【導(dǎo)讀】國(guó)有重點(diǎn)和地方煤礦發(fā)生了多次瓦斯煤塵爆炸事故，給國(guó)家。財(cái)產(chǎn)和人民生命造成了巨大損失。和擴(kuò)展是保持煤礦生產(chǎn)持續(xù)、健康發(fā)展的重大課題之一。被動(dòng)式隔爆裝置，如巖粉棚﹑水槽棚﹑水袋棚等，因其。蘭﹑澳大利亞﹑南非﹑英國(guó)﹑美國(guó)等還制定了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。制開(kāi)發(fā)了隔爆巖粉棚﹑隔爆水槽﹑隔爆水袋等措施。械化的普遍采用，采煤強(qiáng)度不斷增大，所需風(fēng)量增大，風(fēng)速的增加，考慮工作環(huán)境和人身健康，隔爆巖粉棚已逐漸被淘汰。進(jìn)巷道防止瓦斯煤塵爆炸災(zāi)害傳播的技術(shù)水平提高了一大步?！鞍宋濉逼陂g研制出了ZHY12實(shí)時(shí)產(chǎn)氣式。因它是在常壓下貯存固體的氣體發(fā)生劑，便于運(yùn)輸和長(zhǎng)期。安裝于煤礦井下。被動(dòng)式隔爆水袋水槽已普遍用于瓦斯及煤塵具有爆炸性煤。部，會(huì)嚴(yán)重影響巷道行人﹑運(yùn)輸﹑通風(fēng)。袋，但是不能保證其有效發(fā)揮作用。由于這3個(gè)煤礦均存在巷道低矮截面。小，開(kāi)采的煤層薄，采掘工作面推進(jìn)速度快，工作面搬遷頻繁等特點(diǎn)，

　　

【正文】 圖 319 探測(cè)器安裝 圖 320 控制器安裝 圖 321 抑爆器安裝 40 試驗(yàn)過(guò)程 第 1 組試驗(yàn) 抑爆 試驗(yàn)火焰測(cè)試數(shù)據(jù)如表 35。 表 35火焰測(cè)試數(shù)據(jù) 火焰 傳感器安裝位置（距防爆門(mén) m） 10 20 30 40 60 80 第一次 瓦斯?jié)舛?% 火焰到達(dá)時(shí)間（ s） —— —— —— —— —— 火焰 速度 （ m/s） —— — — —— —— —— 第二次 瓦斯?jié)舛?% 火焰到達(dá)時(shí)間（ s） —— —— —— —— —— 火焰 速度 （ m/s） —— —— —— —— —— 第三次 瓦斯?jié)舛?% 火焰到達(dá)時(shí)間（ s） —— —— —— —— —— 火焰 速度 （ m/s） —— —— —— —— —— 抑爆 試驗(yàn)壓力測(cè)試數(shù)據(jù)如表 36。 表 36壓力測(cè)試數(shù)據(jù) 壓力 傳感器安裝位置（距防爆門(mén) m） 10 20 30 40 60 80 第一次 壓力最高峰值 （ MPa） 第二次 壓力最高峰值 （ MPa） 第三次 壓力最高峰值 （ MPa） 第 2 組試驗(yàn) 抑爆 試驗(yàn)火焰測(cè)試數(shù)據(jù)如表 37。 表 37火焰測(cè)試數(shù)據(jù) 火焰 傳感器安裝位置（距防爆門(mén) m） 10 20 30 40 60 80 第一次 瓦斯?jié)舛?% 火焰到達(dá)時(shí)間（ s） —— 火焰 速度 （ m/s） 86 99 171 123 —— 第二次 瓦斯?jié)舛?% 火焰到達(dá)時(shí)間（ s） —— 火焰 速度 （ m/s） 87 104 177 125 —— 第三次 瓦斯?jié)舛?% 火焰到達(dá)時(shí)間（ s） —— 火焰 速度 （ m/s） 83 101 168 120 —— 抑爆 試驗(yàn)壓力測(cè)試數(shù)據(jù)如表 38。 