上緊抓這個問題,可能會有更大的事故發生,會釀成大災難。煤礦主管部門和相關部門人員要高度重視員工的生命財產安全,不能因為一時疏忽而帶來非常大的災害。瓦斯礦井要嚴格執行《小煤礦安全規程》的相關規定,并采取有效地措施,瓦斯爆炸是完全可以避免的。以下將從煤礦瓦斯爆炸產生的原因分析,進而針對原因提出從防止瓦斯積聚、防止瓦斯引燃點或防止瓦斯爆炸的范圍擴大方面進行防范與治理[1]。
1煤礦瓦斯爆炸產生的原因分析
煤礦瓦斯爆炸,首先是瓦斯源,其是發生爆炸的根源之一,其次是火源,火源是瓦斯燃燒和爆炸的必要條件之一。沒有火源,即使瓦斯濃度達到爆炸范圍也不會發生爆炸。因此,在煤礦井下防止出現火源是十分重要的。因此煤礦瓦斯爆炸產生的原因主要由以下兩個方面形成,也就是煤礦瓦斯爆炸產生的原因。
1.1瓦斯源
對于煤礦開采過程中,從礦井的井口到井下都會有可能引起瓦斯爆炸,因此對于瓦斯源主要來自于各種煤礦開采設備,和排放的尾巷。如果對這些地方不能及時地將瓦斯氣體通過通風口排放出去,當積聚到一定的程度就會越有可能發生瓦斯爆炸,危險性也非常大。如何針對這些瓦斯源的地點,進行有效的處理措施,是煤礦企業需要嚴格抓的關鍵問題。
1.2瓦斯爆炸的引火源
瓦斯爆炸除了有瓦斯源外,還需要有引火源。對于煤礦開采過程的引火源,主要有各種電弧、電火花及壓縮熱等等,這些都會對甲烷的燃點有作用,如果到達一定的程度,只要遇到引火源就會引起瓦斯爆炸[2]。
瓦斯爆炸的發生會嚴重影響煤礦井下受到破壞,如果處理的不好,井下會發生火災、透水和中毒等事故的發生,因此要注重井下生命財產的安全,要從根本上防治煤礦瓦斯爆炸。
2煤礦瓦斯爆炸的防范及其治理措施
對于煤礦開采而言,煤礦瓦斯爆炸需要進行有效地防范與治理措施如下:
2.1防止瓦斯積聚
瓦斯積聚主要是指瓦斯在局部的濃度超過2%,即體積方面超過0.5m3的這種情況。在這個體積內的濃度越高發生爆炸的可能性越大,因此,要防止瓦斯產生積聚現象,主要從幾個方面進行防止,從生產技術管理上要避免出現盲巷,要加強礦井的通風管理系統,并要制定相應的井下的規章制度和獎罰制度,并能夠安全地進行井下瓦斯積聚的控制。回采工作面回風道口的三角區附近如積聚瓦斯,可用席子設置風墻,引導風流,吹散局部積聚的瓦斯。
2.2防止瓦斯引燃點
為了杜絕火源,防止瓦斯爆炸事故,應采取以下措施:防止瓦斯引燃的措施是要防止引火源,從源頭上控制火和熱源,要杜絕一切能夠引燃瓦斯爆炸的情況發生,在井下嚴禁攜帶煙草和火源,對礦燈要嚴格的保護,各種電源線要避免產生火花或電弧,在瓦斯濃度相對較高的地方更要進行防范,避免有在外的電源線頭。要制定一系列關于引火源的防治的制度,并嚴格遵守,不得有半點容忍,以免釀成大災害。如果井下發生瓦斯爆炸,必將會帶來非常大的人員傷亡現象。要按規程規定檢查密閉火墻,嚴防火墻漏風。并定期測定火區溫度與瓦斯濃度,防止高溫和瓦斯積聚。火區啟封前一定要經過鑒定,確定火區已熄滅時才可啟封。同時,也要有效地控制火源,還要控制各種容易產生電火花、電弧、壓縮熱等對甲烷燃點比較敏感的情形,并及時檢查各種線頭,以免發生短路現象而引起瓦斯爆炸[3]。
2.3防止瓦斯爆炸的范圍擴大
