煤矿立风井备用防爆门和复位手艺研究与利用 时候：2015-12-24来历：中国防爆网作者：阅读次数：513

-6213507援用格局：王梦东。煤矿立风井备用防爆门和复位手艺研究与利用。煤炭科学手艺，2014，42（10）0引言煤炭是我国国平易近经济成长的首要能源，跟着可再生能源的上升，国产煤炭占我国次能源消费总量的比例将会逐步降落，但煤炭消费的绝对量仍呈增添趋向。但是我国煤矿平安出产潜伏危险源多、灾难情势很是严重，煤矿百万吨灭亡率与国外比拟，差距仍很年夜。在矿难中，部门人是由于爆炸的冲击波致死，但更多的人是因瓦斯爆炸发生年夜量有毒有害气体，梗塞而死。因此产生变乱后应和时进行透风排毒，但是瓦斯爆炸后，因为矿井防爆门产生严重变形或被高压抛出，井下气流与地面空气产生风流短路，co等有毒气体没法有用排出而引发年夜量人员伤亡E4.别的，因为井下救济的需要，凡是应对矿井进行反风，而此时因为防爆门凡是不克不及和时封闭，一样造成风流短路，从而影响井下救济工作。因此产生瓦斯爆炸后，若何*年夜限度阐扬防爆门的平安感化十分主要5-6.但是今朝包管防爆门平安的办法仅是对现有防爆门的布局进行革新。因为矿井产生瓦斯爆炸确当量没法估计，仅对现有防爆门的布局进行革新现实上没法包管矿井产生瓦斯爆炸时防爆门不被粉碎。据此，提出采取全新的备用防爆门，在矿井产生瓦斯爆炸、原有防爆门遭到粉碎时备用防爆门能和时复位、密封风井，包管矿井正常透风，避免瓦斯爆炸灾难变乱扩年夜，*年夜限度削减损掉。

1备用防爆门设计1.1类似摹拟爆炸实验和计较阐发研究瓦斯爆炸冲击波的传布机理，影响瓦斯冲击波爆炸强度的节制身分。

类似摹拟爆炸当量WTNT计较。

此中：a为爆炸效力因子，取0. 04；Wf为燃料的总质量，在此为甲烷质量，kg；Qf为燃料的燃烧热，k/kg，甲烷取55.5x103k/kg；QTNT为TNT爆炸热，取4520k/kg.甲烷-空气夹杂物摩尔质量26.681g/mol，甲烷密度为0.656kg/m3，气囊甲烷类似摹拟瓦斯爆炸超压计较。夹杂气体体积66L；反映物中氧气2/3，甲烷1/3；夹杂物的摩尔质量26.681，甲烷密度0.656kg/m3，尺度状况下每1kg乙炔完全燃烧放出的热量为55.5M，反映放出热量为0.8009M，冲击波超压1.927x105Pa，波阵面传布速度551m/s，气流速度284m/s，密度3.9654kg/m3，爆炸当量相对12.72gTNT火药。1.2矿井灾变期间立风井控风方案充实斟酌矿井灾变期间的各个身分，领会阐发现有防爆门存在的平安隐患，斟酌不改变现有风井防爆门的布局，另增添一套自力的备用防爆门，并在此根本上增添备用防爆门的方案。即开云体育app改变备用防爆门的布局，将备用防爆设计成对开的备用防爆门，如许在矿井灾变期间原有矿井风井防爆门遭到粉碎时，启动备用防爆门可以将风井盖严。一旦产生2次或屡次爆炸时，备用防爆门上的备用防爆门能实现主动打开与复位。凡是环境下，当产生瓦斯或煤尘爆炸时，第1次的威力是*年夜的，原有防爆门可能遭到严重的风险，当今后产生2次或屡次爆炸时，气流对防爆门的冲击力会逐步减小，是以，产生第1次爆炸时被摧毁的是原有矿井风井的防爆门，以后备用防爆门可发生感化。

1.3备用防爆门快速复位系统备用防爆门的设计既要斟酌对原风井盖的罩盖、密封、固定，还要斟酌到移动、对接和锁紧。是以，必需设计靠得住的备用防爆门快速复位系统。颠末研究，提出以下3个方案：吊装复位系统、倾斜滑道复位系统、程度导轨牵引系统。颠末对照阐发，认为程度导轨牵引系统加倍可行。该方案是斟酌将备用防爆门置在原风井盖一旁的2根程度导轨上，而且可以在电念头驱动下沿程度导轨移动，当原风井盖因为井下灾变被冲击粉碎而需要启用备用防爆门快速复位系统时，复位系统的电控部门驱动横梁行走机构，将备用防爆门系统推至原风井盖上方，同时电推杆锁紧装配将其锁紧，在反风时确保井盖不被吹开。此方案中防爆门的移动是电念头驱动，能使防爆门从备用状况快速移动至指定位置。据测算：从最先移动到活动到指定位置只需33. 3s，可以或许包管在划定时候内实现反风，同时，年夜幅削减了人工操作，消弭了平安隐患。

备用防爆门快速复位系统的整体组成如所示，其备用防爆门快速开启布局首要由风井盖门扇、风井盖转轴装配和配重等构成。按照备用防爆门能在产生瓦斯爆炸时快速开启的设计要求，计较了快速开启布局中的配重，阐发了井盖开启进程的活动学和动力学，验证了井盖开启时候能知足规程要求。

