CN108240231B - 一种矿用火区主动隔爆抑爆装置及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种矿用火区主动隔爆抑爆装置及其控制方法，矿用火区主动隔爆抑爆装置包括探测器、隔爆抑爆器和控制器；探测器包括压力传感器、CO传感器、CO2传感器和CH4传感器；隔爆抑爆器至少包括一个隔爆器和一个抑爆器，隔爆器和抑爆器均包括密闭桶体、气体发生机构、匀释气囊和喷头，隔爆器的密闭桶体内部填充可阻止爆炸传播的隔爆灭火粉剂，抑爆器的密闭桶体内部填充可降低瓦斯浓度的、具有化学惰性的气体。本矿用火区主动隔爆抑爆装置及其控制方法综合考虑CO及CO2耦合作用下判断矿井内部环境是否接近于瓦斯爆炸条件，提高了监测的可靠性和准确性，特别适用于煤矿火区的主动隔爆抑爆。

Description

一种矿用火区主动隔爆抑爆装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种主动隔爆抑爆装置及其控制方法，具体是一种适用于煤矿火区的主动隔爆抑爆装置及其控制方法，属于煤矿安全生产技术领域。
背景技术
煤矿开采过程中如瓦斯爆炸、煤与瓦斯突出等矿井灾害是矿井易发生的主要灾害。我国煤矿中，高瓦斯矿井和煤与瓦斯突出矿井占15％左右，瓦斯爆炸目前仍是造成矿井人员伤亡和财产损失的主要事故形式，研发矿井瓦斯主动隔爆抑爆装置对我国矿井安全具有重大意义。
目前，被动式水槽、水袋和自动式抑爆装置等装置已在煤矿中推广运用，对控制瓦斯煤尘爆炸传播范围、减少事故损失起到了重要的作用，在一定程度上保障了煤矿安全生产。国内对瓦斯的检测以甲烷检测为主，因此这类装置均以监测甲烷浓度为指标来判断火区封闭过程瓦斯是否会发生爆炸，然而由于煤矿瓦斯从煤和围岩中逸出的甲烷、二氧化碳、一氧化碳和氮等组成的混合气体，在火区封闭过程中所产生的一氧化碳和二氧化碳对瓦斯爆炸极限范围同样存在影响，仅以甲烷浓度为判断依据的抑爆装置可能会对矿井火区封闭过程中瓦斯爆炸与否造成误判，这对主动隔爆抑爆装置的可靠性和准确性影响较大。另外，这类装置的喷头通常安装在抑爆筒体的轴线上，因此不仅喷头喷射方向单一，而且喷嘴口径小易导致抑爆粉末覆盖率较低。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种矿用火区主动隔爆抑爆装置及其控制方法，能够在综合考虑瓦斯爆炸极限范围的前提下实现准确判断瓦斯是否会发生爆炸，并根据判断结果实施隔爆或抑爆，提高可靠性和准确性，特别适用于煤矿火区的主动隔爆抑爆。
为了实现上述目的，本矿用火区主动隔爆抑爆装置包括探测器、隔爆抑爆器和控制器；
所述的探测器包括均布设置在矿井巷道内壁上的压力传感器、CO传感器、CO2传感器和CH4传感器；
所述的隔爆抑爆器至少包括一个隔爆器和一个抑爆器，隔爆器和抑爆器均包括密闭桶体、气体发生机构、匀释气囊和喷头；密闭桶体顶端通过安装支架定位安装在矿井巷道内壁上、且密闭桶体的桶底位置面向矿井巷道设置；气体发生机构固定设置在密闭桶体内部的顶端，气体发生机构包括气体发生部件、消焰罩壳和点火部件，气体发生部件内部设有固态燃料，消焰罩壳套接安装在气体发生部件的外部，消焰罩壳上设有多个沿其周向及轴向均布设置的、内外贯通的导流孔，点火部件安装在气体发生部件上；匀释气囊是采用弹性材质制作的囊状结构，匀释气囊套接包裹安装在气体发生机构的外部，匀释气囊上均布设有多个内外贯通的匀释泄气孔；喷头设置为多个，多个喷头固定安装在密闭桶体的桶底位置、且喷头与密闭桶体的内腔贯通设置，喷头的喷射方向面向矿井巷道设置，喷头的内腔通过可根据压力大小开闭的隔断部件与密闭桶体的内腔密闭连接；隔爆器的密闭桶体内部填充可阻止爆炸传播的隔爆灭火粉剂，抑爆器的密闭桶体内部填充可降低瓦斯浓度的、具有化学惰性的气体；