如果瓦斯爆炸不可避免地發生,要盡最大可能把災害減到最低的范圍,將損失降到最低,首先要考慮到人員的生命安全,以免瓦斯爆炸發生透水、坍塌事件。要采用并聯式的通風,而不是進行通風[4]。電氣設備的防爆和防火花性能要經常檢查,不符合要求應及時更換和修理。井下禁止帶電檢修或遷移任何電氣設備。
結論
總之,就當前煤礦瓦斯爆炸是礦難中出現最嚴重的,直接威脅到人類的生命財產安全,煤礦管理者和相關部門要時刻以人為本,從瓦斯爆炸的根源出發進行防范及治理,將損失和災害盡量減少到最小的情況,甚至零礦難。
參考文獻:
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【文獻標識碼】A
【文章編號】1672-5158(2012)10-0397-01
在煤炭開采過程中,瓦斯爆炸、煤塵爆炸、煤與瓦斯突出、中毒、窒息礦井火災、透水、頂板冒落等多種災害事故時有發生。在這些事故中尤以瓦斯爆炸造成的損失最大,從每年的事故統計中來看,煤礦發生一次死亡10人以上的特大事故中,絕大多數是由于瓦斯爆炸,約占特大事故總數的70%左右,為此,瓦斯稱為煤礦災害之王。因此,分析瓦斯爆炸原因,制訂防治對策,顯得特別重要。
一、瓦斯爆炸特點
根據歷年煤礦瓦斯爆炸事故統計分析,可以發現有如下一些特點:
①瓦斯爆炸多為大事故;
②事故地點多發生在采煤與掘進工作面;
③瓦斯爆炸造成的破壞波及范圍大;
④多為火花引爆;
⑤高瓦斯礦井、低瓦斯礦井均有發生;
⑥瓦斯爆炸多發生在鄉鎮煤礦;
⑦基建、技改礦井和轉制礦井瓦斯爆炸事故多發。
二、事故原因分析
煤礦發生瓦斯爆炸事故與許多因素有關,但總的來說,主要與自然因素、安全技術手段、安全裝備水平、安全意識和管理水平等有關,發生瓦斯爆炸事故往往是以上因素相互作用所導致的。
我國煤礦井下開采條件普遍較差。①煤礦井下造成瓦斯積聚的原因很多,但主要有通風系統不合理和局部通風管理不善是瓦斯積聚的主要原因。②煤礦井下引爆瓦斯的火源有:爆破火花、電氣火花、摩擦撞擊火花、靜電火花、煤炭自燃等。但放炮和電器設備產生的火花是瓦斯爆炸事故的主要火源。③礦井安全裝備配置不足,“先抽后采,監測監控,以風定產”方針未得到完全落實。許多事故分析發現,違章操作或管理不當而造成了一些本可避免的事故,但未引起重視,最終釀成特大瓦斯爆炸事故。因此,管理水平和職工的安全意識對于煤礦的長期安全生產非常重要。④一些煤礦企業由于采煤方法落后,引起礦井采掘布置不合理,通風系統不完善,此外,作業規程編制不符合實際,針對性不強,給安全生產帶來了嚴重隱患。
三、瓦斯爆炸事故的預防措施
1)對煤礦井下的爆破火花、電氣火花、摩擦撞擊火花、靜電火花、煤炭自燃等火源都有一些相應的防治措施,除炸藥安全『生檢驗、電器防爆檢驗、摩擦火花檢驗外、還需防止火源與瓦斯積聚在同時同地點出現,如放炮時檢測瓦斯濃度,采用風電閉鎖、瓦斯電閉鎖等措施。另外加強明火的管理,嚴格動火制度,消除引爆瓦斯的火源。
2)優化通風網絡及通風系統
合理可靠的通風系統是防止瓦斯事故和控制災害擴大的重要措施,為此,瓦斯防治工程與采掘工程,必須同時設計,超前施工,同時投入使用。
3)隔爆措施
礦井隔爆抑爆裝置是控制瓦斯爆炸的最后一道屏障,當瓦斯爆炸發生后,依靠預先設置的裝置可以阻止爆炸的傳播,限制火焰的傳播范圍,主要有被動式隔爆棚和自動抑爆裝置。
