CN115680776B - 用于煤矿井下火灾及爆炸事故调查的辅助分析装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于煤矿井下火灾及爆炸事故调查的辅助分析装置及方法，涉及煤矿火灾及爆炸事故调查技术领域，包括磁吸座、插槽座、测试片、固定底座、连接螺杆，所述磁吸座上部配有挂环，可通过铁丝将磁吸座固定在锚网上；磁吸座下部为钕铁硼磁铁，与插槽座通过磁力连接；插槽座、固定底座的螺孔同轴心，通过连接螺杆进行连接；所述测试片通过插槽安装在插槽座上并由固定底座进行固定。本装置结构简单、安装方便，可作为直接且可靠的痕迹物证，为调查煤矿井下火灾/爆炸事故的发展及溯源工作提供依据。
Description
技术领域
本发明涉及煤矿火灾及爆炸事故调查技术领域，具体涉及一种用于煤矿井下火灾及爆炸事故调查的辅助分析装置及方法。
背景技术
火灾/爆炸事故是煤矿安全生产所面临最严重的灾害之一，火灾/爆炸事故产生的高温、冲击波及毒害气体等均对作业人员造成重大威胁。事故调查可以通过调查取证，结合现场的痕迹、物证、人证等证据，对事故的发生原因、发展过程以及破坏和影响范围等进行全面体现，从而完善矿井火灾/爆炸的相关理论，提高煤矿火灾/爆炸防治技术，为保障煤矿企业安全生产提供有力支持。但煤矿井下的火灾/爆炸事故破坏强度大、治理时间长，调查现场一般较为混乱，痕迹物证种类繁多且难以保证取样系统化，因此当前煤矿井下的事故调查多凭借专家经验。金相分析作为一种常用的火灾痕迹物证技术鉴定方法，能够通过显微镜观察火灾现场提取的金属物证表面熔痕并根据其微观结构的变化得到该物证所处位置的火焰最高温度、升温速度、温度持续时间以及降温效果等特征参数。但煤矿井下多为大型设备且井下复杂环境难以保证切割取样时的安全，使得现场取样极为困难。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于煤矿井下火灾及爆炸事故调查的辅助分析装置及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于煤矿井下火灾及爆炸事故调查的辅助分析装置，包括：
磁吸座，所述磁吸座包括挂环和钕铁硼磁铁，用于磁吸固定插槽座；
插槽座，所述插槽座位于磁吸座下方，插槽座侧面预留有插槽；
测试片，所述测试片安装在所述插槽内部、且其侧面与所述插槽卡接配合；
固定底座，所述固定底座位于插槽座下方，用于固定测试片底部；
其中，插槽座和固定底座内部竖直预留有同轴心设置的螺纹孔，插槽座和固定底座通过连接螺杆固定连接，连接螺杆的一端伸出固定底座的底部。
优选的，所述插槽座为正棱台结构，其上、下底面边长分别为1cm和5cm，高度为2.5cm，整体为不锈钢材质，四个侧面留有可供测试片安装的插槽。
进一步优选的，所述插槽座上喷涂有反光材料。
进一步优选的，所述插槽座内的测试片为平均厚度2mm的钢薄片。
进一步优选的，所述插槽座中的测试片材料还可替换为铜或铝合金。
本申请还提供一种用于煤矿井下火灾及爆炸事故调查的辅助分析装置的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：
(a)在一个插槽座中依次插入测试片，安装固定底座和连接螺杆，接下来将另一个插入测试片的插槽座底部通过螺纹孔安装在连接螺杆另一端并拧紧，构成一个辅助分析装置；
(b)将铁丝一端与磁吸座上部挂环连接，另一端固定在巷道顶部的锚网上，通过磁吸座下部的磁铁对步骤(a)中完成安装的辅助分析装置进行固定，辅助分析装置在巷道中的布置间隔为50-100m，并在固定底座侧面标记悬挂点位置信息；
(c)事故发生时，装置主体受爆炸冲击波扰动，从磁吸座上脱离，并被冲击波抛飞至较远位置；
(d)步骤(c)过程中，测试片的内部微观结构在爆炸火焰灼烧下发生变化；
(e)事故调查时，搜集被抛飞的装置，将测试片取出并送往实验室，对测试片表面的熔痕进行金相分析，得到爆炸火焰在各测点位置处的温度；
