自動(dòng)化隔爆裝置 自動(dòng)化防爆系統(tǒng)

自動(dòng)化隔爆裝置自動(dòng)化防爆系統(tǒng)第1頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四

主要內(nèi)容一自動(dòng)化隔爆裝置圖片演示二自動(dòng)化隔爆裝置產(chǎn)生背景及發(fā)展過程三自動(dòng)化隔爆裝置原理簡介四自動(dòng)化隔爆裝置優(yōu)勢介紹第2頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四

自動(dòng)化隔爆裝置井下安裝實(shí)例第3頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四產(chǎn)品展示第4頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四裝置主體第5頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四模擬井下安裝圖第6頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四我國煤礦安全生產(chǎn)現(xiàn)狀煤礦在開采煤炭資源過程中會(huì)伴隨著多種災(zāi)難事故的發(fā)生，如瓦斯爆炸、煤塵爆炸、煤與瓦斯突出、中毒、窒息、火災(zāi)、透水、頂板冒落等。在這些事故中瓦斯爆炸無疑是最嚴(yán)重的，它不光是造成的損失最大，發(fā)生的頻率也是最大的。我國煤礦井下開采條件普遍較差，據(jù)統(tǒng)計(jì)，2000年全國國有重點(diǎn)煤礦共有580處礦井進(jìn)行了瓦斯等級(jí)鑒定，其中高瓦斯礦井160處，低瓦斯礦井298處，煤與瓦斯突出礦井122處;有自然發(fā)火礦井372處，占64%，有煤塵爆炸危險(xiǎn)礦井427處，占73.6%

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第7頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四

近幾年來，煤礦事故已經(jīng)明顯下降，但是，瓦斯爆炸事故仍是當(dāng)前煤礦安全生產(chǎn)中威脅最大、最突出的一個(gè)問題。從每年的事故統(tǒng)計(jì)中來看，煤礦發(fā)生一次死亡10人以上的特大事故中，絕大多數(shù)是由于瓦斯爆炸，約占特大事故總數(shù)的70%左右所以，分析瓦斯爆炸原因，制訂瓦斯防治對策，就顯得尤為重要。

瓦斯防治工作始終得到黨中央、國務(wù)院的高度重視，我國相繼出臺(tái)了一系列政策措施著力推進(jìn)瓦斯防治工作。從全國煤礦瓦斯治理和利用工作現(xiàn)場會(huì)上獲悉，目前，我國煤礦瓦斯治理攻堅(jiān)戰(zhàn)成效正逐步顯現(xiàn)，全國煤礦安全生產(chǎn)持續(xù)保持了總體穩(wěn)定的態(tài)勢，但煤礦安全生產(chǎn)形勢仍然十分嚴(yán)峻，重特大瓦故多發(fā)的問題尚未得到根本解決。

第8頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四上半年，全國煤礦共發(fā)生瓦斯事故62起、死亡245人，同比減少21起、少死亡111人，分別下降25.3%和31.2%；發(fā)生較大瓦斯事故24起、死亡141人，同比減少8起、少死亡30人，分別下降25%和17.5%。其中，發(fā)生重大瓦斯事故4起、死亡54人，同比分別下降33.3%和29.9%；沒有發(fā)生特別重大瓦斯事故。煤礦瓦斯防治工作取得了新的進(jìn)展，但瓦斯防治面臨的形勢依然嚴(yán)峻。一是重大瓦斯事故還時(shí)有發(fā)生。今年以來相繼發(fā)生了4起重大瓦斯事故，且時(shí)間相對集中。3月12日，貴州省六盤水市盤縣松河鄉(xiāng)金銀煤礦發(fā)生瓦斯爆炸事故，造成19人死亡；3月24日，吉林省白山市渾江區(qū)通溝煤礦發(fā)生瓦斯爆炸事故，造成13人死亡；4月2日，新疆維吾爾自治區(qū)焦煤集團(tuán)艾維爾溝焦煤公司2130煤礦發(fā)生煤與瓦斯突出事故，造成10人死亡；4月15日，云南省曲靖市宣威市海岱鎮(zhèn)楊梅山煤礦發(fā)生瓦斯爆炸事故，造成12人死亡、3人輕傷。二是瓦斯事故所占比例大。較大以上瓦斯事故起數(shù)和死亡人數(shù)分別占全國煤礦較大以上事故的53.8%和62.7%。國家煤礦安全監(jiān)察局關(guān)于2011年上半年煤礦瓦斯防治有關(guān)情況的通報(bào)第9頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四

