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瓦斯主动抑爆系统

来源:邹城市矿用机电设备行业协会 栏目分类:技术交流 浏览:

一、概述:

我国煤炭资源丰富,而煤层赋存条件、地质构造复杂,高瓦斯矿井具多,随着采掘深度的加大,对煤矿瓦斯爆炸事故的发生机率加大。瓦斯防治工作历来受到党和政府的高度重视,目前煤矿瓦斯治理成效正逐步显现,全国煤矿安全生产持续保持了总体稳定的态势,但煤矿安全生产形势仍然十分严峻,瓦斯事故多发的问题尚未得到根本解决。

目前控制瓦斯爆炸事故的防治措施:

预防爆炸:优化通风网络及通风系统、防治瓦斯积聚、进行瓦斯抽放,加强瓦斯浓度和火源监测等措施

隔爆:主要有隔爆水袋、隔爆棚、岩粉棚和自动抑爆装置

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传统隔爆装置:发生瓦斯爆炸时,冲击波的速度远超火焰速度,其巨大的能量在火焰还未到达之前已将隔爆水袋、水槽、岩粉棚等破坏,火焰继续前行,易引起煤尘爆炸。此类装置并不能起到阻止、消除或减轻爆炸的作用。

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传统自动抑爆装置:

原理:用压力或火焰传感器,探测爆炸波压力或火焰,将预先放置的水、岩粉、CO2等喷洒到巷道中,达到抑制爆炸火焰传播的目的;

喷洒采用自产气的方式:并没有解决灭火介质悬浮时间短的问题,冲击波和火焰到达时间稍一不合适便可导致装置失效;

传感器、控制器因抗干扰性弱等原因造成了抑爆检测系统不稳定,使装置误动和不动问题发生。

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二、产品结构及原理:

主动抑爆系统由探测器、控制箱、电源系统、高压储能抑爆器及喷射组件等组成。

探测器通过光学原理捕捉爆炸信号并传送到中央处理器,中央处理器通过专利技术“系统神经运算法”锁定并解析燃烧爆炸初始阶段的能量频率特征信息,在燃烧爆炸接近防护区间的瞬间发出信号给高压储能抑爆器,在千分之三秒的时间内打开阀门,进行主动瞬间释放抑爆介质抑制和阻断燃烧爆炸。

系统可在1ms内探测到燃烧爆炸的发生,10ms内喷射阻燃介质、抑制爆炸扩散,适用于有可燃气体(粉尘)燃烧爆炸重大危险源抑爆防护场所。

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探测器:用来探测被保护区域内的瓦斯(煤尘)引燃发火情况,并将信号转变为数据进行内部传输,实现毫秒级探测爆炸发生。

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控制箱:校验探测器捕捉到的信号,通过专利技术“系统神经运算法”进行锁定并解析,若为爆炸发生,则在3ms内启动抑爆装置抑爆

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电源箱:采用军工级的电池及智能充电方式,保证主动抑爆系统正常运行

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高压储能抑爆器:用于保存隔爆物质(氮气及干粉),当接收到控制指令,在5ms 内释放阻燃介质并在10ms内形成物理屏障。

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抑爆系统设计理念

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工作原理:当发生瓦斯(煤尘)爆炸(燃烧)时,抑爆系统能在短时间内,通过设备上的火焰传感器探测到矿井中的瓦斯(煤尘)爆炸(燃烧),并将信号转变为数据进行内部传输;控制器校验输入数据后自动发出指令启动高压容器,将高压容器中的抑爆介质在极短时间内释放,形成物理屏障,以抵挡由于爆炸而产生的强压,同时扑灭火焰,减少受灾范围,降低有害气体的产生,保障煤矿井下工作人员的人身安全和煤矿财产安全。

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三、功能及特点:

探测器响应时间:≤1ms;系统总响应时间:≤10ms;雾面持续时间:≥1000ms;喷洒滞后时间:≤6ms;喷射角度:160°;喷射距离:5~20m;喷撒效率: ≥95%容器压力(氮气): 10~15MPa;抑爆介质质量(干粉): 20Kg。

模块化紧凑设计、灵活性强、小的安装工作量。

系统连接二路电源,当主电源断电时,可自动转换到备用电源。

数字总线技术确保了系统的绝对可靠性,适用于各种恶劣环境中。

传感器采用军工器件与控制技术,稳定性好抗干扰能力强。

传感器能在恶劣环境条件下数毫秒时间内辨别火焰真假和大小。

抑爆器3毫秒时间内启动高速阀释放灭火剂;

抑爆器10毫秒时间内形成高压隔爆物理屏障;

抑爆器可拦截爆炸强度40-1200m/S的冲击波。

抑爆器采用高压储能,零泄漏设计。

对巷道条件要求低;

可用于架线电机车和安装单轨机车的巷道;

可用于一般巷道,倾角大于18°的倾斜巷、不规则小断面巷道;

可采用锚杆吊挂或其它吊挂方式。

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四、现场试验:

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五、发展趋势

瓦斯主动抑爆系统,是我公司制造专利产品,其性能国内领先,达到国际先进水平。该装置问世将把我国煤矿防止瓦斯燃烧和爆炸的理论与技术提升到一个新的水平,将形成一套完整的瓦斯主动抑爆控制技术,为我国煤矿安全开采与资源的高效利用及社会可持续发展提供强有力的技术支撑,对提高我国安全技术装备水平,降低瓦斯事故发生率,保证煤矿安全开采,消除瓦斯爆炸隐患、杜绝或减少瓦斯爆炸事故构建一道保险性更强的前沿防线。

应用范围:

煤矿:巷道、掘进机、采煤机、液压支架、变电洞室、火药雷管库、煤炭运输大巷及皮带转运站等;化工:易燃爆的各中化工车间;油库、加油、气站、海上及陆地石油钻井平台、存储危险厂所等;机器人物流自动巡检系统;高层建筑及家庭远程遥控;运输:易然易爆车辆、运输转运站、轮船、飞机加油车、军用装甲车等;公路隧道、地铁、共交车、火车站、飞机厂等防恐公共厂所;粉尘易然易爆的生产厂所;电力:变电所、风力发电塔等。

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