RU2124745C1 - Способ контроля аварийной загазованности пространства и устройство для его осуществления - Google Patents

Способ контроля аварийной загазованности пространства и устройство для его осуществления Download PDF

Info

Publication number
RU2124745C1
RU2124745C1 RU96103462A RU96103462A RU2124745C1 RU 2124745 C1 RU2124745 C1 RU 2124745C1 RU 96103462 A RU96103462 A RU 96103462A RU 96103462 A RU96103462 A RU 96103462A RU 2124745 C1 RU2124745 C1 RU 2124745C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
explosion
combustion chamber
sensor
unit
Prior art date
Application number
RU96103462A
Other languages
English (en)
Other versions
RU96103462A (ru
Inventor
Ю.Н. Камынин
Э.Р. Осипов
А.И. Петров
В.А. Камынин
Original Assignee
МП "Милак"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by МП "Милак" filed Critical МП "Милак"
Priority to RU96103462A priority Critical patent/RU2124745C1/ru
Publication of RU96103462A publication Critical patent/RU96103462A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2124745C1 publication Critical patent/RU2124745C1/ru

Links

Images

Landscapes

  • Emergency Alarm Devices (AREA)

Abstract

Использование: в технике контроля окружающей среды, в частности в горном деле и в химической промышленности. Сущность изобретения: способ контроля аварийной загазованности пространства заключается в том, что контролируют наличие взрывного газа путем установки стационарных приборов, фиксирующих недопустимую концентрацию газа по объему. Особенность способа состоит в том, что производят фиксацию появления нижнего предела взрывчатости газовой смеси в нескольких точках контроля, для чего в каждой точке производят принудительное воспламенение атмосферы во взрывобезопасной камере сгорания, а расстояние между точками контроля принимают в зависимости от длины допустимого аварийного загазованного пространства выработки с концентрацией газа выше нижнего предела взрываемости и определяют по математическому выражению. Устройство контроля содержит аппарат контроля, соединенный через магистральный кабель с несколькими датчиками фиксации нижнего предела взрывчатости газовой смеси. Благодаря этому достигается достоверная и оперативная сигнализация об образовании взрывоопасной метановоздушной смеси с содержанием газа выше нижнего предела взрываемости. 2 с.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Description

Изобретение относится к области горного дела и химической промышленности и может быть использовано для распознавания наличия в окружающей атмосфере аварийной загазованности среды и предотвращения, таким образом, взрыва или пожара. К аварийной загазованности относятся все случаи превышения норм концентрации газовой смеси выше нижнего и ниже верхнего предела взрываемости (например, для CH4 5-15% в поперечном сечении горных выработок в свету) на участке пространства более "k", на котором взрыв приводит к существенным последствиям.
Перечень таких участков пространства определяется Правилами [2]. Так на стр. 251 Правил [2, 1973 г] минимальная допустимая длина [k] загазованного участка горной выработки составляет 2 м.
Как известно [1], при внезапном выбросе угля и газа концентрация метана в забоях и выработках быстро увеличивается (таблица) и может образоваться взрывоопасная метановоздушная смесь. И чтобы избежать возникновения источников поджигания смеси и предотвратить возможный взрыв, необходимо своевременно выключить все оборудование и остановить технологические процессы.
Концентрация рудничной атмосферы выше нижнего предела взрываемости происходит и в других случаях, например, при нарушении нормального проветривания и др. [2] стр. 269.
Известен способ контроля концентрации метана во всех выработках, где может выделяться или скапливаться метан, заключающийся в том, что в определенных местах выработки (оговоренных правилами [2]) устанавливаются стационарные автоматические приборы контроля содержания метана с установками на концентрацию (п. 15 стр. 290) [2] 0,5, 1, 1,3, 2%. Кроме того на диспетчерском пункте производится запись показаний этих приборов, их расшифровка на ЭВМ при условии, что концентрация метана у датчика не превышала верхний предел измерения (п. 6 стр. 283) [2].
Контроль концентрации метана производится также переносными автоматическими приборами, например, с диапазоном измерения объемной доли CH4% (0,3).
Контроль и обнаружение слоевых и местных скоплений метана в горных выработках с концентрацией 2% и более (п. 29 стр. 292) [2] должен производиться горными мастерами не реже одного раза в сутки (п. 33 стр. 293).
Кроме того контроль содержания метана производится переносными приборами эпизодического действия (п. 16 стр. 290) [2] и предохранительной бензиновой лампой (п. 27 стр. 292) [2] с содержанием метана до 4%.
Основными недостатками указанных способов является то, что они не могут достоверно и оперативно сигнализировать об образовании взрывоопасной метановоздушной смеси с содержанием газа выше нижнего предела взрываемости и не могут контролировать образование минимальной длины "k" аварийного загазированного участка горной выработки. Перечисленные недостатки известного способа контроля приводят в конечном счете к тому, что при встрече этого загазированного участка, длиной более "k" метров, с источником поджигания происходит взрыв с трагическими последствиями.
Например, если один датчик ДМВ аппаратуры АТЗ-1 [3] установлен на исходящей вентиляционной струе, а другой на 200 м от него, то длина Lн неконтролируемого аварийного загазованного участка с учетом времени t3 задержки на срабатывание аппаратуры равна:
Lн = 200 + Uнпв•t'3 = 200 + 0,25(0,5)15,
где для аппаратуры АТЗ-1 [3] t'3 = 15 с;
Uнпв - скорость распространения газовой смеси в соответствии с [2] должна быть 0,25 (0,5) м/с.
Время t1 распространения газовой смеси с НПВ в горной выработке от одного датчика до другого равно:
Figure 00000002