所述的控制器包括处理器、输入端口、输出端口、电源回路、数据反馈回路、数据判断回路、隔爆抑爆器控制回路，处理器分别与输入端口、输出端口电连接，输入端口分别与压力传感器、CO传感器、CO2传感器和CH4传感器电连接，输出端口分别与隔爆器和抑爆器的点火部件电连接。
作为本发明的进一步改进方案，匀释气囊的囊状开口位置与安装支架固定连接，匀释气囊在密闭桶体内顶部形成半球形结构。
作为本发明的进一步改进方案，所述的消焰罩壳的外部还设有阻燃薄膜。
作为本发明的优选方案，所述的隔断部件是密封隔膜。
作为本发明的优选方案，填充在隔爆器的密闭桶体内部的隔爆灭火粉剂是ABC超细干粉灭火剂。
作为本发明的优选方案，填充在抑爆器的密闭桶体内部的具有化学惰性的气体是氮气。
作为本发明的优选方案，气体发生部件内部的固态燃料是硝基胍。
一种矿用火区主动隔爆抑爆装置的控制方法，具体包括以下步骤：
步骤一：数据反馈：启动电源回路后数据反馈回路开始工作，压力传感器、CO传感器、CO2传感器和CH4传感器分别实时向控制器的处理器反馈矿井巷道内流动气流的压力数值、CO浓度数值、CO2浓度数值和CH4浓度数值；
步骤二：数据判断回路开始工作，当压力传感器反馈数值超过设定数值时，处理器则直接判断为危险信号，隔爆抑爆器控制回路开始工作，处理器通过输出端口控制隔爆器的点火部件动作点火，隔爆器的气体发生部件内部的固态燃料被点燃释放大量的气体，大量气体迅速体积膨胀并经导流孔充斥匀释气囊、最终经匀释泄气孔进入密闭桶体的内腔使密闭桶体内的压力急剧增大，隔断部件受压打开后隔爆器的密闭桶体内部的隔爆灭火粉剂经喷头喷出形成气幕、阻止爆炸传播；
当压力传感器反馈数值未超过设定数值时，处理器根据设定程序和CO传感器、CO2传感器和CH4传感器实时反馈的数值进行计算、存储并分析判断矿井巷道内部环境是否接近于瓦斯爆炸条件，处理器记录某一时段内CH4传感器每次反馈的CH4浓度数值并不断计算平均值，对比之后不同时段的平均值之间的差异，判断CH4浓度数值是否处于缓慢、稳定的增长状态，若处于此状态，则隔爆抑爆器控制回路开始工作，处理器通过输出端口控制抑爆器的点火部件动作点火，抑爆器的气体发生部件内部的固态燃料被点燃释放大量的气体，大量气体迅速体积膨胀并经导流孔充斥匀释气囊、最终经匀释泄气孔进入密闭桶体的内腔使抑爆器的密闭桶体内的压力急剧增大，隔断部件受压打开后抑爆器的密闭桶体内部的具有化学惰性的气体经喷头喷出、降低CH4浓度，避免发生瓦斯爆炸。
作为本发明的进一步改进方案，步骤二中，处理器记录某一时段内CH4传感器每次反馈的CH4浓度数值并不断计算平均值后同时将之后某一时刻CH4传感器反馈的CH4浓度数值与该平均值进行比较，若之后某一时刻CH4传感器反馈的CH4浓度数值与平均值之间的差值大于设定数值时则判断为出现瓦斯突涌，隔爆抑爆器控制回路开始工作，处理器通过输出端口控制抑爆器喷射具有化学惰性的气体降低CH4浓度。
作为本发明的进一步改进方案，步骤二中，当压力传感器反馈数值未超过设定数值时，处理器根据设定程序和CO传感器、CO2传感器和CH4传感器实时反馈的数值进行计算、存储并分析判断矿井巷道内部环境是否接近于瓦斯爆炸条件，首先由逻辑电路A进行判断，处理器根据设定程序和CO传感器、CO2传感器实时反馈的CO浓度数值、CO2浓度数值计算CO与CO2的体积比α，并与其临界值0.092进行比较，若α<0.092，则继续进行下一步判断，设定抑爆器启动最低瓦斯标准为1.5％，当CH4传感器反馈的CH4浓度数值