1)被動式隔爆棚。隔爆巖粉棚、隔爆水槽棚和隔爆水袋棚因成本低、安裝方便,因而得到了廣泛的使用,其中隔爆水袋棚的使用最為廣泛。目前研制的XGS型和KYG型隔爆棚,具有適應性強,安裝、拆卸和移動方便的特點。
瓦斯爆炸成因預防
一、礦井瓦斯的危害
(一)礦井瓦斯的威脅
(1)井下空氣中瓦斯濃度較高時,會相對地降低空氣中氧氣含量,使人窒息死亡。
(2)瓦斯爆炸后產生高溫,即爆炸產生的熱量迅速加熱周圍空氣,一般情況下溫度在1850℃以上;瓦斯爆炸后產生高壓,即周圍氣體溫度急劇升高時,就必然引起氣體壓力的突然增大,一般爆炸后的壓力可以達到爆炸前的9倍;瓦斯爆炸后產生正向及反向沖擊,直接造成人員傷亡、設備損失。
(3)某些地區煤(巖)體內的瓦斯量較大時,瓦斯會因采掘活動的影響而以突然的、猛烈的形式被釋放出來,同時帶出大量的煤(巖),直接造成人員傷亡,設備、設施或巷道的破壞。
二、礦井瓦斯涌出及瓦斯等級
(一)瓦斯涌出的概念
礦井在生產或建設過,煤體受到破壞,貯存在煤體內的部分瓦斯就會離開煤體而涌入采掘空間,這種現象叫做瓦斯涌出。
(二)瓦斯涌出的形式
普通涌出。瓦斯沿著煤、巖體內的微細空隙緩緩地、連續地涌向采掘空間的現象,稱為礦井瓦斯的普通涌出。
特殊涌出。如果煤巖層中含有大量瓦斯,采掘工作進入這些地段時,這些瓦斯就會在極端內,突然大量地涌出,可能還伴有碎煤或巖塊,這種現象叫特殊涌出。它包括瓦斯噴出及煤與瓦斯突出。
(三)瓦斯涌出量
礦井瓦斯涌出量是指礦井在生產過程中實際涌進巷道的瓦斯量。表示礦井瓦斯涌出量的方法有兩種。絕對瓦斯涌出量,單位時間內涌進采掘巷道的瓦斯量,稱為絕對瓦斯涌出量,用m3/min或m3/d表示;相對瓦斯涌出量,礦井在正常生產條件下,平均日產1t煤所涌出的瓦斯量,用m3/t表示。
(四)影響瓦斯涌出的因素
開采規模,開采范圍越大,瓦斯涌出量越大;開采深度,開采深度越深,瓦斯涌出量越大;煤層瓦斯含量,瓦斯含量越高,其涌出量就越大;地面大氣壓力增大,礦井瓦斯涌出量減少,相反,則瓦斯涌出量增大;生產工藝,打眼、放炮、落煤時,瓦斯涌出量增加,其余時間瓦斯涌出量減少;礦井通風壓力,抽出式通風的礦井,瓦斯涌出量大,壓入式通風的礦井,瓦斯涌出量少;開采順序、采煤方法、頂板管理、采空區管理以及開采層的地質構造都對瓦斯涌出量的影響較大。因此,可根據礦井的具體條件,找出主要影響因素,采取有效的防治措施。
(五)礦井瓦斯等級的確定
《煤礦安全規程》規定:礦井瓦斯等級,根據礦井相對瓦斯涌出量、礦井絕對瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式劃分。劃分的類型有:低瓦斯礦井,礦井相對瓦斯涌出量小于或等于10m3/t,且礦井絕對瓦斯涌出量小于40m3/min;高瓦斯礦井,礦井相對瓦斯涌出量大于10m3/t或礦井絕對瓦斯涌出量大于40m3/min;煤與瓦斯突出礦井。
礦井按照瓦斯涌出量的大小和瓦斯涌出的不同形式,劃分成不同類型的瓦斯礦井,以便于礦井開采設計、便于礦井的安全管理、便于礦井設備的選擇和資金投入。
三、瓦斯爆炸的條件及其影響因素
(一)瓦斯濃度