表 38 壓力測(cè)試數(shù)據(jù) 壓力 傳感器安裝位置（距防爆門(mén) m） 10 20 30 40 60 80 第一次 壓力最高峰值 （ MPa） 第二次 壓力最高峰值 （ MPa） 第三次 壓力最高峰值 （ MPa） 41 試驗(yàn)結(jié)果分析 第 1 組試驗(yàn)自動(dòng)抑爆裝置抑爆器安裝于距防爆門(mén) 18m 處，從表35可以看出三次試驗(yàn) 中 布置于距防爆門(mén) 20m處的火焰測(cè)點(diǎn) 均 沒(méi)有 探測(cè)到火焰數(shù)據(jù)， 這說(shuō)明 三次試驗(yàn)自動(dòng)抑爆裝置均可靠動(dòng)作， 抑爆器 及時(shí)噴出抑爆劑 抑制了爆炸火焰的傳播 。圖 322 為未采用自動(dòng)抑爆裝置的瓦斯煤塵爆炸 傳播 試驗(yàn)與采用 了 自動(dòng)抑爆裝置 的 瓦斯煤塵爆炸抑爆試驗(yàn)各測(cè)點(diǎn)壓力峰值的對(duì)比圖。 圖中 曲線(xiàn) 上三 條 為瓦斯煤塵爆炸傳播試驗(yàn) 壓力峰值曲線(xiàn) ，下三 條曲線(xiàn) 為瓦斯煤塵抑爆第 1 組試驗(yàn) 壓力峰值曲線(xiàn) ， 從圖中可以看出 ，在自動(dòng)抑爆裝置抑爆器之前 10m 處測(cè)點(diǎn)6 次試驗(yàn)壓力峰值均相近 ，在抑爆器之后 抑爆劑 抑爆劑的作用，各測(cè)點(diǎn)抑爆試驗(yàn)壓力峰值比傳播試驗(yàn)壓力峰值下降程度很大，且是一直下降，這說(shuō)明自動(dòng)抑爆裝置對(duì)壓力波 的傳播也有很好的衰減作用。 圖 322第 1組抑爆試驗(yàn)與傳播試驗(yàn)壓力峰值對(duì)比 第 2組試驗(yàn)自動(dòng)抑爆裝置抑爆器安裝于 距防爆門(mén) 76m處 。圖 323為瓦斯煤塵爆炸傳播試驗(yàn)與第 2 組瓦斯煤塵爆炸抑爆試驗(yàn) 火焰?zhèn)鞑?42 的對(duì)比圖。在抑爆器之前瓦斯煤塵爆炸傳播試驗(yàn)與瓦斯煤塵爆炸抑爆試驗(yàn)火焰?zhèn)鞑?規(guī)律 類(lèi)似 ； 抑爆器之后， 三次抑爆試驗(yàn) 80m 處的測(cè)點(diǎn)均沒(méi)有探測(cè)到火焰，抑制了爆炸火焰的傳播。 圖 324 為第 2 組瓦斯煤塵爆炸抑爆試驗(yàn)與瓦斯煤塵爆炸傳播試驗(yàn)壓力峰值對(duì)比圖， 從圖中可以看出，抑爆試驗(yàn)與傳播試驗(yàn)壓力峰值的變化規(guī)律在抑爆器之前一致，而在抑 爆器之后，抑爆試驗(yàn)壓力峰值比傳播試驗(yàn)壓力峰值下降程度很大，也說(shuō)明了自動(dòng)抑爆裝置抑爆過(guò)程對(duì)壓力波有很強(qiáng)的衰減作用。 圖 323第 2組抑爆試驗(yàn)與傳播試驗(yàn)火焰對(duì)比 圖 324 第 2組抑爆試驗(yàn)與傳播試驗(yàn)壓力峰值對(duì)比 43 試驗(yàn) 結(jié)論 （ 1）自動(dòng)抑爆裝置不但可以抑制爆炸火焰的傳播，而且可以衰減爆炸沖擊波傳播。 （ 2） 試驗(yàn)條件下，自動(dòng)抑爆裝置在靠近工作面 10m 左右安裝和距工作面較遠(yuǎn)的距離 60～ 150m 之間距離安裝均能夠抑制爆炸的傳播。但在較 遠(yuǎn)距離安裝時(shí)應(yīng)適當(dāng)增加探測(cè)器與抑爆器之間的距離。 （ 3）自動(dòng)抑爆裝置動(dòng)作可靠，性能穩(wěn)定。 6 次抑爆試驗(yàn)均可靠觸發(fā)抑制了瓦斯爆炸傳播，試驗(yàn)完成后對(duì)自動(dòng)抑爆裝置各項(xiàng)性能指標(biāo)檢測(cè)，均正常。 （ 4） 試驗(yàn)研究是在 ，對(duì)于低矮巷道斷面，自動(dòng)抑爆裝置在類(lèi)似試驗(yàn)條件下將有更好的抑爆效果。 44 4 低矮斷面巷道內(nèi)抑爆裝置 的 安裝 本項(xiàng)目 主要解決在 低矮斷面巷道內(nèi)安裝時(shí) 自動(dòng)抑爆裝置正常使用的問(wèn)題。項(xiàng)目組成員分別在 XX 省紅炭山礦業(yè)公司漳平分公司下屬大瑤煤礦、文賓山煤礦和武陵煤礦三個(gè)煤礦 進(jìn)行了安 裝。 礦井 概況 大瑤煤礦 大瑤煤礦（原大瑤工區(qū)）隸屬大坑井田，與文賓山井田毗鄰，行政區(qū)隸屬漳平市雙洋鎮(zhèn)，距漳平市 35 公里 ， 井田面積約為 平方公里。礦井井田范圍：北以 35 勘探線(xiàn)為界，南以 22 線(xiàn)勘探線(xiàn)為界，開(kāi)采深度 +525m 至 +100m 水平標(biāo)高 ， 共有 6 個(gè)拐點(diǎn)圈定。 礦井瓦斯等級(jí)為低瓦斯礦井。 礦 井 于 2021 年 9 月對(duì)北采區(qū) 360 南 D5 煤層和 325 一道石門(mén) D4煤層進(jìn)行煤塵爆炸性簽定，簽定結(jié)果為 325 一道石門(mén) D4 煤層煤樣無(wú)煤塵爆炸性危險(xiǎn)，北采區(qū) 360 南 D5 煤層煤樣有煤塵爆炸性危險(xiǎn)。于2021 年 5 月對(duì) D4（ +325）、 F2（ +290）兩層煤進(jìn)行了煤自燃傾向性等級(jí)簽定，簽定結(jié)果為 3 類(lèi)，不易自燃（煤炭科學(xué)研究總院 XX 分院）。由于我礦 D5 煤層主要分布于北二采區(qū) 260 區(qū)段，于 08 年 7 月份在北二采區(qū) 260 三道石門(mén)處安裝了煤塵爆炸預(yù)警裝置。 文賓山煤礦 文賓山礦礦區(qū)位于漳平市北部，行政區(qū)隸屬漳平市新橋鎮(zhèn)管轄，距漳平市區(qū) 49 公理。地理坐標(biāo)：東經(jīng) 117176。23′ 16〞 117176。24′ 16〞北 45 緯 250176。31′ 15〞 250176。23′ 45〞。 文賓山煤礦于 1974 年開(kāi)始建井， 1982 投產(chǎn)，原設(shè)計(jì)年產(chǎn)量 15萬(wàn)噸， 1991 年礦井重新核定生產(chǎn)能力 9 萬(wàn)噸／年。因前期階段生產(chǎn)系統(tǒng)尚未完善，生產(chǎn)布局受約束，及受復(fù)雜地質(zhì)開(kāi)采條件的影響，1982～ 1998 年歷年產(chǎn)量均在 7 萬(wàn)噸左右徘徊。由于近幾年來(lái)不斷進(jìn)行生產(chǎn)布局優(yōu)化調(diào)整，礦井生產(chǎn)系統(tǒng)逐漸完善，生產(chǎn)能力逐漸加強(qiáng)，2021 年重新核定礦井生產(chǎn)能力為 12 萬(wàn)噸； 2021 年核定生產(chǎn)能力為12 萬(wàn)噸 ， 2021 年實(shí)際產(chǎn)量為 萬(wàn)噸。 