3.防止煤塵爆炸傳播技術(shù)
防止煤塵爆炸傳播技術(shù)也稱為隔絕煤塵爆炸傳播技術(shù)(以下簡稱隔爆技術(shù)),是指把已經(jīng)發(fā)生的爆炸控制在一定范圍內(nèi)并撲滅以防止爆炸向外傳播的技術(shù)措施。該技術(shù)不僅適于對煤塵爆炸的控制,也適用于對瓦斯爆炸、瓦斯煤塵爆炸的控制。該技術(shù)分為兩大類:被動式隔爆技術(shù)和自動式隔爆技術(shù)。
(1)被動式隔爆技術(shù)(也稱隔爆措施)。發(fā)生爆炸的初期,爆炸火焰峰面是超前于爆炸壓力波向前傳播的,隨著爆炸反應(yīng)的繼續(xù)和加強,壓力波逐漸趕上并超前于火焰峰面?zhèn)鞑?,兩者之間有一時間差。被動式隔爆技術(shù)就是利用這一規(guī)律,利用壓力波的能量使隔爆措施動作,在巷道內(nèi)形成撲滅火焰的消焰抑制劑塵云,后續(xù)到達到的火焰進入抑制劑塵云時被撲滅,阻止了爆炸繼續(xù)向前傳播。被動式隔爆技術(shù)主要有:巖粉棚、水槽棚和水袋棚,統(tǒng)稱為被動式隔爆棚。
被動式隔爆棚的設(shè)置方式有3種形式:集中式布置、分散式布置和集中分散式混合布置。根據(jù)隔爆棚在井巷系統(tǒng)中限制煤塵爆炸的作用和保護范圍,可將它們分為主要隔爆棚(重型棚)和輔助隔爆棚(輕型棚)。重型棚的作用是保護全礦性的安全,在礦井兩翼與井筒相通的主要運輸大巷和回風(fēng)大巷、相鄰煤層之間的運輸和回風(fēng)石門、相鄰采區(qū)之間的集中運輸巷和回風(fēng)巷內(nèi)設(shè)置。輕型棚的作用是保護一個采區(qū)的安全,在采煤工作面的進風(fēng)、回風(fēng)巷和采區(qū)內(nèi)的煤及半煤巖掘進巷道以及采用獨立通風(fēng)并有煤塵爆炸危險的其他巷道內(nèi)設(shè)置。
(2)自動隔爆技術(shù)。被動式隔爆技術(shù)的作用原理決定了該技術(shù)措施只能在距爆炸源60~200m(巖粉棚300m)范圍內(nèi)發(fā)揮抑制爆炸的作用。因此,在爆炸發(fā)生的初期該技術(shù)是無效的。此外,在低矮、狹窄和拐彎多的巷道中使用也極其不利,不能發(fā)揮抑爆效果。針對這些缺點各國研究并使用了自動隔爆技術(shù)。
傳感器、控制器和噴灑裝置是自動隔爆裝置三大組成部分,由若干臺自動隔爆裝置組成的隔爆系統(tǒng)即為自動式隔爆措施。傳感器主要有3類:接受瓦斯煤塵爆炸動力效應(yīng)的壓力傳感器、利用爆炸熱效應(yīng)的熱電傳感器和利用爆炸火焰發(fā)出的光效應(yīng)的光電傳感器;控制器是向噴灑抑制劑的執(zhí)行機構(gòu)發(fā)出動作指令的儀器;噴灑裝置一般由執(zhí)行機構(gòu)、噴撒器和抑制劑儲存容器組成。它的作用是將抑制劑(巖粉、干粉或水)擴散于巷道空間形成粉塵云或水霧帶,其動作應(yīng)迅速、可靠、能適應(yīng)爆炸的快速發(fā)展。
抑制劑的選擇原則是抑制火焰用量少、效果好、價格便宜。雖然巖粉在煤礦應(yīng)用最廣,但是在弱的瓦斯煤塵爆炸條件下,以及在劇烈的強爆炸時,它的抑制效果并不理想。適用于自動隔裝置的抑制劑主要有液體抑制劑水、水加鹵代烷、粉末無機鹽類抑制劑和鹵代烷。粉末無機鹽類有(NH4)H2PO4、NaCl、KCl、KHCO3、NaHCO3、CaCO3等粉劑。鹵代烷有二氟一氯一溴甲烷等,雖然滅火效果好,但它有破壞臭氧層的缺點,已禁用。