瓦斯爆炸有一定的濃度范圍,我們在把空氣中瓦斯遇火后能引起爆炸的濃度范圍稱為瓦斯爆炸界限。瓦斯爆炸界限為5%—16%,5%為爆炸下限,16%為爆炸上限。瓦斯爆炸界限不是固定不變的,它受許多因素的影響:可燃氣體的混入,使瓦斯爆炸界限擴大;惰性氣體的混入,降低了氧濃度,使瓦斯爆炸的危險性和爆炸界限降低;煤塵摻入可降低瓦斯爆炸下限;瓦斯與空氣混合氣體的初始壓力越大,爆炸界限范圍越大;瓦斯與空氣混合氣體的初始溫度越高,爆炸界限范圍越大。
(二)引火溫度
瓦斯的引火溫度,即點燃瓦斯的最低溫度。一般認為瓦斯的引火溫度是650—750℃。但因受瓦斯的濃度、火源的性質及混合氣體的壓力等因素影響而變化,當瓦斯含量在7%—8%時,最易引燃;當混合氣體的壓力增高時,引火溫度降低;在引火溫度相同時,火源面積越大、點火時間越長,越易引燃瓦斯。
(三)氧氣濃度
當氧濃度低于12%時,混合氣體中的瓦斯失去爆炸性。正確認識氧含量對瓦斯爆炸的作用,對密閉或啟封火區及對封閉火區滅火時,判斷火區內有無瓦斯爆炸性均有指導意義。
四、預防瓦斯爆炸的措施
(一)防止瓦斯積聚的措施
(1)加強通風。使瓦斯濃度降低到《煤礦安全規程》規定的濃度以下,即采掘工作面的進風風流中不超過0.5%,回風風流不超過1%,礦井總回風流中不超過0.75%。
(2)加強檢查工作。及時檢查各用風地點的通風狀況和瓦斯濃度,查明隱患進行處理,是日常進行瓦斯管理的重要內容。我國20世紀80年代所用的甲烷檢查儀器有:光學甲烷檢定器、熱放式甲烷檢定器、甲烷警報器和甲烷遙測警報儀等。90年代以后使用比較先進的TX系列智能便攜式氣體監測儀和遙測儀器等。
(3)對瓦斯含量大的煤層,進行瓦斯抽放,降低煤層及采空區的瓦斯涌出量。
(二)防止瓦斯引燃的措施
井口房、瓦斯抽放站及主要通風機房周圍20m內禁止使用明火;瓦斯礦井要使用安全照明燈,井下禁止打開礦燈,禁止攜帶煙草及點火工具下井;嚴格管理井下火區;嚴格執行放炮制度;嚴格掘進工作面的局部通風機管理工作,局部通風機要設有風電閉鎖裝置;瓦斯礦井的電氣設備要符合《煤礦安全規程》關于防爆性能的規定;隨采礦機械化程度的提高,防止機械摩擦火花引燃瓦斯顯得日益重要。煤礦井下由于摩擦火花而引起的瓦斯爆炸事故占有相當的比例,因此不少國家對這個問題進行了研究,并提出,在摩擦部件的金屬表面溶敷一層活性小的金屬(如鉻),使形成的摩擦火花不能引燃瓦斯;在鋁合金的表面涂各種涂料,以防止摩擦火花的發生和金屬中加入少量的鈹,降低摩擦火花的點燃性等。
參考文獻:
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【關鍵詞】礦井安全;煤礦生產;瓦斯治理;措施
1 影響煤層瓦斯含量的因素
煤的瓦斯含量是指單位體積或重量的煤在自然狀態下所含有的瓦斯量(標準狀態下的瓦斯體積),是計算瓦斯蘊藏量、預測瓦斯涌出量的重要依據。影響煤層瓦斯含量的主要因素有煤層的埋藏深度、煤層與圍巖的透氣性、煤層傾角和露頭、地質構造、煤的吸附特性、水文地質條件等。
2 礦井瓦斯的抽放與涌出量
礦井瓦斯涌出是指在礦井建設和生產過程中從煤與巖石內涌出的瓦斯,其涌出的嚴重與否,則由瓦斯涌出量來表示。在研究瓦斯來源和瓦斯涌出量時,既要考慮礦井地質條件,也要分析采礦技術條件。當用通風方法不能使工作地點涌出的瓦斯稀釋到《煤礦安全規程》規定的最高允許濃度時,就必須預先抽放瓦斯。瓦斯抽放已成為降低工作面瓦斯涌出量和防止突出的主要措施。