大于1.5％，则判定为危险信号，处理器通过输出端口控制抑爆器喷射具有化学惰性的气体降低CH4浓度；若α>0.092，则通过逻辑电路B进行进一步的判断，处理器计算当前CO及CO2的总体积Xtotal，当Xtotal位于0.05～0.10之间，则将已设定的最低瓦斯标准降至1.0％，之后处理器再对CH4传感器反馈的CH4浓度数值进行判断，如果CH4传感器反馈的CH4浓度数值大于1.0％，则判定为危险信号，处理器通过输出端口控制抑爆器喷射具有化学惰性的气体降低CH4浓度；当Xtotal大于0.10，处理器根据一段时间内计算的α值分析α的变化趋势，如果α存在线性增长，则判定为危险信号，处理器通过输出端口控制抑爆器喷射具有化学惰性的气体降低CH4浓度。
与现有技术相比，本矿用火区主动隔爆抑爆装置及其控制方法通过探测器反馈的外界环境介质变化情况进行记录、存储和分析判断是否为安全信号或危险信号，并根据判断结果控制隔爆抑爆器的相应动作，当在火区封闭过程中瓦斯开始发生爆炸，探测器向控制器输送信号，控制器判断为危险信号后向隔爆器发出指令，启动隔爆器使隔爆灭火粉剂喷出形成隔爆气幕、阻止爆炸传播，当在火区封闭过程中矿井内部环境接近于瓦斯爆炸条件，探测器向控制器输送信号，控制器判断为危险信号后向抑爆器发出指令，启动抑爆器使具有化学惰性的气体喷出、降低CH4浓度，避免发生瓦斯爆炸；本矿用火区主动隔爆抑爆装置及其控制方法在判断矿井内部环境是否接近于瓦斯爆炸条件时，除了常规的监测CH4浓度数值以外还以CO与CO2体积比α＝0.092为临界值，设置两种逻辑电路判断方式，综合考虑CO及CO2耦合作用下判断矿井内部环境是否接近于瓦斯爆炸条件，提高了监测的可靠性和准确性，特别适用于煤矿火区的主动隔爆抑爆。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的工作原理图；
图3是本发明逻辑电路A的工作原理图；
图4是本发明逻辑电路B的工作原理图。
图中：1、压力传感器，2、CO传感器，3、CO2传感器，4、CH4传感器，5、控制器，6、安装支架，7、点火部件，8、导流孔，9、消焰罩壳，10、气体发生部件，11、阻燃薄膜，12、匀释泄气孔，14、匀释气囊，15、密闭桶体，16、隔断部件，17、喷头。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
如图1所示，本矿用火区主动隔爆抑爆装置包括探测器、隔爆抑爆器和控制器5。
所述的探测器包括均布设置在矿井巷道内壁上的压力传感器1、CO传感器2、CO2传感器3和CH4传感器4。
所述的隔爆抑爆器至少包括一个隔爆器和一个抑爆器，隔爆器和抑爆器均包括密闭桶体15、气体发生机构、匀释气囊14和喷头17；
密闭桶体15顶端通过安装支架6定位安装在矿井巷道内壁上、且密闭桶体15的桶底位置面向矿井巷道设置；
气体发生机构固定设置在密闭桶体15内部的顶端，气体发生机构包括气体发生部件10、消焰罩壳9和点火部件7，气体发生部件10内部设有固态燃料，消焰罩壳9套接安装在气体发生部件10的外部，消焰罩壳9上设有多个沿消焰罩壳9周向及轴向均布设置的、内外贯通的导流孔8，点火部件7安装在气体发生部件10上；
匀释气囊14是采用弹性材质制作的囊状结构，匀释气囊14套接包裹安装在气体发生机构的外部，匀释气囊14上均布设有多个内外贯通的匀释泄气孔12；
喷头17设置为多个，多个喷头17固定安装在密闭桶体15的桶底位置、且喷头17与密闭桶体15的内腔贯通设置，喷头17的喷射方向面向矿井巷道设置，喷头17的内腔通过可根据压力大小开闭的隔断部件16与密闭桶体15的内腔密闭连接；