發(fā)生瓦斯爆炸的原因是什么呢？一、瓦斯積聚的存在

煤礦井下造成瓦斯積聚的原因很多，但主要有通風(fēng)系統(tǒng)不合理和局部通風(fēng)管理不善是瓦斯積聚的主要原因。二、引爆火源的存在

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(shè)備產(chǎn)生的火花是瓦斯爆炸事故的主要火源。三、裝備不足、管理不落實(shí)

礦井安全裝備配置不足，“先抽后采，監(jiān)測監(jiān)控，以風(fēng)定產(chǎn)”方針未得到完全落實(shí)。

四、瓦斯發(fā)生小范圍爆炸時(shí)，現(xiàn)有礦用隔爆水袋等裝置未能將爆炸有效隔離，使爆炸繼續(xù)蔓延，產(chǎn)生連鎖反應(yīng)，導(dǎo)致爆炸事態(tài)變大。第10頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四

目前我國控制瓦斯爆炸事故的技術(shù)措施預(yù)防爆炸主要有:優(yōu)化透風(fēng)網(wǎng)絡(luò)及透風(fēng)系統(tǒng)，防治瓦斯積聚，進(jìn)行瓦斯抽放，加強(qiáng)瓦斯?jié)舛群突鹪幢O(jiān)測，防止點(diǎn)火源的出現(xiàn)等；隔爆措施：主要采用隔爆抑爆裝置將瓦斯爆炸限制在一定范圍內(nèi)，從而減少職員傷亡和災(zāi)難事故所造成的損失。瓦斯爆炸事故的防治可分為預(yù)防爆炸和隔爆措施。第11頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四礦井隔爆抑爆裝置是控制瓦斯爆炸的最后一道屏障，當(dāng)瓦斯爆炸發(fā)生后，依靠預(yù)先設(shè)置的裝置可以阻止爆炸的傳播，限制火焰的傳播范圍，主要有隔爆水袋、隔爆棚、巖粉棚和自動(dòng)抑爆裝置。而無數(shù)的爆炸傷亡事故讓我們清楚的意識(shí)到，隔爆水袋和巖粉棚所能起到的作用微乎其微，此類裝置并不能起到阻止、消除甚至減輕爆炸的作用。因?yàn)橥咚贡ㄒ坏┌l(fā)生，沖擊波的速度在瞬間就遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過火焰速度，其巨大的能量在火焰還未到達(dá)之前已將隔爆水袋、水槽、巖粉棚等掀翻，火焰繼續(xù)前行，極易引起煤塵爆炸，由此引起的連鎖爆炸其危害性將是致命的。我國相關(guān)科研部門也研制了幾種類型的自動(dòng)抑爆裝置，如ZGB-Y型自動(dòng)隔爆裝置、ZYB-S型自動(dòng)產(chǎn)氣式抑爆裝置等，以下對此類裝置性能進(jìn)行分析。

第12頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四傳統(tǒng)自動(dòng)抑爆裝置的原理均是使用壓力或溫度傳感器，在爆炸發(fā)生時(shí)探測爆炸波，將預(yù)先放置的水、巖粉、N2、CO2等噴灑到巷道中，從而達(dá)到抑制爆炸火焰?zhèn)鞑サ哪康摹Ｊ紫?，此類自?dòng)化產(chǎn)品并沒有解決滅火介質(zhì)懸浮時(shí)間短的問題，沖擊波和火焰到達(dá)時(shí)間稍一不合適便可導(dǎo)致裝置失效。其次該類產(chǎn)品引入傳感器等電器部件也就相應(yīng)的帶來了系統(tǒng)的不穩(wěn)定因素，增加了裝置誤動(dòng)作和不動(dòng)作的可能性。再次井下條件復(fù)雜多變，使得該裝置適應(yīng)性差，潮濕的工作環(huán)境又使電器元件很容易因受潮而失靈，而且生產(chǎn)成本高，需安裝個(gè)數(shù)多，機(jī)構(gòu)復(fù)雜。最后，我們知道很多瓦斯爆炸事故是由于停電而造成瓦斯聚集發(fā)生爆炸，此類情況安裝了電控元器件的裝置便會(huì)失效。以上等等缺點(diǎn)導(dǎo)致了此類自動(dòng)抑爆裝置問世以來并未得到大范圍推廣。

傳統(tǒng)自動(dòng)抑爆裝置效果如何呢？第13頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四

礦用隔爆水袋ZYB型自動(dòng)抑爆裝置控制部分主體部分第14頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四

