[发明专利]一种抑制瓦斯多次和连续爆炸的方法及装备

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用多孔泡沫陶瓷材料抑制瓦斯多次和连续爆炸的技术 方法及装备，属于煤矿安全技术领域。

背景技术

煤炭作为国家的基础能源，在国民经济发展中的地位十分重要，在我国 一次性能源结构中，煤炭占75％以上，2007年我国煤炭产量达25.3亿吨，估计 到二十一世纪中叶，煤炭在一次能源结构中所占的比例仍难低于50％。我国煤 炭95％以上为井工开采，约占世界井工总采量的40％。由于煤炭赋存的地质条 件复杂多变，煤层瓦斯赋存含量普遍较高，现在开采的矿井30％以上都是高瓦 斯矿井。瓦斯是一种以吸附和游离两种状态存在于煤层和煤系地层中，开采 时会向采掘空间涌出，瓦斯具有燃烧、爆炸性质，当与空气或氧气混合并达 到一定浓度后，一旦遇到一定强度诱发能量的作用，即可发生燃烧、爆炸。 瓦斯爆炸还会卷扬起沉积在巷道底部的沉积煤尘而形成更为剧烈的二次爆 炸。单纯的瓦斯或煤尘爆炸发生很少，煤尘爆炸事故常常是瓦斯和煤尘混合 爆炸、共同作用，其危害程度要比单一瓦斯或煤尘爆炸大得多。煤矿瓦斯爆 炸事故会导致通风系统破坏，风流紊乱，有毒有害气体蔓延，甚至发生连续 的灾害事故，特别是井下地质条件复杂、空间狭小，更增大了其爆炸过程的 破坏力，给井下人员和救灾工作带来极大的困难和危险。

现有减小瓦斯爆炸影响范围的抑爆、隔爆技术分为：被动式阻隔爆技术 和自动阻隔爆技术。

被动式阻隔爆技术泛指的是被动式隔爆棚，它分为被动式岩粉棚、水槽 棚和水袋棚，又称无源隔爆棚。其作用原理是：当发生瓦斯爆炸时，在超前于 爆炸火焰传播的冲击波超压作用下，隔爆棚上装有岩粉或水的容器被击碎， 或被爆炸波掀翻，使岩粉或水飞散开来，在巷道中形成一高浓度的岩粉云区 或水雾区，当滞后于冲击波的爆炸火焰传播到这一区域时，被岩粉或水组成 的消焰抑爆剂扑灭，阻止爆炸继续向前传播，防止瓦斯爆炸范围的扩大。但 被动式隔爆棚受其作用原理的限制，必须安装在距爆源60m以外、200m以内的 地段才能有效隔绝爆炸的传播，对弱爆炸和较强的爆炸都因棚架动作形成粉 雾或水雾时间与火焰运动快慢不相适应，隔爆效果不好，不能有效阻止爆炸 的传播，而且在低矮而宽、拐弯多、狭窄和大倾角巷道中安装困难，使用极 其不便。

自动阻隔爆技术借助传感器实现隔爆装置的启动，通过控制器自动控制 抑爆机构在预定地点喷洒高浓度消焰抑制剂，把刚好到达的火焰扑灭。其结 构原理简单，时间控制准确，抑爆效果明显。而为增加消焰抑制剂的抑制作 用，在消焰抑制剂中增加惰性介质，以惰性介质减少可燃物质分子和氧分子 结合的机会，降低活化分子的活性，导致燃烧连锁反应中断，也正成为一个 新的研究方向受到大家青睐。

如何在揭示瓦斯爆炸事故具体规律的基础上，运用其规律和事故原理产 生对其超前预防、控制的科学方法，特别是结合我国煤矿的具体特点，设计 一种可反复使用、成本低廉的机械抑爆方式来减小瓦斯爆炸事故带来的破 坏，就成为本发明要解决的问题。

发明内容

抑爆是有效减弱或控制巷道内瓦斯爆炸灾害的重要手段，在瓦斯爆炸防 治实践中得到了广泛证实。鉴于上述现有技术领域中的实际情况，本发明旨 在提供一种全新的、通用性强的、可对多次和连续爆炸进行阻隔抑爆，并可 反复使用、抑爆效果明显的机械式阻隔抑爆装置及方法。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种抑制瓦斯多次和连续爆炸的方法，包括：

在煤矿巷道顶部安装传感器及其控制的多套机械式阻隔抑爆装置，阻隔 抑爆装置中活动连接有可控制翻出的机械式阻隔板；利用传感器探测瓦斯爆 炸并控制阻隔抑爆装置启动；启动后的阻隔抑爆装置中阻隔板一端落下，另 一端连接在阻隔抑爆装置上，阻挡爆炸后产生的冲击波及火焰在巷道中的窜 动；爆炸平息后，重新将阻隔板活动端连接在阻隔抑爆装置上，相应重新开 启控制传感器。

在巷道的不同位置连接有多种传感器，多种传感器根据最先判识到的爆 炸信号控制多套阻隔抑爆装置启动，多套阻隔抑爆装置横向和/或纵向排列在 巷道中。

所述多套阻隔抑爆装置的启动方式包括沿着巷道顺序启动和/或同时启 动。

所述传感器分别探测瓦斯爆炸过程中温度、火焰和/或压力的变化。

所述阻隔板为多块板材相互软连接后形成的一个块连接体，板材采用泡 沫陶瓷片。