隔爆器的密闭桶体15内部填充可阻止爆炸传播的隔爆灭火粉剂，抑爆器的密闭桶体15内部填充可降低瓦斯浓度的、具有化学惰性的气体。
所述的控制器5包括处理器、输入端口、输出端口、电源回路、数据反馈回路、数据判断回路、隔爆抑爆器控制回路，处理器分别与输入端口、输出端口电连接，输入端口分别与压力传感器1、CO传感器2、CO2传感器3和CH4传感器4电连接，输出端口分别与隔爆器和抑爆器的点火部件7电连接。
如图2所示，本矿用火区主动隔爆抑爆装置通过探测器反馈的外界环境介质变化情况进行记录、存储和分析判断是否为安全信号或危险信号，并根据判断结果控制隔爆抑爆器的相应动作。
本矿用火区主动隔爆抑爆装置在安装在矿井巷道内使用时，启动电源回路后数据反馈回路和数据判断回路开始工作，压力传感器1、CO传感器2、CO2传感器3和CH4传感器4分别实时向控制器5的处理器反馈矿井巷道内流动气流的压力数值、CO浓度数值、CO2浓度数值和CH4浓度数值。
当压力传感器1反馈数值超过设定数值时，即，瓦斯爆炸已发生，处理器则直接判断为危险信号，隔爆抑爆器控制回路开始工作，处理器通过输出端口控制隔爆器的点火部件7动作点火，隔爆器的气体发生部件10内部的固态燃料被点燃释放大量的气体，大量气体迅速体积膨胀并经导流孔8充斥匀释气囊14、最终经匀释泄气孔12进入密闭桶体15的内腔使密闭桶体15内的压力急剧增大，隔断部件16受压打开后隔爆器的密闭桶体15内部的隔爆灭火粉剂经喷头17喷出形成气幕、阻止爆炸传播。
当压力传感器1反馈数值未超过设定数值时，处理器根据设定程序和CO传感器2、CO2传感器3和CH4传感器4实时反馈的数值进行计算、存储并分析判断矿井巷道内部环境是否接近于瓦斯爆炸条件，处理器记录某一时段内CH4传感器4每次反馈的CH4浓度数值并不断计算平均值，对比之后不同时段的平均值之间的差异，判断CH4浓度数值是否处于缓慢、稳定的增长状态，若处于此状态，则隔爆抑爆器控制回路开始工作，处理器通过输出端口控制抑爆器的点火部件7动作点火，抑爆器的气体发生部件10内部的固态燃料被点燃释放大量的气体，大量气体迅速体积膨胀并经导流孔8充斥匀释气囊14、最终经匀释泄气孔12进入密闭桶体15的内腔使抑爆器的密闭桶体15内的压力急剧增大，隔断部件16受压打开后抑爆器的密闭桶体15内部的具有化学惰性的气体经喷头17喷出、降低CH4浓度，避免发生瓦斯爆炸。
为了能够检测是否出现瓦斯突涌，处理器记录某一时段内CH4传感器4每次反馈的CH4浓度数值并不断计算平均值后同时将之后某一时刻CH4传感器4反馈的CH4浓度数值与该平均值进行比较，若之后某一时刻CH4传感器4反馈的CH4浓度数值与平均值之间的差值大于设定数值时则判断为出现瓦斯突涌，隔爆抑爆器控制回路开始工作，处理器通过输出端口控制抑爆器喷射具有化学惰性的气体降低CH4浓度。
如图3所示，首先由逻辑电路A进行判断，处理器根据设定程序和CO传感器2、CO2传感器3实时反馈的CO浓度数值、CO2浓度数值计算CO与CO2的体积比α，并与其临界值0.092进行比较，若α<0.092，则继续进行下一步判断，设定抑爆器启动最低瓦斯标准为1.5％，当CH4传感器4反馈的CH4浓度数值大于1.5％，则判定为危险信号，处理器通过输出端口控制抑爆器喷射具有化学惰性的气体降低CH4浓度；若α>0.092，则通过逻辑电路B进行进一步的判断，如图4所示，处理器计算当前CO及CO2的总体积Xtotal，当Xtotal位于0.05～0.10之间，则将已设定的最低瓦斯标准降至1.0％，之后处理器再对CH4传感器4反馈的CH4浓度数值进行判断，如果CH4传感器4反馈的CH4浓度数值大于1.0％，则判定为危险信号，处理器通过输出端口控制抑爆器喷射具有化学惰性的气体降低CH4浓度；当Xtotal大于0.10，处理器根据一段时间内计算的α值分析α的变化趋势，如果α存在线性增长，则判定为危险信号，处理器通过输出端口控制抑爆器喷射具有化学惰性的气体降低CH4浓度。