3 煤礦瓦斯事故原因分析
3.1瓦斯爆炸的三要素
瓦斯爆炸的條件是一定濃度的瓦斯、高溫火源的存在和充足的氧氣,這三個要素缺一不可。當一定體積的空氣中瓦斯濃度達到5%~16%時,就可以產生爆炸,而當濃度高于5%時,瓦斯的爆炸可能性逐漸增加,當濃度介于9.0%~9.5%時,瓦斯和氧氣充分混合,會產生最強的爆炸威力。空氣中的氧氣濃度降低時,瓦斯爆炸界限隨之縮小,當氧氣濃度減少到12%以下時,瓦斯混合氣體即失去爆炸性。這一性質對井下密閉的火區有很大影響,在密閉的火區內往往積存大量瓦斯,且有火源存在,但因氧氣的濃度低,并不會發生爆炸。瓦斯的引火溫度,即點燃瓦斯的最低溫度。一般認為,瓦斯的引火溫度為650~750℃,受瓦斯的濃度、火源的性質及混合氣體的壓力等因素影響而變化。當瓦斯濃度在7%~8%時,最易引燃。當混合氣體的壓力增高時,引燃溫度即降低,在引火溫度相同時,火源面積越大、點火時間越長,越易引燃瓦斯。
3.2安全裝備配備不足
部分礦井雖安裝了瓦斯監控系統,但因傳感器數量不足、安裝位置不正確、線路存在故障、顯示器不顯示數據等問題,不能有效發揮其應有的作用。某些礦井為了提高產量,調高瓦斯探頭下限,甚至使用損壞的瓦斯監測設備等,類似的違規操作就容易造成嚴重的瓦斯事故。
3.3通風效果不好
通風系統不合理,存在風流短路、多次串聯和循環風,造成供風地點風量不足,而引起瓦斯積聚; 局部通風機安裝位置不當,風筒未延伸到供風地點或脫落,引起供風地點有效風量不足而造成瓦斯積聚;掘進工作面擅自停電停風而引起瓦斯積聚; 盲巷的瓦斯積聚等; 都容易引起瓦斯事故。
4 瓦斯爆炸事故的危害
瓦斯爆炸產生高溫高壓火源、沖擊波,造成人員傷亡,破壞礦井設施及設備,產生有毒有害氣體。在密閉的空間里,甲烷爆炸時溫度可達2150~2650℃,這樣高的溫度會產生很高的壓力,如果產生二次爆炸,爆炸將會更猛。甲烷爆炸后產生大量有毒有害氣體,空氣中的氧含量大大減少,倘若有煤塵參與爆炸,則生成的一氧化碳更多。在瓦斯爆炸所造成的傷亡事故中,一氧化碳中毒者往往占有很大的比重。
5 防治瓦斯事故的技術措施
5.1建立合理的通風系統
通風是排放瓦斯最主要的手段,做好通風管理工作是防治煤礦瓦斯事故的關鍵。因此,所有礦井都必須建立安全可靠的、獨立的通風系統。建立合理的通風系統,能夠保證井下所有工作地點有足夠多的風量將涌出的瓦斯及時沖淡,并排放出井外,避免瓦斯積聚。使用局部通風機要做到選型合理、安裝到位、配置完好,使掘進工作面保持足夠、穩定的風量,嚴防風筒破損、斷開等原因產生漏風和循環風。控制風流的風門、風橋、風墻、風窗等通風設施質量必須可靠,出現漏風、損壞時要及時修復。對采區工作面必須保證生產所需風量,并有一定備用系數。因檢修、停電等原因造成主要通風機或局部通風機停止運行,在恢復通風前,要執行《煤礦安全規程》相關規定檢查瓦斯并采取安全措施。建立合理的通風系統是防止瓦斯事故最有效、最基本的方法。
5.2井下火源防治