經(jīng)煤炭科學(xué)研究總院 XX 分院 2021 年 10 月 26 日的鑒定報(bào)告顯示，我礦煤塵具有煤塵爆炸 危險(xiǎn) 性。 武陵煤礦 武陵煤礦設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 9 萬(wàn)噸／年，開(kāi)采煤層 為上三疊系，是發(fā)育在中下三疊系淺海和濱海沉積安仁上的陸相含煤構(gòu)造的 D 組煤，井田內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單偏中等，整體上井田為一向北西傾伏的背斜構(gòu)造，次級(jí)褶曲不太發(fā)育，相對(duì)而言，南部較北部密集，主要為微波起伏。主要煤層為 d d d10 三層，主要分布在武陵井 1＃背斜兩翼，為薄煤層，三層煤的總可采厚度平均為 ；最小厚度為 ／層，最大厚度為 ／層。礦井屬低瓦斯礦井，瓦斯容易積聚。 d8煤層偽頂、偽底均為細(xì)粉砂巖，其厚度約 ~，容易隨采隨下；煤層頂、底板均以薄層狀細(xì)砂巖和細(xì)粉砂為主，煤層平均 厚度為 。煤層中間夾有一層約 0~ 厚的細(xì)粉砂及細(xì)砂巖，該層夾矸有時(shí)較靠近煤層的頂板或底板，給開(kāi)采造成一定的難度。 d8 煤層產(chǎn)狀從目 46 前巷道開(kāi)采情況看，北部?jī)A角較緩，一般在 20－ 40 度之間，南部一般在 50－ 80 度之間。 d9 煤層頂、底板一般為薄層狀的細(xì)砂巖及細(xì)粉砂巖，局部夾有一層厚度約 0~ 厚的細(xì)砂巖，有時(shí)也有偽頂、偽頂， d9煤層厚度變化較大，呈雞窩狀，一般為 0~，煤層較松，傾角一般在 30－50 度之間。 武陵礦主采煤層為 d8 煤層， d d10 作為配采煤層。 礦井水文地質(zhì)簡(jiǎn)單，無(wú)含水層，周 邊無(wú)小 窯 開(kāi)采，只有自采遺留采空區(qū)老巷可能存在部分積水和鉆孔可能積水或斷層裂隙水。該礦屬低瓦斯區(qū)域，無(wú)煤層爆炸危險(xiǎn)性及無(wú)煤層自然傾向性。 抑爆裝置安裝方式設(shè)計(jì) 探測(cè)器防污染方式 采煤 工作面環(huán)境惡劣，煤塵大﹑煤屑飛濺。為了保證探測(cè)器正常工作，應(yīng)對(duì)探測(cè)器窗口 鏡 面進(jìn)行實(shí)時(shí)除塵，并防止煤屑損壞窗口玻璃，經(jīng) 過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況考察和 試驗(yàn)研究， 采取將探測(cè)器安裝在巷道上方，可有效防止探測(cè)器受到認(rèn)為或各種機(jī)械的碰撞損壞。 在現(xiàn)場(chǎng)安裝使用，表明 其 能有效防止煤塵污染，正常工作。 抑爆裝置安裝方式設(shè)計(jì) ZYB 型礦用本質(zhì)安全型自動(dòng)抑爆裝置由探測(cè)器、控制器和抑爆器三部分組成，其主要工作原理是由探測(cè)器探測(cè)信號(hào)，并通過(guò)控制器發(fā)出指令給抑爆器，驅(qū)動(dòng)抑爆器迅速?lài)姵鰷缁饎錅绫ɑ鹧?，從?47 達(dá)到抑爆的效果。 為防止煤屑損壞窗口玻璃并不影響正常的工作，設(shè)計(jì)將探測(cè)器安裝在巷道上方， 其探測(cè)窗口朝向 可能爆源 點(diǎn)，視場(chǎng)角基本覆蓋住整個(gè)巷道 斷面。 抑爆器的安裝位置，根據(jù)裝置的響應(yīng)時(shí)間和瓦斯煤塵爆炸的傳播速度共同確定。 