为避免占用过多的矿井巷道空间，本矿用火区主动隔爆抑爆装置的隔爆器和抑爆器可卧入矿井巷道内壁内部安装，即隔爆器和抑爆器的密闭桶体15的桶底位置与矿井巷道内壁平齐设置。
为了在点火部件7动作点火后气体发生部件10释放的气体能够更均匀地在密闭桶体15内顶部形成压力、顺利推动密闭桶体15内部的隔爆灭火粉剂或具有化学惰性的气体自喷头17喷出，作为本发明的进一步改进方案，匀释气囊14的囊状开口位置与安装支架6固定连接，即，在气体发生部件10释放的气体充斥匀释气囊14后，匀释气囊14在密闭桶体15内顶部形成半球形结构，进而实现气体发生部件10释放的气体能够更均匀地在密闭桶体15内顶部形成压力。
为了在点火部件7动作点火后防止气体发生部件10释放气体的过程中匀释气囊14被过热的消焰罩壳9表面烫伤损坏，作为本发明的进一步改进方案，所述的消焰罩壳9的外部还设有阻燃薄膜11。
所述的隔断部件16可以采用电控的阀门结构，也可以采用密封隔膜结构，由于前者结构较复杂，而后者结构简单、更换方便，因此优选后者，即，作为本发明的优选方案，所述的隔断部件16是密封隔膜。
填充在隔爆器的密闭桶体15内部的隔爆灭火粉剂可以采用普通干粉灭火剂，也可以采用ABC超细干粉灭火剂，由于ABC超细干粉灭火剂的粒径小、流动性好，具有良好的抗复燃性、弥散性和电绝缘性，因此优选后者，即，作为本发明的优选方案，填充在隔爆器的密闭桶体15内部的隔爆灭火粉剂是ABC超细干粉灭火剂。
填充在抑爆器的密闭桶体15内部的具有化学惰性的气体可以采用如氩气、氦气等稀有气体，也可以采用氮气，由于氮气便于得到、且氮气成本较低，因此优选氮气，即，作为本发明的优选方案，填充在抑爆器的密闭桶体15内部的具有化学惰性的气体是氮气。
由于氮气无毒、且氮气具有化学惰性，因此本发明采用气体发生部件10产生大量氮气的技术方案，气体发生部件10内部的固态燃料可以采用氮化钠，也可以采用硝基胍，由于前者具有剧毒，而后者不仅无毒、而且具有较高的含氮量和很好的燃烧性能，因此优选后者，即，作为本发明的优选方案，气体发生部件10内部的固态燃料是硝基胍。
本矿用火区主动隔爆抑爆装置及其控制方法通过探测器反馈的外界环境介质变化情况进行记录、存储和分析判断是否为安全信号或危险信号，并根据判断结果控制隔爆抑爆器的相应动作，当在火区封闭过程中瓦斯开始发生爆炸，探测器向控制器5输送信号，控制器5判断为危险信号后向隔爆器发出指令，启动隔爆器使隔爆灭火粉剂喷出形成隔爆气幕、阻止爆炸传播，当在火区封闭过程中矿井内部环境接近于瓦斯爆炸条件，探测器向控制器5输送信号，控制器5判断为危险信号后向抑爆器发出指令，启动抑爆器使具有化学惰性的气体喷出、降低CH4浓度，避免发生瓦斯爆炸；本矿用火区主动隔爆抑爆装置及其控制方法在判断矿井内部环境是否接近于瓦斯爆炸条件时，除了常规的监测CH4浓度数值以外还以CO与CO2体积比α＝0.092为临界值，设置两种逻辑电路判断方式，综合考虑CO及CO2耦合作用下判断矿井内部环境是否接近于瓦斯爆炸条件，提高了监测的可靠性和准确性，特别适用于煤矿火区的主动隔爆抑爆。

Claims (10)

1.一种矿用火区主动隔爆抑爆装置，包括探测器、隔爆抑爆器和控制器(5)；其特征在于，
所述的探测器包括均布设置在矿井巷道内壁上的压力传感器(1)、CO传感器(2)、CO2传感器(3)和CH4传感器(4)；