火源是引起礦井瓦斯爆炸的一個基本條件,對煤礦井下的爆破火花、電氣火花、摩擦撞擊火花、靜電火花、煤炭自燃等火源都要有相應的防治措施。除炸藥安全性檢驗、電器防爆檢驗、摩擦火花檢驗外還需防止火源與瓦斯積聚在同時同地點出現。如放炮時必須進行“一炮三檢”,掘進工作面采用風電閉鎖、瓦斯電閉鎖等措施。另外要加強明火的管理,嚴格動火制度,消除引爆瓦斯的火源。
5.3建立瓦斯監控系統,加強瓦斯日常管理
建立瓦斯監控系統,對有效控制瓦斯的濃度具有重要作用。瓦斯監控系統能夠實現全天24h連續監測瓦斯,及時掌握瓦斯濃度的變化。在井下安裝瓦斯監控儀器,對井下主要巷道瓦斯的異常情況實行連續監控,能夠預防瓦斯事故。瓦斯日常管理就是建立瓦斯巡回檢查制度,瓦檢員要跟班檢查通風情況和測量瓦斯濃度,當發現局部瓦斯積聚時,要采取措施及時處理,嚴禁空班漏檢情況發生。對于突出礦井,還應做好瓦斯突出預測工作。
5.4開展瓦斯事故應急演習
演練對預防瓦斯事故具有非常重要的意義。煤礦企業應當在“防救結合,預防為主”的方針指導下,認真編制瓦斯爆炸事故專項應急預案,并進行演習。通過預案的演習,不但能夠使礦工掌握各種應急技能,提高應急救援人員的應變能力,而且還能夠在演習的過程中發現瓦斯事故防治措施的不足,并完善措施,杜絕瓦斯事故的發生。
結束語
瓦斯治理是一項復雜的系統工程,必須有強的責任心、精益求精的業務知識和一支過硬的團隊,才能做好瓦斯治理工作。嚴格執行瓦斯治理“先抽后采、監測監控、以風定產”十二字方針,了解瓦斯的涌出規律,采取積極的安全措施治理瓦斯,為礦井安全生產創造條件。
參考文獻:
[1]彭成.我國煤礦瓦斯抽采與利用的現狀及問題[J].中國煤炭,2007
【關鍵詞】傳感器;自動抑爆裝置;紫外管
1 需求分析
煤礦是我國工礦企業災害事故的主要來源,我國是世界上煤與瓦斯突出最嚴重的國家,至今已經發生了1萬多次突出事故,最大一次突出煤巖量達12800噸。同時,我國46%的煤礦屬于高瓦斯礦,采掘時極易發生瓦斯爆炸事故,近年來死亡人數超過百人的特大安全事故全部是由瓦斯爆炸引起的。
圖1 煤礦管道瓦斯爆炸危害巨大
礦井瓦斯爆炸是發生在具有網絡特征的受限空間中的氣體爆炸,一旦發生,往往會在礦井管道中迅速傳播,并且由于不存在障礙物,爆炸波和火焰傳播速度會迅速提高,導致瓦斯爆炸從爆燃階段迅速發展為爆炸和爆轟狀態,使礦井通風系統受到嚴重破壞、災害事故范圍迅速擴大。因此,在瓦斯剛剛處于爆燃或爆炸初期階段就對爆炸進行壓制,將瓦斯爆炸撲滅在早期階段,防止形成爆轟,對于減小煤礦人員財產損失,提高安全生產水平,提高經濟效益和社會效益具有十分重大的意義。
爆炸抑制是指在爆炸波傳播通道上適時撒播水霧或粉塵抑爆劑,以撲滅火焰、衰減激波,達到減小爆炸災害損失的程度和范圍。工作方式上, 抑爆可分為被動式和主動式,前者由爆炸波直接觸發抑爆裝置動作,后者通過抑爆裝置傳感器探測到爆炸壓力或火焰信號觸發,相對來說,主動抑爆裝置有更多的優點。
2 國內外技術應用現狀
煤礦管道瓦斯爆炸抑制主要有被動式和主動式抑爆兩種技術。
被動式隔爆技術是最早應用于煤礦現場的防止瓦斯煤塵爆炸傳播的隔爆技術,隔爆巖粉棚、隔爆水袋、隔爆水槽于1960年代已普遍在歐美煤礦應用,從1980年代我國才開始研究并在煤礦推廣應用,并把其寫入《煤礦安全規程》,但這類技術在實際應用中效果十分有限,沖擊波往往沒有足夠沖擊力或者能夠及時地將水棚沖垮,這些被動式抑爆措施無法勝任煤礦瓦斯滅火抑爆的任務。