Из примера видно, что участок пространства шахты, при существующих способах контроля и времени (< 2,84 сек. таблица) нарастания концентрации от начального до нижнего предела взрываемости, находится без контроля за аварийной газовой средой в течении 800 сек.
Цель изобретения - повышение эффективности и оперативности защиты. Поставленная цель достигается тем, что способ контроля аварийной загазованности пространства, заключающийся в том, что контролируют наличие взрывного газа путем установки стационарных приборов, фиксирующих недопустимую концентрацию газа по объему, отличающийся тем, что производят фиксацию появления нижнего предела взрывчатости газовой смеси в нескольких точках контроля, для чего в каждой точке производят принудительное воспламенение атмосферы во взрывобезопасной камере сгорания, а расстояние между точками контроля принимают в зависимости от длины Lнпв допустимого аварийного загазованного пространства выработки с концентрацией газа выше нижнего предела взрываемости (НПВ) и определяют из условия K > Lнпв < Uнпв • t1, где Uнпв (м/сек) - скорость распространения газовой смеси, t1 (c) - время распространения газовой смеси до встречи с датчиком контроля, K - минимальная допустимая длина аварийного загазованного участка, расстояние Y между смежными точками контроля выбирают из условия K > Y < Lнпв, при этом Lнпв определяется при t1 = t2 + t3, где t2 (c) - время нарастания концентрации газа от начального до нижнего предела взрываемости, а t3 (c) - время с момента встречи потока газовой смеси с источником воспламенения ло момента взрыва.
Момент появления взрыва во взрывобезопасной камере сгорания определяют с помощью логической функции
Figure 00000003
где H - наличие во взрывобезопасной камере сгорания (установленной в данной точке пространства) контроля нижнего предела взрываемости газа, T - наличие во взрывобезопасной камере сгорания, установленной в данной точке пространства контроля, температуры, достаточной для воспламенения взрывной концентрации газа, t3 - индукционный период,
Figure 00000004
- знак конъюнкции.
Фиксируют этот момент
Figure 00000005
одновременно с появлением пламени П и давления Д во взрывобезопасной камере сгорания, отождествляют одновременно появление пламени П и давления Д с наличием Н газа выше нижнего предела взрываемости как в точке установки камеры сгорания, так и в пространстве вокруг этой камеры, приводят в действие противоаварийную защиту и отключают систему электроснабжения и машины, тем самым предотвращают аварию раньше, чем поток газа достигнет источника зажигания, передают по участку пространства звуковую и речевую информацию персоналу о появлении опасной концентрации газовой смеси.
Известно устройство для обнаружения вспышек (взрывов) метана "CO-BA" (СВША), содержащее датчики пламени ДП, блок обработки информации БОИ, устройство сопряжения диспетчерского пункта УСП, блок питания БП 2412 и линии связи [4].
Недостатком известного устройства является то, что загазированный участок (точку) определяют уже после взрыва в начальной стадии его развития.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявленному является устройство анализатор метана АТЗ-1 [3], предназначенный для непрерывного местного и централизованного контроля метана, содержащее аппарат сигнализации АС-9, датчик метана выносной ДМВ (3 шт.), преобразователь измерительный ППИ, сирену искробезопасную СИ-1, трубку телефонную искробезопасную ТИТ-1, радиальную линию связи к каждому датчику.
К числу недостатков известного устройства относится низкая информативность, не контролируется концентрация газовой смеси выше нижнего и ниже высшего предела взрываемости, а лишь контролируются пределы (0 - 2,5%) измеряемой объемной доли метана. Устройство не контролирует сверхаварийную загазованность участка горной выработки.
Цель изобретения - повышение эффективности и оперативности защиты за счет сокращения длины неконтролируемого аварийно-загазированного участка при предотвращении взрыва газовой смеси в горной выработке.
Поставленная цель достигается тем, что усовершенствуется устройство [3] контроля аварийной загазованности пространства, содержащее (см. чертеж) аппарат контроля 2, состоящий из блока искробезопасного источника питания 16, соединенного с магистральной кабельной линией 3, блока 17 приема сигналов от датчика через магистральную кабельную линию, блока 18 отключения электроэнергии и блока 19 звуковой и речевой сигнализации, отличающееся тем, что согласно изобретению в него введены датчики 1 фиксации нижнего предела взрывчатости газовой смеси, каждый из которых содержит:
- блок 4 питания датчика;
- блок 5 формирования сигналов от датчика в магистральную кабельную линию и в местную сигнализацию о появлении нижнего предела взрываемости газа у данного датчика;
- взрывобезопасную камеру сгорания 7, включающую изоляционную колодку 11 и смотровое окно 13;
- блок 6 принудительного воспламенения взрывчатой среды в камере сгорания, включающий воспламенитель 9, помещенный в камере сгорания, и преобразователь напряжений 10, соединенный через изоляционную колодку с воспламенителем и блоком 4 питания датчика, соединенного с магистральной кабельной линией 3;
- фиксатор воспламенения газовой смеси во взрывобезопасной камере сгорания 8, включающий датчик давления 14 и фотоприемник 13, помещенный во взрывобезопасной камере сгорания, а также блок 15 обработки информации, соединенный с датчиком давления 14 и фотоприемником 13, выход с которого соединен с блоком 5 формирования сигналов от датчика в магистральную кабельную линию и в местную сигнализацию о появлении нижнего предела взрываемости газа у данного датчика, выход с этого блока 5 соединен с магистральным кабелем, который связывает датчик с аппаратом 2 контроля аварийной загазованности пространства, и сигнал о появлении нижнего предела взрываемости газа воспринимается посредством блока 17 приема сигналов от датчика через магистральную кабельную линию и с его выхода сигнал воздействует на блок 18 отключения электроэнергии и блок 19 звуковой и речевой сигнализации.
Предлагаемое изобретение поясняется чертежом, на котором изображена структурная схема устройства контроля сверхаварийной загазованности участка горной выработки.
Устройство контроля аварийной загазованности пространства горной выработки включает:
1 - датчик фиксации нижнего предела взрываемости (НПВ) газовой смеси с воздухом;
2 - аппарат контроля аварийной загазованности пространства;
3 - магистральный кабель, связывающий датчик 1 с аппаратом 2;
Датчик 1 включает:
4 - блок питания датчика 1;
5 - блок формирования сигналов от датчика в магистральную кабельную линию и в местную сигнализацию о появлении нижнего предела взрываемости газа у данного датчика Di;
6 - блок принудительного воспламенения взрывчатой среды в камере сгорания;
7 - взрывобезопасная камера сгорания;
8 - фиксатор воспламенения газовой смеси во взрывобезопасной камере;
Блок 6 включает:
9 - воспламенитель;
10 - преобразователь напряжения;
Блок 7 включает:
11 - изоляционная колодка;
12 - смотровое окно;
Блок 8 включает:
13 - фотоприемник;
14 - датчик давления;
15 - блок обработки информации о взрыве.
Аппарат контроля аварийной загазованности пространства 2 включает:
16 - блок искробезопасного источника питания;
17 - блок приема сигналов от датчика 1 через магистральную кабельную линию 3;
18 - блок отключения электроэнергии;
19 - блок звуковой и речевой сигнализации.
Работа схемы заключается в следующем.
При появлении нижнего предела взрываемости газа у данного Di датчика 1 газ проходит внутрь взрывобезопасной камеры сгорания 7.
Под действием воспламенителя 9 блока 6 происходит принудительное воспламенение взрывчатой среды в камере сгорания 7, с появлением световой вспышки и давления в камере. При этом световая вспышка регистрируется фотоприемником 14, а повышение давления - датчиком давления 13.
При одновременном появлении сигналов на выходе блоков 13 и 14 схема совпадения блока 15 передает посредством блока 5 сигнал к блоку 2 через магистральную кабельную линию 3 и местную сигнализацию блока 5 о появлении нижнего предела взрываемости газа у данного датчика Di.
В анализаторе 2 сигнал о появлении нижнего предела взрываемости газа воспринимается посредством блока 17 и через блок 18 отключает систему электроснабжения и машины, тем самым предотвращает аварию раньше, чем поток газа достигнет источника зажигания.
При этом через блок 19 передают по участку пространства звуковую и речевую сигнализацию о появлении опасной концентрации газовой смеси.
Литература
1. В. П. Колосюк д.т.н., В.П. Коптиков к.т.д., В.С. Замжицкий инженер (МАКНИИ). Время отключения электропитания с электрооборудования и горных машин. Безопасность труда и промышленности. 92-4 Недра 1992 г.
2. Правила безопасности в угольных и сланцевых шахтах. Недра 1992 г.
3. Анализатор метана АТ1-1 и АТ3-1. Руководство по эксплуатации 136401.00000 Р.Э. Завод "Красный Металлист" 1991 г.
4. Автоматическая система взрывозащиты шахт СВША. Информационный лист. Макеевка 1995 г.