(f)记录装置在事故前后的位置差，得到抛飞距离x，根据下式计算爆炸冲击波在该处的平均传播速度v：
式中：h为装置在事故发生前的悬挂高度，g是重力加速度。
(g)对爆炸位置及爆炸范围进行分析。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明体积小、结构简单、安装方便，可在巷道中按照一定间隔大量布置而不影响企业正常生产工作，从而有效降低事故调查取证的难度。
2、本发明采用磁吸的方式进行固定，确保装置主体在正常生产过程中难以移动而在爆炸冲击作用下快速脱离；通过在巷道中进行系统布置，可以通过分析装置主体在事故前后的位置变化，得到爆炸冲击在各测点位置处的平均传播速度，为爆炸发展过程及灾害范围确定提供可靠依据。
3、本发明上安装的金属测试片可以为金相分析提供大量且可靠的痕迹物证，得到各测点位置处爆炸火焰的温度，同时测试片体积小、拆卸方便，可以有效减少物证采集人员的取样难度。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的内部半剖图；
图3为本发明的测试片的安装示意图；
图4为本发明实施例提供的装置位置变化示意图。
图中：1、磁吸座；2、插槽座；3、测试片；4、固定底座；5、连接螺杆。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种用于煤矿井下火灾及爆炸事故调查的辅助分析装置，包括：
磁吸座1，磁吸座1包括挂环和钕铁硼磁铁，用于磁吸固定插槽座2；
插槽座2，插槽座2位于磁吸座1下方，插槽座2侧面预留有插槽；
测试片3，测试片3安装在插槽内部、且其侧面与插槽卡接配合；
固定底座4，固定底座4位于插槽座2下方，用于固定测试片3底部；
其中，插槽座2和固定底座4内部竖直预留有同轴心设置的螺纹孔，插槽座2和固定底座4通过连接螺杆5固定连接，连接螺杆5的一端伸出固定底座4的底部。
作为优选的，插槽座2为正棱台结构，其上、下底面边长分别为1cm和5cm，高度为2.5cm，整体为不锈钢材质，四个侧面留有可供测试片3安装的插槽。
作为进一步优选的，插槽座2上喷涂有反光材料。
作为进一步优选的，插槽座2内的测试片3为平均厚度2mm的钢薄片。
作为进一步优选的，插槽座2中的测试片3材料还可替换为铜或铝合金等。
本发明还提供一种用于煤矿井下火灾及爆炸事故调查的辅助分析装置的使用方法，包括如下步骤：
a.在一个插槽座2中依次插入测试片3，安装固定底座4和连接螺杆5，接下来将另一个插入测试片3的插槽座2底部通过螺纹孔安装在连接螺杆5另一端并拧紧，构成一个辅助分析装置；
b.将铁丝一端与磁吸座1上部挂环连接，另一端固定在巷道顶部的锚网上，通过磁吸座1下部的磁铁对步骤a中完成安装的辅助分析装置进行固定，辅助分析装置在巷道中的布置间隔为50-100m，并在固定底座4侧面标记悬挂点位置信息；
c.事故发生时，装置主体受爆炸冲击波扰动，从磁吸座1上脱离，并被冲击波抛飞至较远位置；
d.步骤c过程中，测试片3的内部微观结构在爆炸火焰灼烧下发生变化；
e.事故调查时，搜集被抛飞的装置，将测试片3取出并送往实验室，对测试片3表面的熔痕进行金相分析，得到爆炸火焰在各测点位置处的温度；
f.记录装置在事故前后的位置差，得到抛飞距离x，根据下式计算爆炸冲击波在该处的平均传播速度v：
式中：h为装置在事故发生前的悬挂高度，g是重力加速度,本实例中两个参数的取值分别为5m、10m/s2。
g.对爆炸位置及爆炸范围进行分析。
下面将描述具体实验分析步骤：
1.如图4所示，记录所调查的装置位置变化，其中实心点标记代表装置初始安装位置，虚心点为装置被抛飞后所处位置，通过步骤f计算得到爆炸冲击在测点1#-5#处的平均速度；
2.将测试片3取出并送往实验室对测试片3表面的熔痕进行金相分析，得到测点1#-5#处的爆炸火焰温度；