为提高井盖刚度，在备用防爆门井盖上设计了增强筋，并对增强筋、转轴强度和刚度进行校核计较。

备用防爆门快速复位系统的整体布局1.4备用防爆门电控系统备用防爆门电控系统由横梁行走电念头和电动推杆电念头构成，其工作道理如所示。D1、D2为横梁行走装配的电念头，在运转时做同步活动。D3、D4、D5、D6别离为锁紧装配中的电动推杆电念头，在运转时做同步活动。当防爆门处在备用状况时，此电控系统不工作。当防爆门进入工作状况时，启动“进步”按钮1ZA，电念头正转，防爆门向前移动，达到终点位置时启动按钮1TA，防爆门住手移动。当需要防爆门退出工作状况则启动“退回”按钮1FA，电念头反转，防爆门撤退退却，退回终点位置时启动住手按钮1TA.在需要反风工作时，经由过程正向按钮进入锁紧状况，不需要反风工作时，经由过程反向按钮退出锁紧状况。

1.5备用防爆门与密封池间的密封布局备用防爆门与方形密封池之间的密封布局设计。按照密封圈截面的分歧，今朝的密封体例凡是有矩形、卵形、骨形、塔形、月形和O形橡胶密封圈6种。颠末对密封件的紧缩进程和应力散布阐发，几种异型密封件不管在装配状况下仍是年夜开缝时都可知足定的密封要求。异型密封件可在较年夜开缝时（5mm以上）包管杰出的气密性，填补了传统O形圈的不足。经有限元阐发和实验验证，本设计中密封布局肯定采取卵形和月形相连系的密封体例h―12，确保了备用立风井防爆门封锁立风井后的有用风量年夜在90%.备用防爆门底盘密封设计。底盘的上平面与年夜气情况相通，为了削减漏风，当备用防爆门推至原风井盖上方时，要求与外界应有靠得住的密封。采取的密封法子是在底盘上平面槽钢位置处粘接厚度20~30mm的橡胶海绵密封条，当防爆门的门盖处在备用状况时，门盖因为自重而压紧橡胶海绵使其紧贴底盘上平面，当防爆门处在工作状况时，压在槽钢位置处的海绵条起到密封感化。底盘下平面密封比力复杂方面是底盘在行走进入混凝土方箱位置时侧边始终要处在密封状况，另外一方面是底盘到位时其前后端面也要处在密封状况，如许才能知足防爆门的密封要求，有用避免漏风。采取的密封方案是在勾当槽钢上粘接厚度6x60mm，长7 640mm的密封条，当勾当槽钢达到指定位置时经由过程紧贴密封条接触，包管勾当槽钢和固定槽钢之间的靠得住密封，以防气体从此位置泄漏，到达密封结果。

2备用防爆门变形摹拟与抗冲击实验2.1备用防爆门变形摹拟操纵FLUENT软件对瓦斯爆炸流场进行数值摹拟，得出瓦斯爆炸冲击波在分歧时刻感化在备用防爆门上的压力散布，并操纵牛顿活动第二定律，别离求出备用防爆门被开启的*小压力、分歧时刻的压86力散布、分歧时刻的动弹角加快度和分歧时刻的已开启角度，阐发备用防爆门活动纪律。然后操纵ANSYS软件对备用防爆门进行应力阐发，获得备用防爆门*年夜变形环境，经由过程材料强度校核，阐发其变形属在塑性变形仍是弹性变形。经由过程数值摹拟得出以下首要结论。①在CH4体积浓度为化学当量比浓度9.5%前提下焚烧后，爆炸冲击波压力为26kPa时，备用防爆门最先打开，当开启角度为12时压力到达峰值782kPa.②备用防爆门所受*年夜应力为189MPa，小在钢的许用应力245MPa，*年夜弹性变形量32.2mm，未产生塑性变形，申明备用防爆门布局设计公道，备用防爆门整体靠得住性合适要求。

2.2备用防爆门抗冲击实验依照实验矿井现实范围尺寸的1/4比例，设计了中尝尝验平台。此中摹拟井筒的直径为1.2m，深度10m，在摹拟井筒上方安装1/4现实尺寸的备用防爆门，并依照爆炸当量由小到年夜挨次进行中尝尝验，其实验系统道理如所示。

备用防爆门中尝尝验系统道理在中尝尝验平台上共进行了8次备用防爆门中尝尝验。为提高有限体积爆炸气体的爆炸当量，爆炸气体采取化学当量浓度的乙炔与纯氧的夹杂气体，夹杂气体体积5~45L，TNT爆炸当量为2.13~19.17g，8次实验进程中爆炸当量以逐步加年夜为原则，考查备用防爆门应力、变形环境。中尝尝验成果注解：在所有爆炸实验进程中，备用防爆门承受的主（下转第91页）5结语全主动预混料力量输送系统在口孜东矿的利用注解，该系统可以按照掘进工作面用料需求持续主动为掘进工作面供给直径不年夜在4mm的夹杂料，在包管夹杂料质量的根本上知足了巷道支护棚后浇筑混凝土材料用量年夜的需求。采取力量输送，有用减缓了矿井辅助运输运力重要问题，全主动化的PLC节制连系完全基在WEB的上位监控和长途诊断撑持，包管了系统的全主动运行，年夜量削减辅助运输和巷道修护从业人员数目。力量输送体例避免了采取矿车运输时的平安风险，从底子上保障人员平安，共同结合支护工艺的变化，年夜幅改良了矿井的支护结果，该系统在开采深度和产量较年夜的矿井具有很好的推行利用价值。