Claims (2)

1. Способ контроля аварийной загазованности пространства, заключающийся в том, что контролируют наличие взрывного газа путем установки стационарных приборов, фиксирующих недопустимую концентрацию газа по объему, отличающийся тем, что производят фиксацию появления нижнего предела взрывчатости газовой смеси в нескольких точках контроля, для чего в каждой точке производят принудительное воспламенение атмосферы во взрывобезопасной камере сгорания, а расстояние между точками контроля принимают в зависимости от длины LНПВ допустимого аварийного загазованного пространства выработки с концентрацией газа выше нижнего предела взрываемости (НПВ) и определяют из условия
K > LНПВ < UНПВ • t1,
где LНПВ (м/с) - скорость распространения газовой смеси;
t1 (с) - время распространения газовой смеси до встречи с датчиком контроля;
K - минимальная допустимая длина аварийного загазованного участка,
расстояние Y между смежными точками контроля выбирают из условия K > Y < LНПВ, при этом LНПВ определяется при t1 = t2 + t3, где t2 (с) - время нарастания концентрации газа от начального до нижнего предела взрываемости, а t3 (с) - время с момента встречи потока газовой смеси с источником воспламенения до момента взрыва, момент появления взрыва во взрывобезопасной камере сгорания определяют с помощью логической функции
Z = H^T^t3,
где H - наличие во взрывобезопасной камере сгорания (установленной в данной точке пространства контроля) нижнего предела взрываемости газа;
T - наличие во взрывобезопасной камере сгорания, установленной в данной точке пространства контроля, температуры достаточной для воспламенения взрывной концентрации газа;
t3 - индукционный период;
∧ - знак конъюнкции,
фиксируют этот момент M = П∧Д одновременно с появлением пламени П и давления Д во взрывобезопасной камере сгорания, отождествляют одновременно появление пламени П и давления Д с наличием Н газа выше нижнего предела взрываемости как в точке установки камеры сгорания, так и в пространстве вокруг этой камеры, приводят в действие противоаварийную защиту.
2. Устройство контроля аварийной загазованности пространства, содержащее аппарат контроля, состоящий из блока искробезопасного источника питания, соединенного с магистральной кабельной линией, блока приема сигналов от датчика через магистральную кабельную линию, блока отключения электроэнергии и блока звуковой и речевой сигнализации, отличающееся тем, что в него введены датчики фиксации нижнего предела взрывчатости газовой смеси, каждый из которых содержит блок питания датчика; блок формирования сигналов от датчика в магистральную кабельную линию и в местную сигнализацию о появлении нижнего предела взрываемости газа у данного датчика; взрывобезопасную камеру сгорания, включающую изоляционную колодку и смотровое окно; блок принудительного воспламенения взрывчатой среды в камере сгорания, включающий воспламенитель, помещенный в камере сгорания и преобразователь напряжений, соединенный через изоляционную колодку с воспламенителем и блоком питания датчика, соединенного с магистральной кабельной линией; фиксатор воспламенения газовой смеси во взрывобезопасной камере сжигания, включающий датчик давления и фотоприемник, помещенный во взрывобезопасной камере сгорания, а также блок обработки информации, соединенный с датчиком давления и фотоприемником, выход с которого соединен с блоком формирования сигналов от датчиков в магистральную кабельную линию и в местную сигнализацию о появлении нижнего предела взрываемости газа у данного датчика; выход с этого блока соединен с магистральным кабелем, который связывает датчик с аппаратом контроля аварийной загазованности пространства, и сигнал о появлении нижнего предела взрываемости газа воспринимается посредством блока приема сигналов от датчика через магистральную кабельную линию и с его выхода сигнал воздействует на блок отключения электроэнергии и блок звуковой и речевой сигнализации.
RU96103462A 1996-02-22 1996-02-22 Способ контроля аварийной загазованности пространства и устройство для его осуществления RU2124745C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96103462A RU2124745C1 (ru) 1996-02-22 1996-02-22 Способ контроля аварийной загазованности пространства и устройство для его осуществления

