关于矿井隔爆设施作用原理分析及改进

　　摘要：搞好煤矿安全生产是保护国家财产和人民群众生命安全的一件大事,防治瓦斯、煤尘爆炸事故是安全工作的重中之重，在煤矿井下设置隔爆设施就是一项重要的预防措施。本文根据在山西长治中能煤业工作中的一些经验，结合矿井实际，设计出新型矿用气动隔爆水幕，克服并弥补了传统隔爆水袋及隔爆水槽的缺点和不足，能收到良好的社会效益和经济效益，具有广泛的推广使用价值。
　　1工作原理、结构及主要技术特点：
　　1、系统结构及工作原理：
　　该设施属于被动式隔爆装置，它由迎风板、机械阀、管路控制阀、供水管路、出水管路、喷水管路、喷嘴、压风管、复位阀组成（如图1）。

　　图1
　　当矿井采掘工作面或巷道中发生瓦斯、煤尘爆炸时产生的前驱爆炸波，传播到本装置安装处时，作用于迎风板，迎风板正面得到一个推动力，推动力迫使机械阀运动机构发生运动，继而用矿井压风带动控制阀开启供水管路的阀门，喷嘴即可开始喷雾，在巷道中形成扑灭火焰的抑制带，起到吸热、降温、阻燃的作用，阻断爆炸及其冲击波带动的粉尘的传播，能有效地消减爆炸威力和阻断爆炸火焰的传播作用（如图2）。同时，在日常检查时，开启该装置后还可以通过复位阀将其关闭，操作简单、使用安全可靠。

　　图2
　　
　　2、该设施的性能特点
　　（1）采用机械带动气动控制原理，利用矿井压风为动力，解决了因用电器设备而带来的防爆等安全问题。
　　（2）动作灵敏可靠，当迎风板推动机械阀运动时，管路控制阀1秒内立即开启。
　　（3）工作过程全部自动化。
　　（4）安装容易，站立或悬挂放置在井下巷道顶板或巷帮，接通有一定压力的水源后即可正常工作；对工作环境没有特别要求。
　　（5）结构简单，体积小，重量轻，工作可靠，使用方便。
　　2隔爆水幕的相关要求：
　　（1）隔爆水幕的用水总流量、前后两排水幕之间的间距和水幕区段的长度等，应据巷道断面积而定，且必须符合以下要求。
　　巷道断面积/㎡ 水幕总流量

　　（2）水幕的供水压力不小于0.4MPa。
　　（3）每排水幕中喷嘴的安装数量和安装角度，应使每排水幕的喷雾能够封闭该处巷道的全断面，尤其是巷道的顶部，不得出现无水喷雾的死角。
　　（4）水幕中各个喷嘴的喷出雾粒的数量，其中应有50%的粒径必须小于140μm。
　　（5）必须保证水幕在发生爆炸时正常供水，应采取水幕系统单独供水；水幕供水管路应采用耐爆炸的钢管，并采取相应的保护措施。
　　（6）必须保持所有喷嘴良好的喷雾状态，喷嘴损坏或堵塞时必须及时更换和处理。
　　（7）每月检查与测定一次喷嘴的喷雾状态和水压，每季检测一次水的流量和雾粒粒径，并做好记录。
　　3系统的优点、安装要求及推广使用价值：
　　矿用气动隔爆水幕的设计，有效地克服了传统隔爆水袋及隔爆水槽的缺点，从而弥补了隔爆水槽和隔爆水袋的不足之处。根据《煤矿安全规程》专家解读第155条规定，采掘工作面巷道内每隔200ｍ设置一组隔爆区，按巷道长度1500ｍ计算，需要5至6组隔爆区；同时，矿井主要进回风大巷也必须设置主隔爆区，有些矿井巷道断面较小，难以设置隔爆区或设置后巷道的断面缩小，导致通风阻力增大，造成了通风系统困难；另外，传统的隔爆设施需要定期的更换水质，费时费力而且浪费大量的水资源，此外，当井下发生瓦斯、煤尘爆炸时，传统的隔爆设施持续隔爆时间较短，如果遇到连续的爆炸就显的尤为不足。而矿用气动隔爆水幕，结构简单，安装方便，不受巷道限制，日常管理方便，无需定期换水，节约水资源，而且，当井下发生瓦斯、煤尘爆炸、甚至是放炮作业时，该设施易形成水雾体，且水的成本降低。还有吸热、降温、阻燃的效果好，可起到遮蔽辐射热的作用，并能湿润煤尘粒子，使水雾带能迅速地将火焰扑灭，阻断爆炸的传播。同时，还可长时间持续喷洒，并能应对井下多次爆炸事故，从而减小矿井的灾害损失。
　　4结论
　　综上所述，该系统能收到良好的社会效益和经济效益，具有广泛的推广使用价值。

《关于矿井隔爆设施作用原理分析及改进》

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