煤礦瓦斯爆炸事故頻發(fā)，隔爆水袋等產(chǎn)品卻連連失利，未能達(dá)到大家所預(yù)想的隔爆效果，這是我們都不愿意看到的，也是我們應(yīng)該沉痛反思的，我們亟待出現(xiàn)一種新的隔爆產(chǎn)品，在瓦斯爆炸事故不可避免的發(fā)生的時(shí)候能真正起到最后一道屏障的作用，真正擔(dān)當(dāng)起井下工人的保護(hù)傘、定心丸，將人員傷亡、國家損失降低到最低限度。使“井下工作”不再是人們聞之色變的名詞，也使我們國家在世界范圍內(nèi)煤礦安全開采這場攻堅(jiān)戰(zhàn)中能打的響、打的漂亮。

自動(dòng)化隔爆裝置適逢其時(shí)、應(yīng)運(yùn)而生第15頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四理念突破自動(dòng)化隔爆裝置——理念上的突破

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打破了傳統(tǒng)井下以水滅火的思維模式

?火焰到達(dá)之前裝置能可靠地噴射出滅火物質(zhì)，彌補(bǔ)了隔爆水袋、水槽、巖粉棚等傳統(tǒng)滅火產(chǎn)品的不足

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無電器元件，純機(jī)械結(jié)構(gòu)，彌補(bǔ)了現(xiàn)有自動(dòng)抑爆產(chǎn)品的不足

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滅火粉長懸浮時(shí)間與隔爆水袋水霧0.16秒的的懸浮時(shí)間形成鮮明對比第16頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四滅火介質(zhì)作用時(shí)間：長隔爆滅火性能：穩(wěn)定抗干擾性：強(qiáng)結(jié)構(gòu)：純機(jī)械結(jié)構(gòu)

自動(dòng)化隔爆裝置第17頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四

自動(dòng)化隔爆裝置采用錨桿固定的方式固定在巷道頂板上。當(dāng)井下發(fā)生爆炸時(shí)形成空氣沖擊波和火焰,這個(gè)階段沖擊波的傳播速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于火焰的傳播速度。當(dāng)沖擊波到達(dá)沖擊波接收板，機(jī)械脈沖通過推桿傳到鎖緊裝置并且引發(fā)滅火粉噴發(fā)。結(jié)果在坑道中形成了濃度為110克每立方米、長度超過30米的可靠的滅火粉霧狀區(qū)域。此霧狀區(qū)域阻礙并撲滅火焰鋒面,使爆炸在巷道中的傳播過程停止。本系統(tǒng)用于井下有瓦斯或煤塵爆炸危險(xiǎn)的礦井，可以作為主要和輔助阻止爆炸、防止爆炸擴(kuò)大的裝置，該裝置可有效的減少爆炸損失，降低人員傷亡。

產(chǎn)品原理介紹第18頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四自動(dòng)化隔爆裝置原理動(dòng)畫第19頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四優(yōu)勢所在

比較項(xiàng)目自動(dòng)化隔爆裝置礦用隔爆水袋噴出距離30-31米內(nèi)均勻懸浮滅火粉能水袋破碎后水霧分散長度只有3-5米介質(zhì)懸浮時(shí)間370-390秒；隔爆水槽≥0.25秒,隔爆水袋≥0.16秒；裝置啟動(dòng)時(shí)間≤25毫秒

可在爆炸未到達(dá)壓力峰值前啟動(dòng)裝置，并抑制爆炸

形成最佳水霧的動(dòng)作時(shí)間不大于150毫秒填充物滅火粉（每個(gè)裝置25Kg滅火粉）水（按巷道截面積計(jì)算，每平方米大于100L）自動(dòng)化隔爆裝置與隔爆水袋性能比較一覽表有足夠時(shí)間等待火焰到來并撲滅火焰火焰到來水已經(jīng)落地

爆炸在50-80毫秒就已經(jīng)達(dá)到壓力峰值，裝置啟動(dòng)前爆炸已對巷道造成損壞有效地充滿整個(gè)巷道空間，濃度超過國家規(guī)定要求第20頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四