所述的隔爆抑爆器至少包括一个隔爆器和一个抑爆器，隔爆器和抑爆器均包括密闭桶体(15)、气体发生机构、匀释气囊(14)和喷头(17)；密闭桶体(15)顶端通过安装支架(6)定位安装在矿井巷道内壁上、且密闭桶体(15)的桶底位置面向矿井巷道设置；气体发生机构固定设置在密闭桶体(15)内部的顶端，气体发生机构包括气体发生部件(10)、消焰罩壳(9)和点火部件(7)，气体发生部件(10)内部设有固态燃料，消焰罩壳(9)套接安装在气体发生部件(10)的外部，消焰罩壳(9)上设有多个沿其周向及轴向均布设置的、内外贯通的导流孔(8)，点火部件(7)安装在气体发生部件(10)上；匀释气囊(14)是采用弹性材质制作的囊状结构，匀释气囊(14)套接包裹安装在气体发生机构的外部，匀释气囊(14)上均布设有多个内外贯通的匀释泄气孔(12)；喷头(17)设置为多个，多个喷头(17)固定安装在密闭桶体(15)的桶底位置、且喷头(17)与密闭桶体(15)的内腔贯通设置，喷头(17)的喷射方向面向矿井巷道设置，喷头(17)的内腔通过可根据压力大小开闭的隔断部件(16)与密闭桶体(15)的内腔密闭连接；隔爆器的密闭桶体(15)内部填充可阻止爆炸传播的隔爆灭火粉剂，抑爆器的密闭桶体(15)内部填充可降低瓦斯浓度的、具有化学惰性的气体；
所述的控制器(5)包括处理器、输入端口、输出端口、电源回路、数据反馈回路、数据判断回路、隔爆抑爆器控制回路，处理器分别与输入端口、输出端口电连接，输入端口分别与压力传感器(1)、CO传感器(2)、CO2传感器(3)和CH4传感器(4)电连接，输出端口分别与隔爆器和抑爆器的点火部件(7)电连接。
2.根据权利要求1所述的矿用火区主动隔爆抑爆装置，其特征在于，匀释气囊(14)的囊状开口位置与安装支架(6)固定连接，匀释气囊(14)在密闭桶体(15)内顶部形成半球形结构。
3.根据权利要求1所述的矿用火区主动隔爆抑爆装置，其特征在于，所述的消焰罩壳(9)的外部还设有阻燃薄膜(11)。
4.根据权利要求1所述的矿用火区主动隔爆抑爆装置，其特征在于，所述的隔断部件(16)是密封隔膜。
5.根据权利要求1至4任一权利要求所述的矿用火区主动隔爆抑爆装置，其特征在于，填充在隔爆器的密闭桶体(15)内部的隔爆灭火粉剂是ABC超细干粉灭火剂。
6.根据权利要求1至4任一权利要求所述的矿用火区主动隔爆抑爆装置，其特征在于，填充在抑爆器的密闭桶体(15)内部的具有化学惰性的气体是氮气。
7.根据权利要求1至4任一权利要求所述的矿用火区主动隔爆抑爆装置，其特征在于，气体发生部件(10)内部的固态燃料是硝基胍。
8.一种矿用火区主动隔爆抑爆装置的控制方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
步骤一：数据反馈：启动电源回路后数据反馈回路开始工作，压力传感器(1)、CO传感器(2)、CO2传感器(3)和CH4传感器(4)分别实时向控制器(5)的处理器反馈矿井巷道内流动气流的压力数值、CO浓度数值、CO2浓度数值和CH4浓度数值；
步骤二：数据判断回路开始工作，当压力传感器(1)反馈数值超过设定数值时，处理器则直接判断为危险信号，隔爆抑爆器控制回路开始工作，处理器通过输出端口控制隔爆器的点火部件(7)动作点火，隔爆器的气体发生部件(10)内部的固态燃料被点燃释放大量的气体，大量气体迅速体积膨胀并经导流孔(8)充斥匀释气囊(14)、最终经匀释泄气孔(12)进入密闭桶体(15)的内腔使密闭桶体(15)内的压力急剧增大，隔断部件(16)受压打开后隔爆器的密闭桶体(15)内部的隔爆灭火粉剂经喷头(17)喷出形成气幕、阻止爆炸传播；
