[发明专利]一种利用氮气干粉抑制煤尘二次爆炸的装置

说明书

本发明公开一种利用氮气和干粉抑制煤尘二次爆炸的实验装置，属于煤尘二次爆炸抑制领域；一种利用氮气和干粉抑制煤尘二次爆炸的装置包括配气点火系统、气固抑爆系统、数据采集系统和排气系统，通过泄爆膜将管道分别为瓦斯爆炸段I、中间段II和煤尘填充段III，配气装置在瓦斯爆炸段I添加甲烷‑空气预混气，点火装置在瓦斯爆炸段I点火，中间段II控制器接收到传感器的压力、温度和火焰信号后喷射氮气和干粉，实现对瓦斯一次爆炸的阻隔作用，进而实现对粉尘填充段III内瓦斯诱发粉尘二次爆炸的抑制。

技术领域

本发明属于煤尘二次爆炸抑制领域，具体涉及一种利用氮气干粉抑制煤尘二次爆炸的装置。

背景技术

瓦斯粉尘爆炸事故仍然是我国煤矿最严重的灾害事故之一；一旦发生瓦斯爆炸使粉尘悬浮在空气中就可能引发粉尘二次爆炸，与瓦斯一次爆炸相比，粉尘二次爆炸是在已有破坏基础上进行二次破坏的，危害程度远远大于单一的瓦斯爆炸，故粉尘二次爆炸往往造成更大的人员伤亡和财产损失。

煤矿巷道现有隔爆措施中包括布设了隔爆水袋棚、水槽棚或岩粉棚等防止瓦斯煤尘爆炸事故的扩大，而现有隔爆措施对于一次瓦斯爆炸往往达不到预想的隔爆效果，更无法对二次爆炸起到连续阻隔爆的作用。而磷酸铵盐干粉的抑爆效果较二氧化硅、磷酸二氢钾、氢氧化铝等其它粉体好，它可以快速中断爆炸化学反应链。氮气较二氧化碳稳定，当氮气达到一定浓度时可使瓦斯不被点燃，氮气和磷酸铵盐的耦合作用可以达到更好的抑爆效果。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种利用氮气干粉抑制煤尘二次爆炸的装置，对瓦斯一次爆炸良好的隔爆效果，进而对粉尘二次爆炸能起到连续阻隔爆作用。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种利用氮气干粉抑制煤尘二次爆炸的装置，安装在瓦斯诱导粉尘二次爆炸管道中，其特征在于，所述装置包括配气点火系统、气固抑爆系统、数据采集系统和排气系统，管道分别为瓦斯爆炸段I、中间段II和煤尘填充段III；

进一步地，所述配气点火系统包括配气装置、甲烷罐、空气罐、减压阀、点火装置、真空泵和循环泵，甲烷罐和空气罐通过减压阀来分别与配气装置连接；

进一步地，所述气固抑爆系统包括氮气罐、储粉罐、喷头、电磁阀和控制器，喷头连接在中间段II的下壁，氮气罐通过电磁阀与储粉罐连接；

进一步地，所述数据采集系统包括传感器、计算机系统和数据采集器，传感器包括压力、温度和火焰传感器，且分别布置在在瓦斯填充段I、中间段II和煤尘填充段III的管道上壁，煤尘填充段III内设置有粉尘。

进一步地，所述排气系统包括泄压阀和真空泵，均连接在管道的左端，泄压阀可自动泄压，用于防止管道内压力过高，真空泵用于排出管道内剩余废弃产物。

进一步地，所述瓦斯爆炸段I、中间段II和煤尘填充段III中相邻两段之间设置有法兰，法兰上安装有泄爆膜。

进一步地，所述储粉罐中装有磷酸铵盐干粉。

进一步地，所述氮气罐在与所述电磁阀的连接线路上也设置有减压阀。

进一步地，所述抑制煤尘二次爆炸的方法包括：

S1、打开所述泄压阀，启动所述真空泵，排出管道剩余废弃产物；

S2、关闭真空泵和泄压阀，拆卸所述法兰，在煤尘填充段III放置粉尘，安装泄爆膜，连接法兰，检测装置气密性；

S3、调节所述减压阀，打开配气装置，在所述瓦斯爆炸段I充入一定浓度的甲烷空气预混气；

S4、启动所述数据采集系统，在计所述算机系统上设置喷粉参数；

S5、待数据采集结束后，先打开泄压阀，再打开真空泵，排出废物。