通過(guò) 進(jìn)行 大量的 瓦斯煤塵爆炸的傳播規(guī)律研究 、自動(dòng)抑爆裝置抑爆試驗(yàn)研究以及煤礦井下實(shí)際特點(diǎn)， 最終確定抑爆器安裝在距離 可能爆源點(diǎn)的 距離約 60～ 150m 之間 。 由于巷道屬低矮斷面，其斷面積均在 3m2～ 4m2 左右，高度一般不超過(guò) 2m，因此不宜將抑爆器安裝在巷道頂部，且為了不影響正常的生產(chǎn)，宜將抑爆器安裝在巷道底部?jī)蓚?cè)。為了能夠固定抑爆器，為每個(gè)抑爆器設(shè)計(jì)一個(gè)架子用以安裝抑爆器 ，且為有效的覆蓋住整個(gè)斷面，將抑爆器與巷道壁呈約20176。夾角安設(shè)，扇形噴嘴朝向工作面。 抑爆器在斷面的安裝方式簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖 41。 圖 41 抑爆器在斷面的安裝簡(jiǎn)圖 低矮斷面巷道內(nèi)抑爆裝置的安裝 XX 省紅炭山礦業(yè)公司漳平分公司下屬大瑤煤礦、文賓山煤礦和 48 武陵煤礦三個(gè)煤 礦 ， 其采煤工作面斷面均在 3m2～ 4m2 左右， 根據(jù)實(shí)際情況特制定井下安裝實(shí)施方案如下。 兩只紫外線(xiàn)火焰?zhèn)鞲衅鞣謩e安 裝于 巷道 前端 上方 ，其探測(cè)窗口朝向 可能爆源 點(diǎn)，視場(chǎng)角基本覆蓋 端頭 斷面。為防止煤塵污染影響火焰?zhèn)鞲衅鞯男盘?hào)探測(cè)效果， 需經(jīng)常清潔表面玻璃， 兩只抑爆器分別安裝于巷道斷面兩側(cè)，其扇形噴嘴朝向前方的采煤點(diǎn)，在扇形噴嘴上安放了防污染部件。安裝示意圖如圖 42 所示。 圖 42 自動(dòng)抑爆裝置安裝示意圖 經(jīng)現(xiàn)場(chǎng) 1 個(gè)月的考察，抑爆裝置工作正常，探測(cè)器能正常工作，抑爆器安裝適當(dāng)，不影響現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)。 49 5 結(jié)論 ZYB 型 礦用本質(zhì)安全型 自動(dòng)抑爆裝置采用紫外線(xiàn)探測(cè)器，能防止礦燈等井下光源的干擾，提高了抗干擾能力，并具對(duì)水有較強(qiáng)的穿透能力，能適用于煤礦井下環(huán)境。 控制器采用充電源，可防止井下電網(wǎng)的干擾，提高抗干擾能力；畜電 池采用鎘鎳電池， 容量大，而控制器日常功耗小，一次充電可用三個(gè)月 以上，現(xiàn)場(chǎng)安裝使用方便。 抑爆器采用產(chǎn)氣劑瞬時(shí)產(chǎn)氣驅(qū)動(dòng)滅火劑抑制爆炸，所研制產(chǎn)氣藥劑，產(chǎn)氣量大，產(chǎn)氣速率快，初始?jí)毫Υ?，可快速高壓力?qū)動(dòng)滅火劑，形成粉霧快﹑狀態(tài)好。 經(jīng)過(guò)對(duì)滅火劑選型試驗(yàn)研究，所采用 ABC 滅火劑有效成分含量高﹑粒度細(xì)， 抑爆效果好。 大斷面巷道進(jìn)行的抑爆試驗(yàn)表明 在與試驗(yàn)類(lèi)似條件下 抑爆裝置能有效抑爆近距離瓦斯爆炸。 現(xiàn)場(chǎng) 的 安裝 使用 說(shuō)明，抑爆裝置能適應(yīng)煤礦現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，并正常工作。