「好文推薦」煤礦瓦斯和煤塵爆炸感知報警與爆源判定方法研究

2020-12-10 全國能源信息平臺

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原文發表在《工礦自動化》2020年第6期,歡迎品讀。

瓦斯爆炸、瓦斯煤塵爆炸和煤塵爆炸(以下統稱瓦斯和煤塵爆炸)會造成大量人員傷亡和財產損失,屬於煤礦重特大事故。根據煤礦瓦斯和煤塵爆炸特徵,提出了氣體(O2,CO2,CO)濃度、溫度、聲音、震動、氣壓、風速、風向、煙霧、粉塵、紅外線、紫外線、圖像等多信息融合的煤礦瓦斯和煤塵爆炸感知報警與爆源判定方法:通過多參數變化,辨識瓦斯和煤塵爆炸;通過不同位置參數變化幅度、變化的先後時序關係和傳感器損壞情況,判定爆源。提出了傳感器、電纜和光纜防護與設置方法:傳感器應採用流線形或圓弧形外殼,傳感器外殼應採用耐高溫、防火、隔熱材料;傳感器應設置在巷道頂部中央;採煤工作面和掘進工作面應設置傳感器,傳感器應設置在距工作面10~15 m處;每一段巷道(沒有分支)中部應設置傳感器;應採用鎧裝電纜和光纜,電纜和光纜應具有阻燃、耐高溫、抗衝擊等性能;電纜和光纜應埋入巷幫和底板的夾角處;電纜和光纜也可引入壓風管,用壓風管防護。

引用格式

孫繼平.煤礦瓦斯和煤塵爆炸感知報警與爆源判定方法研究[J].工礦自動化,2020,46(6):1-5.

SUN Jiping.Research on method of coal mine gas and coal dust explosion perception alarm and explosion source judgment[J].Industry and Mine Automation,2020,46(6):1-5.

作者聯繫方式

孫繼平(1958—),男,山西翼城人,教授,博士,博士研究生導師,中國礦業大學(北京)信息工程研究所所長,原副校長;獲國家科技進步獎和技術發明獎二等獎4項(第1完成人3項);作為第1完成人獲省部級科技進步特等獎和一等獎8項;作為第1完成人主持制定中華人民共和國煤炭行業和安全生產行業標準29項;作為第1發明人獲國家授權發明專利80餘件;主持制定《煤礦安全規程》第十一章「監控與通信」;作為第1作者或獨立完成著作12部;被SCI和EI檢索的第1作者或獨立完成論文90餘篇;作為國務院煤礦事故調查專家組組長參加了10起煤礦特別重大事故調查工作;E-mail:sjp@cumtb.edu.cn。

責任編輯聯繫方式

盛男,E-mail:8833361@qq.com

煤礦瓦斯和煤塵爆炸感知報警與爆源判定方法研究

Research on method of coal mine gas and coal dust explosion perception alarm and explosion source judgment

【作者】孫繼平【Author】SUN Jiping【作者機構】中國礦業大學(北京) 機電與信息工程學院, 北京100083【Unit】School of Mechanical Electronic and Information Engineering, China University of Mining and Technology (Beijing), Beijing 100083, China

【摘要】分析了煤礦瓦斯和煤塵爆炸特徵:空氣中O2濃度迅速降低,CO2和CO等有毒有害氣體濃度迅速升高;環境溫度迅速升高,空氣壓力迅速增大後回落;產生較強的紅外和紫外輻射;產生高溫、高壓、高速的爆炸衝擊波和火焰鋒面;產生爆炸音和震動;產生大量煙霧和粉塵;風速迅速增大後回落,風流反向;巷道垮塌、機電設備移動和損壞;造成大量人員傷亡。提出了氣體(O2,CO2,CO)濃度、溫度、聲音、震動、氣壓、風速、風向、煙霧、粉塵、紅外線、紫外線、圖像等多信息融合的煤礦瓦斯和煤塵爆炸感知報警與爆源判定方法:通過多參數變化,辨識瓦斯和煤塵爆炸;通過不同位置參數變化幅度、變化的先後時序關係和傳感器損壞情況,判定爆源。提出了傳感器防護與設置方法:傳感器應採用流線形或圓弧形外殼,傳感器外殼應採用耐高溫、防火、隔熱材料;傳感器應設置在巷道頂部中央;採煤工作面和掘進工作面應設置傳感器,傳感器應設置在距工作面10~15 m處;每一段巷道(沒有分支)中部應設置傳感器。提出了電纜和光纜防護與設置方法:應採用鎧裝電纜和光纜,電纜和光纜應具有阻燃、耐高溫、抗衝擊等性能;電纜和光纜應埋入巷幫和底板的夾角處;電纜和光纜也可引入壓風管,用壓風管防護。【Abstract】Characteristics of coal mine gas and coal dust explosion are analyzed: Concentration of O2 in air decreases rapidly, while concentrations of CO2, CO and other toxic and harmful gases increase rapidly; Ambient temperature rises rapidly, and air pressure increases rapidly and then falls; Stronger infrared and ultraviolet radiation are generated; High-temperature, high-pressure, high-speed explosion shock wave and flame front are generated; Explosion sound and vibration are generated; A large amount of smoke and dust are generated; Wind speed increases rapidly and then falls, and wind flow reverses; Roadway collapses, electromechanical equipment is moved and damaged; A large number of casualties are caused. A coal mine gas and coal dust explosion perception alarm and explosion source judgment method based on multi-information fusion of gas (O2, CO2, CO)concentration, temperature, sound, vibration, air pressure, wind speed, wind direction, smoke, dust, infrared, ultraviolet and image is proposed: Gas and coal dust explosion can be identified through change of multi-parameters; Explosion source can be determined according to change range, change sequence of the parameters and sensor damage at different positions. Protection and setting methods of sensor are proposed: Sensor should be equipped with a streamlined or arc-shaped shell, and the sensor shell should use high-temperature resistant, fireproof and heat-insulating material; Sensor should be installed in center of roadway top; Sensor should be installed on mining face and heading face, and the sensor should be located 10-15 m away from the working face; Sensor should be installed in the middle of each roadway(without branches).Protection and setting methods of cable and optical cable are proposed: Armored cable and optical cable should be adopted, and the cable and optical cable should have properties of flame retardant, high-temperature resistance and impact resistance; Cable and optical cable should be buried at the angle between roadway side wall and floor; Cable and optical cable can also be protected by introducing into compressed air duct.

【關鍵詞】瓦斯爆炸;煤塵爆炸;瓦斯煤塵爆炸;災害監測;災害報警;爆源判定【Keywords】gas explosion; coal dust explosion; gas and coal dust explosion; disaster monitoring; disaster alarm; explosion source judgment

信息提供:盛男 圖文編輯:張聚

審 核:王暉

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