当压力传感器(1)反馈数值未超过设定数值时，处理器根据设定程序和CO传感器(2)、CO2传感器(3)和CH4传感器(4)实时反馈的数值进行计算、存储并分析判断矿井巷道内部环境是否接近于瓦斯爆炸条件，处理器记录某一时段内CH4传感器(4)每次反馈的CH4浓度数值并不断计算平均值，对比之后不同时段的平均值之间的差异，判断CH4浓度数值是否处于缓慢、稳定的增长状态，若处于此状态，则隔爆抑爆器控制回路开始工作，处理器通过输出端口控制抑爆器的点火部件(7)动作点火，抑爆器的气体发生部件(10)内部的固态燃料被点燃释放大量的气体，大量气体迅速体积膨胀并经导流孔(8)充斥匀释气囊(14)、最终经匀释泄气孔(12)进入密闭桶体(15)的内腔使抑爆器的密闭桶体(15)内的压力急剧增大，隔断部件(16)受压打开后抑爆器的密闭桶体(15)内部的具有化学惰性的气体经喷头(17)喷出、降低CH4浓度，避免发生瓦斯爆炸。
9.根据权利要求8所述的矿用火区主动隔爆抑爆装置的控制方法，其特征在于，步骤二中，处理器记录某一时段内CH4传感器(4)每次反馈的CH4浓度数值并不断计算平均值后同时将之后某一时刻CH4传感器(4)反馈的CH4浓度数值与该平均值进行比较，若之后某一时刻CH4传感器(4)反馈的CH4浓度数值与平均值之间的差值大于设定数值时则判断为出现瓦斯突涌，隔爆抑爆器控制回路开始工作，处理器通过输出端口控制抑爆器喷射具有化学惰性的气体降低CH4浓度。
10.根据权利要求8所述的矿用火区主动隔爆抑爆装置的控制方法，其特征在于，步骤二中，当压力传感器(1)反馈数值未超过设定数值时，处理器根据设定程序和CO传感器(2)、CO2传感器(3)和CH4传感器(4)实时反馈的数值进行计算、存储并分析判断矿井巷道内部环境是否接近于瓦斯爆炸条件，首先由逻辑电路A进行判断，处理器根据设定程序和CO传感器(2)、CO2传感器(3)实时反馈的CO浓度数值、CO2浓度数值计算CO与CO2的体积比α，并与其临界值0.092进行比较，若α<0.092，则继续进行下一步判断，设定抑爆器启动最低瓦斯标准为1.5％，当CH4传感器(4)反馈的CH4浓度数值大于1.5％，则判定为危险信号，处理器通过输出端口控制抑爆器喷射具有化学惰性的气体降低CH4浓度；若α>0.092，则通过逻辑电路B进行进一步的判断，处理器计算当前CO及CO2的总体积Xtotal，当Xtotal位于0.05～0.10之间，则将已设定的最低瓦斯标准降至1.0％，之后处理器再对CH4传感器(4)反馈的CH4浓度数值进行判断，如果CH4传感器(4)反馈的CH4浓度数值大于1.0％，则判定为危险信号，处理器通过输出端口控制抑爆器喷射具有化学惰性的气体降低CH4浓度；当Xtotal大于0.10，处理器根据一段时间内计算的α值分析α的变化趋势，如果α存在线性增长，则判定为危险信号，处理器通过输出端口控制抑爆器喷射具有化学惰性的气体降低CH4浓度。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109630186B (zh) * 2018-12-21 2023-12-29 兰州理工大学 一种co2/n2快速抑爆的矿井热动力灾害应急处置装置及方法
CN110513138B (zh) * 2019-09-24 2020-11-24 中煤科工集团重庆研究院有限公司 煤矿井下采场区域瓦斯煤尘爆炸抑爆装置的联动控制方法
CN113006859B (zh) * 2019-12-19 2023-05-16 太原理工大学 一种煤矿井下隔爆装置及方法
CN112432800B (zh) * 2020-11-13 2023-04-18 上海仪器仪表自控系统检验测试所有限公司 多套隔爆试验罐同时进行隔爆测试装置及气体置换方法
CN112761730A (zh) * 2021-01-12 2021-05-07 山东亚历山大智能科技有限公司 一种机械式煤矿井下隔爆控制系统及设备
CN113482700A (zh) * 2021-07-08 2021-10-08 河南省济源市鑫科矿山电器有限公司 一种煤矿井下自动隔爆系统

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2278270C2 (ru) * 2001-10-11 2006-06-20 ООО МП Милак Устройство автоматической локализации взрывов и пожаров в горных выработках
CN103256068A (zh) * 2013-05-28 2013-08-21 黑龙江泰安防火防爆设备有限公司 煤矿用抑爆装置
CN204002899U (zh) * 2014-08-08 2014-12-10 四川天微电子有限责任公司 矿用巷道灭火抑爆装置
CN204447061U (zh) * 2015-01-22 2015-07-08 湖北三沃力源航天科技有限公司 一种双推力产气式自动喷粉抑燃抑爆器
CN204457839U (zh) * 2014-12-04 2015-07-08 安徽理工大学 一种气固两相射流主动阻火抑爆装置
CN105201542A (zh) * 2015-10-28 2015-12-30 扬中市南方矿用电器有限公司 Zybg(a)瓦斯管道输送自动喷粉抑爆装置
CN205759209U (zh) * 2016-05-20 2016-12-07 河南理工大学 一种主动式抑爆粉体释放装置
CN206562939U (zh) * 2017-03-13 2017-10-17 万国光 一种煤矿矿井防火隔断装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2278270C2 (ru) * 2001-10-11 2006-06-20 ООО МП Милак Устройство автоматической локализации взрывов и пожаров в горных выработках
CN103256068A (zh) * 2013-05-28 2013-08-21 黑龙江泰安防火防爆设备有限公司 煤矿用抑爆装置
CN204002899U (zh) * 2014-08-08 2014-12-10 四川天微电子有限责任公司 矿用巷道灭火抑爆装置
CN204457839U (zh) * 2014-12-04 2015-07-08 安徽理工大学 一种气固两相射流主动阻火抑爆装置
CN204447061U (zh) * 2015-01-22 2015-07-08 湖北三沃力源航天科技有限公司 一种双推力产气式自动喷粉抑燃抑爆器
CN105201542A (zh) * 2015-10-28 2015-12-30 扬中市南方矿用电器有限公司 Zybg(a)瓦斯管道输送自动喷粉抑爆装置
CN205759209U (zh) * 2016-05-20 2016-12-07 河南理工大学 一种主动式抑爆粉体释放装置
CN206562939U (zh) * 2017-03-13 2017-10-17 万国光 一种煤矿矿井防火隔断装置

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