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96103462A RU2124745C1 (ru) 1996-02-22 1996-02-22 Способ контроля аварийной загазованности пространства и устройство для его осуществления

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU96103462A RU96103462A (ru) 1998-04-20
RU2124745C1 true RU2124745C1 (ru) 1999-01-10

Family

ID=20177251

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU96103462A RU2124745C1 (ru) 1996-02-22 1996-02-22 Способ контроля аварийной загазованности пространства и устройство для его осуществления

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2124745C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2466276C2 (ru) * 2008-10-17 2012-11-10 Геннадий Никонорович Каюткин Способ предотвращения взрыва газообразной смеси

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Анализатор метана АТ1-1 и АТЗ-1. Руководство по эксплуатации 136401.00000 Р.Э. Завод "Красный Металлист", 1991, *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2466276C2 (ru) * 2008-10-17 2012-11-10 Геннадий Никонорович Каюткин Способ предотвращения взрыва газообразной смеси

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108295407B (zh) 机器人电缆管廊现场火灾预警及灭火方法、装置、系统
EP3407315B1 (en) Social safety network system having portable light for both wireless disaster fire detection and crime prevention
US20050104737A1 (en) Safety system
ES2239232T3 (es) Dispositivo de aviso de incendios con auto-aspiracion.
RU2362146C2 (ru) УСТРОЙСТВО ФИКСАЦИИ ПРЕВЫШЕНИЯ УРОВНЯ БЕЗОПАСНОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ МЕТАНА С БЫСТРОДЕЙСТВИЕМ МЕНЕЕ 0.8 с
KR101034387B1 (ko) 화재 발생시 대피 유도 시스템 및 그 방법
US4871307A (en) Flame ignition and monitoring system and method
RU2400633C1 (ru) Система локализации и подавления взрывов метановоздушных смесей и/или угольной пыли в сети горных выработок
CN109345756B (zh) 一种高层建筑火灾预警装置
RU2124745C1 (ru) Способ контроля аварийной загазованности пространства и устройство для его осуществления
RU74962U1 (ru) Система автоматического контроля состояния атмосферы и локализации взрывов и пожара в горных выработках
NO20053671D0 (no) Faredetektor
CN216410261U (zh) 用于地下管廊的信息多元感知及预警系统
US3942166A (en) Fault detection and signaling system
KR100485048B1 (ko) 도로 및 철도 터널에서의 화재 감지 경보 시스템
RU2003103111A (ru) Способ контроля аварийной загазованности пространства, предотвращения взрывов экстренным разгазированием, локализацией взрыва и устройство для его осуществления
CN205158543U (zh) 一种定期自检的智能楼宇逃生系统
CN106652307B (zh) 基于火焰振荡频率探测的地铁站火灾功率的预测方法
US20040089081A1 (en) Method and device for monitoring underground installations
CN217846909U (zh) 一种应用在海洋平台的正压防爆装置
CN211715179U (zh) 高瓦斯矿山法隧道综合监测系统
RU2001134164A (ru) Способ контроля аварийной загазованности пространства, путей вывода людей на свежую струю и устройство для его осуществления
Griffin Utilization and implementation of atmospheric monitoring systems in United States underground coal mines and application of risk assessment
Daza et al. Applicability of distributed optical fiber sensing for a longwall face
RU96103462A (ru) Способ контроля аварийной загазованности пространства и устройство для его осуществления