管道抑爆装置在瓦斯抽采系统上应用探讨Word下载.docx

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1绪论-4-

2抑爆装置的工作原理和组成-4-

2.1管道主动抑爆装置原理-4-

2.2管道主动抑爆装置组成-6-

3ZYBG抑爆装置技术特性-6-

3.1GHYZ5矿用本安型火焰传感器-6-

3.2KXH12矿用火焰控制器-7-

3.3ZYBG-12Y/8Y矿用本安型管道抑爆器-7-

3.4KDY127/12B矿用隔爆兼本质安全型直流电源-8-

3.5JHH-5本质安全型接线盒-8-

4抑爆装置安装位置选择-8-

5存在的问题-10-

6结论-10-

1绪论

我国是世界产煤大国，多年来，煤炭产量一直居于世界前列，煤炭是我国的主要能源。

目前，我国工业生产的70％以上能源取自于煤炭，而且在今后相当一段时间内，煤炭仍将作为非常重要的战略物资，在国民经济中占有举足轻重的地位。

但是，与世界其他主要产煤国家相比，我国的煤炭生产存在一些亟待解决的重大问题，其中之一就是煤矿的安全生产问题。

而在安全生产问题中，最重要也是最关键的一个就是瓦斯安全。

据统计，全国每年因瓦斯事故死亡的人数约2000人，占煤炭行业工伤事故死亡人数的40％，占重大事故的70～80％，煤矿每年发生死亡lO人以上的特大事故中，90％为瓦斯（含瓦斯煤尘）爆炸事故。

瓦斯煤尘爆炸给煤矿带来的最大危害是威胁井下人员生命，摧毁矿井设施，迫使矿井停产，并投入大量人力物力抢险救灾【l】。

鉴于瓦斯爆炸事故对我国煤矿安全生产造成的严重威胁，无论从煤矿安全管理、或从煤矿安全检查角度看，都极有必要找到一种合适的方法抑制瓦斯爆炸，确保煤矿安全开采。

随着我国《煤层气（煤矿瓦斯）开发利用“十二五”规划》的颁布，各大煤矿对瓦斯利用和开发投入的增加，对瓦斯抽放系统及其输送管路安全提出了一个很高的要求。

由于我国瓦斯抑爆装置的研发和应用还处于初级阶段，对瓦斯输送管路的爆炸的规律和危险划分并不明确，所以需要对瓦斯输送管路容易发生瓦斯爆炸灾害的区域和地点采取主动抑制爆炸措施，确保瓦斯开发和利用的的安全。

2抑爆装置的工作原理和组成

2.1管道主动抑爆装置原理

当瓦斯输送管路某个地点发生瓦斯（煤尘）爆炸（燃烧）时，主动抑爆防火系统能在最短时间内，通过设备上的火焰传感器探测到管道中的瓦斯（煤尘）爆炸（燃烧），并将信号转变为数据进行内部传输；

控制盒校验输人数据后自动发出指令启动抑燃抑爆器上的气体发生器，将容器中的抑爆剂物质在极短时间内释放，形成物理屏障，扑灭火焰，减少受灾范围，降低温度，保障煤矿瓦斯输送管道和抽采设备的安全。

原理框图如图1所示。

整体装置工作原理如图2所示。

图1管道抑爆装置原理框图

图2管道抑爆装置工作原理图

2.2管道主动抑爆装置组成

ZYBG管道抑爆装置主要包含火焰传感、抑爆、控制三大模块，具体如表1所示。

序号

名称

型号规格

防爆型式

防爆证号

安标证号

1

矿用隔爆兼本质安全型直流电源

KDY127/12B

Exd[ia]I

SHExC12.1868

MAA120086

2

矿用本安型火焰传感器

GHYZ5

ExiaⅠMa

320121154

MAB120517

3

矿用火焰控制器

KXH12

320121153

MAB120516

4

矿用本安型管道抑爆器

ZYBH-12Y

ExiaIMa

320120693

MJE120004

ZYBH-8Y

MJE120003

5

本质安全型接线盒

JHH-5

ExibI

2114403

MAF080128

6

连接电缆

传感器到控制器

1根6芯带屏蔽层电缆

阻燃

MIA060016

控制器到电源箱

1根2芯带屏蔽层电缆

控制器到抑爆器

1根8芯带屏蔽层电缆

3ZYBG抑爆装置技术特性

3.1GHYZ5矿用本安型火焰传感器

a）额定工作电压：

12VDC；

b）工作电流：

≤100mA；

c）信号输出：

CAN总线信号

d）正常状态下≤5VDC；

电流≤5mA；

e）灵敏度：

可探测到5m远外1cd火焰（火焰直径1cm，高5cm）

f）响应时间:

小于1ms；

g）显示功能：

有电源指示、火焰报警等显示功能；

h）探头清洁检测：

能自动判断传感器探头玻璃污损程度，并上传地面请求清洁。

i）防爆型式：

3.2KXH12矿用火焰控制器

正常工作静态电流：

≤50mA，控制输出动作电流≤100mA；

b）信号输出：

电平信号（4路），正常状态下≤5VDC，电流≤5mA，触发时≤12VDC电流≤500mA；

c）动作时间：

≤15ms；

d）显示功能：

有电源、抑爆器状态、传感器状态、通信状态和报警等指示；

e）防爆型式：

ExiaIMa

3.3ZYBG-12Y/8Y矿用本安型管道抑爆器

a）输入阻抗：

8Ω－15Ω；

b）触发电压：

≥3.6V，触发电流：

≥0.3A；

c）灭火剂容量：

8KG、12KG；

d）干粉灭火剂：

800目超细ABC-T2复合干粉灭火剂，灭火效果是普通干粉灭火剂的4－6倍；

e）喷撒滞后时间：

f）喷洒完成时间：

≤150ms；

g）喷撒效率：

≥92%；

h）喷嘴喷射角：

120°

；

i）外形尺寸：

8Y--595mm×

Φ265mm；

12Y:

758mm×

j）重量：

8Y:

≤35kg12Y:

≤45kg

k）防爆型式：

ExiaIMa

3.4KDY127/12B矿用隔爆兼本质安全型直流电源

a）输入电源电压等级：

127VAC，频率50Hz。

b）直流电源本安输出：

输出电压≤12.6V,输出电流：

≤1600mA；

3.5JHH-5本质安全型接线盒

a）额定电压≤60V（峰峰值）；

b）额定电流≤1A；

c）电缆外径：

6-14mm；

4抑爆装置安装位置选择

根据瓦斯输送管路危险点和区域分析，管道瓦斯爆炸的隐患点主要有以下三种，一、瓦斯排空管附近；

二、瓦斯发电机进气孔附近；

三、井下瓦斯抽采进风口附近；

4、井下瓦斯输送管路变径装置附近。

排空管附近主要是由于雷电、室外自然发火、摩擦火花和认为明火的原因容易引发瓦斯事故，瓦斯发电机进气孔主要是由于发电机回火和静电原因引起瓦斯事故，井下抽采口和变径装置主要是因为摩擦起火、认为明火和设备明火造成事故。

为了达到最佳的抑爆效果，根据不同的危险区域，抑爆装置有着不同的安装和使用方法。

管道抑爆装置需要借助安装法兰和安装三通将传感器和抑爆器同时安装在防范的瓦斯管路上。

井下瓦斯抽采管道抑爆装置传感器一般布置在距离进气口或者出气口3-5m处，抑爆器一般布置在距离传感器50米处安装第一个抑爆器，再距离第一个抑爆器50米处安装第二个抑爆器。

如图3所示。

地面瓦斯泵站抑爆装置，传感器一般布置在距离排空口3-5m处，抑爆器一般布置在距离传感器沿管道轴向距离30-60米处安装抑爆器，根据管径大小配置抑爆器数量。

如图4所示。

瓦斯发电机组安装抑爆装置同排空管类似，指示将传感器安装位置改在发电机进气孔前。

如图5所示。

可同时布置多组抑爆装置，法兰口径根据管径选择，传感器、控制器和抑爆器应有良好的接地，控制器安放在靠近抑爆器附近。

图3井下瓦斯抽采管道安装抑爆装置示意图

图4地面瓦斯泵站安装抑爆装置示意图

图5瓦斯发电机组安装抑爆装置示意图

5存在的问题

管道抑爆装置进入我国时间不长，其精度和稳定性有待实践考证，国内的主要生产厂家不多，各厂家的技术路线也不尽相同，都或多或少存在一些小的技术缺陷，这些技术缺陷需要在现场应用的时候加以避免。

6结论

按照国家标准《AQ1076-2009煤矿低浓度瓦斯管道输送安全保障系统设计规范》的要求，在晋煤寺河二号井的瓦斯抽采管路的井下进气孔处安装了ZYBG管道抑爆装置，通过测试和实际检测，ZYBG管道抑爆装置运行良好，切整体装置稳定，没有发生误动作的情况，有效的保护了晋煤寺河二号井抽采系统的井下进风段管路，给矿方的人员和生产带来了一定的安全保障，为建设本质安全矿山做出了贡献。