比較項(xiàng)目自動(dòng)化隔爆裝置礦用隔爆水袋吊掛方式可根據(jù)頂板具體情況選取吊掛方式，靈活多變，尤其采用錨桿固定的巷道，可直接吊掛，簡單方便需制作專門隔爆水槽框架、水袋支撐架、掛鉤等維護(hù)方面檢修周期長、維護(hù)費(fèi)用低，純機(jī)械結(jié)構(gòu)，剔除了電力供應(yīng)的額外支出，并且不需專人進(jìn)行日常維護(hù)、填料等，極大的節(jié)約了人力、物力、財(cái)力需專人進(jìn)行維護(hù)，包括加水、除塵等，并需經(jīng)常檢查水袋是否有破損、漏水現(xiàn)象其他方面由于90%粒徑<20um，滅火顆粒能像空氣一樣飄散布滿整個(gè)空間，不存在滅火的死角。不能布滿整個(gè)空間，火焰能通過水幕之間的間隙繼續(xù)傳播，可能引起煤塵的連鎖爆炸。能隨著沖擊波的沖力繼續(xù)飄散，滅火范圍增大不能隨著沖擊波的沖力繼續(xù)飄散，滅火范圍增大幅度有限。第21頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四

對巷道條件要求低；可用于架線電機(jī)車和安裝單軌機(jī)車的巷道；可用于一般巷道，也可可用于傾角大于18°的傾斜巷道、不規(guī)則巷道、小斷面巷道；可采用錨桿吊掛或其它吊掛方式；

自動(dòng)化隔爆裝置應(yīng)用巷道條件比較對巷道條件要求高；低矮、狹窄、拐彎、不規(guī)則巷道安裝受限；吊掛高度不小于1.8m，距離巷道頂板不得超過1m，距離巷道兩側(cè)邊不得小于100mm；

需制作專門吊掛架；

礦用隔爆水袋第22頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四失效場合對比

?裝置為結(jié)構(gòu)簡單，純機(jī)械觸發(fā)，避免了電氣元件造成的誤動(dòng)作；?滅火粉懸浮時(shí)間長，有效避免了沖擊波和火焰到達(dá)時(shí)間不協(xié)調(diào)而引起的裝置失效問題；?距離爆源位置對裝置啟動(dòng)不產(chǎn)生影響；

自動(dòng)化隔爆裝置礦用隔爆水袋?爆炸波和爆炸火焰的到達(dá)時(shí)間不協(xié)調(diào)，水袋不起作用;?巖粉或水霧濃度和持續(xù)時(shí)間取決于爆炸波的拋灑作用，因此隔爆效果不穩(wěn)定;?沖擊波和火焰速度、強(qiáng)度、安裝位置發(fā)生變化會(huì)導(dǎo)致水袋失效;?只能用于距離爆源60-200m;第23頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四100-250m/s40-1000m/s適用爆炸強(qiáng)度類型自動(dòng)化隔爆裝置礦用隔爆水袋爆炸沖擊波蔓延速度自動(dòng)化隔爆裝置可用于弱爆至

強(qiáng)爆，實(shí)驗(yàn)范圍及其廣泛，而水袋則只用于弱爆，并且使用條件受限第24頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四

兩種產(chǎn)品滅火介質(zhì)有何區(qū)別？①可抑制有焰燃燒：超細(xì)干粉受熱分解產(chǎn)生的自由基與火焰燃燒產(chǎn)生的H、OH自由基發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，中斷火焰繼續(xù)燃燒；②窒息表面燃燒：A發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)，是吸熱反應(yīng)，能有效將火焰降至燃點(diǎn)以下；B能生成一種玻璃狀薄膜覆蓋在燃燒物表面隔絕氧氣，阻止復(fù)燃；③對熱輻射具有隔離和冷卻作用：分解產(chǎn)生惰性氣體如CO2等稀釋燃燒區(qū)的氧濃度減弱燃燒速度，用水將火焰冷卻至燃點(diǎn)以下（如表面積足夠大才可以隔絕氧氣）自動(dòng)化隔爆裝置礦用隔爆水袋第25頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四

為驗(yàn)證自動(dòng)化隔爆裝置良好的隔爆滅火效能，我們在重慶煤科院井下模擬巷道中進(jìn)行了滅火效能試驗(yàn)。以下為進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)的巷道切面圖第26頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四自動(dòng)化隔爆裝置地面模擬試驗(yàn)第27頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四地面裝置噴發(fā)試驗(yàn)第28頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四動(dòng)作后的自動(dòng)化隔爆裝置第29頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四模擬井下安裝圖第30頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四井下模擬試驗(yàn)完成后的裝置第31頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四自動(dòng)化隔爆裝置是我公司引進(jìn)的俄羅斯先進(jìn)煤礦科學(xué)技術(shù)而制造的，不僅在我