3.步骤1和2所得结果表1所示，通过分析可知爆炸冲击波和火焰存在两个传播方向：①由爆源点传播至4#和5#，②由爆源点传播至1#，因此结合各测点处抛飞距离和火焰温度变化可以认为事故源位于测点1#和2#之间且更贴近测点2#；
表1物证分析记录图
| 测点 | 抛飞距离/m | 冲击波传播速度/(m/s) | 火焰温度/℃ |
| 1# | -35 | -35 | 1200 |
| 2# | 55 | 55 | 1500 |
| 3# | 30 | 30 | 1100 |
| 4# | 15 | 15 | 700 |
| 5# | 10 | 10 | 无熔痕 |
4.由表1所示调查结果，还可以对爆炸冲击波和火焰的衰减规律以及破坏范围进行分析。其中，
1#-5#的抛飞距离分别通过a-e表示，1#点的抛飞距离a为35m，2#点的抛飞距离b＝55m，3#点的抛飞距离c＝30m，4#点的抛飞距离d＝15m，5#点的抛飞距离e＝10m。
本实施例磁吸座1、插槽座2、测试片3、固定底座4、连接螺杆5采用本领域技术人员所熟知的现有产品或结构，其相互之间的连接方式采用本领域技术人所熟知的现有连接方式，在此不再作详细描述。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (3)
1.一种用于煤矿井下火灾及爆炸事故调查的辅助分析装置，其特征在于，包括：
磁吸座（1），所述磁吸座（1）包括挂环和钕铁硼磁铁，用于磁吸固定插槽座（2）；
插槽座（2），所述插槽座（2）位于磁吸座（1）下方，插槽座（2）侧面预留有插槽；
测试片（3），所述测试片（3）安装在所述插槽内部、且其侧面与所述插槽卡接配合；
固定底座（4），所述固定底座（4）位于插槽座（2）下方，用于固定测试片（3）底部；
其中，插槽座（2）和固定底座（4）内部竖直预留有同轴心设置的螺纹孔，插槽座（2）和固定底座（4）通过连接螺杆（5）固定连接，连接螺杆（5）的一端伸出固定底座（4）的底部；
所述插槽座（2）为正棱台结构，其上、下底面边长分别为1cm和5cm，高度为2.5cm，整体为不锈钢材质，四个侧面留有可供测试片（3）安装的插槽；插槽座（2）上喷涂有反光材料；插槽座（2）内的测试片（3）为平均厚度2mm的钢薄片。
2.如权利要求1所述的一种用于煤矿井下火灾及爆炸事故调查的辅助分析装置，其特征在于：所述插槽座（2）中的测试片（3）材料还可替换为铜或铝合金。
3.如权利要求1-2任一项所述的一种用于煤矿井下火灾及爆炸事故调查的辅助分析装置的使用方法，其特征在于：包括如下步骤：
（a）在一个插槽座（2）中依次插入测试片（3），安装固定底座（4）和连接螺杆（5），接下来将另一个插入测试片（3）的插槽座（2）底部通过螺纹孔安装在连接螺杆（5）另一端并拧紧，构成一个辅助分析装置；
（b）将铁丝一端与磁吸座（1）上部挂环连接，另一端固定在巷道顶部的锚网上，通过磁吸座（1）下部的磁铁对步骤（a）中完成安装的辅助分析装置进行固定，辅助分析装置在巷道中的布置间隔为50-100m，并在固定底座（4）侧面标记悬挂点位置信息；
（c）事故发生时，装置主体受爆炸冲击波扰动，从磁吸座（1）上脱离，并被冲击波抛飞至较远位置；
（d）步骤（c）过程中，测试片（3）的表面微观结构在爆炸火焰灼烧下发生变化；
（e）事故调查时，搜集被抛飞的装置，将测试片（3）取出并送往实验室，对测试片（3）表面的熔痕进行金相分析，得到爆炸火焰在各测点位置处的温度；
（f）记录装置在事故前后的位置差，得到抛飞距离x，根据下式计算爆炸冲击波在该处的平均传播速度v：
式中：h为装置在事故发生前的悬挂高度，g是重力加速度；
（g）对爆炸位置及爆炸范围进行分析。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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