為防止瓦斯煤塵爆炸,世界各主要產煤國在主動防隔爆技術上不斷發展,近年來各國都相繼研制了實時、快速反應的自動抑爆裝置。英國研制了以壓縮空氣推動活塞噴水的MKⅡ型抑爆裝置,它能在180ms內將水擴散到管道空間;蘇聯在1990年研制了實時產氣式ΒΠУ型抑爆裝置,形成粉霧時間100ms;美國在1985年研制了以爆破拋撒為原理的Cardox型抑爆裝置,形成粉霧時間:180~490ms;西德1984年研制了以貯壓(粉氣混裝)原理的BVS型抑爆裝置,形成粉霧時間:100ms。我國從“六五”攻關以來,先后研究成功了ZGBY型自動隔爆裝置,YBW-I型無電源自動抑爆裝置,ZHY12型實時產氣式自動抑爆裝置,但因為某些原因,并未在我國煤礦生產中大規模推廣應用。
自動隔抑爆裝置克服了被動隔爆措施的致命缺點,即要求爆炸壓力必須達到一定值,以作為動力觸發被動隔爆裝置而發揮其作用,從而大大提高了其適用性能,廣義地說,能夠抑制各種爆炸強度的瓦斯煤塵爆炸。
目前我國煤礦普遍推廣使用的隔爆技術是在20世紀第一代隔爆水袋基礎上改良而來的各種被動隔爆裝置,受限于工作機理的制約,其作用范圍和效果非常有限,而且在實際使用中還受環境和人為因素的直接影響。我們的煤礦管道瓦斯滅火抑爆裝置正是在這一需求背景下提出的。我公司的煤礦主動抑爆裝置是專門針對瓦斯和煤塵爆炸而開發的超高速主動抑爆裝置,該裝置以其獨特的技術性能實現了真正意義上的抑爆,在瓦斯和煤塵爆炸防治技術上具有突破性。
當前國際主流的煤礦管道瓦斯爆炸抑制系統采用的核心探測部件主要是紫外火焰傳感器,該火焰傳感器主要基于日盲型紫外光電管設計,性能優良的紫外火焰傳感器快速準確地捕捉爆燃火焰,為控制器對滅火瓶的及時起爆起著至關重要的作用。
ZYBG型礦用管道抑爆裝置,依據通用化、自動化的設計思路,以高可靠實時爆燃探測火焰傳感器作為核心部件,結合煤礦管道結構、使用環境及軍用滅火抑爆裝置的設計經驗,重點從提高裝置的可靠性方面進行突破,經過周密的分析計算與設計,實現煤礦管道可靠的普通火災及瓦斯爆燃火災發生后的高效滅火抑爆功能,大大提高煤礦管道的安全生產能力。
煤礦管道瓦斯爆炸抑制應用技術應進一步著眼于當前國際發展的新形勢,加快更新改造進程,加強對數字技術和新工藝、新材料的研究應用,改進裝置能力,使滅火抑爆應用技術向著探測快速實時、抗誤報、高可靠、數字化和模塊化方向發展。目前市場一直緊跟煤礦瓦斯火災防護研究和自動控制技術的發展趨勢,致力于ZYBG型礦用管道抑爆裝置的數字化和模塊化研究設計技術,致力于裝置性能指標的不斷提升。很多企業近年來在這些方面做了大量的探索、研制工作,特別是在涉及滅火抑爆裝置核心器件、部件的紫外管、傳感器等方面做了大量的基礎研究,積累了很多經驗,經過了多次試驗、改進、完善,使爆炸一致裝置在可靠性、維修性、測試性、模塊化等方面得到了很好的發展。
3 結論
瓦斯爆炸事故伴隨著煤炭開采一直存在,世界各國投入大量人力、物力、財力對瓦斯爆炸傳播規律進行了研究。鑒于瓦斯爆炸發生的環境復雜,影響因素眾多,瓦斯爆炸的傳播理論研究仍存在一定的問題。但從目前技術來看,礦用管道抑爆裝置的應用與推廣是能夠有效地防護和抑制煤礦管道瓦斯事故。
參考文獻: