專利名稱：防止煤礦瓦斯爆炸的方法及實(shí)現(xiàn)該方法的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種防止煤礦瓦斯爆炸的方法，在工作面附近設(shè)置瓦斯監(jiān)測(cè)區(qū)，當(dāng)瓦 斯監(jiān)測(cè)區(qū)測(cè)得的甲烷濃度達(dá)到與《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定相配的報(bào)警甲烷濃度，進(jìn)行報(bào)警，當(dāng) 瓦斯監(jiān)測(cè)區(qū)的甲烷濃度達(dá)到與《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定相配的斷電甲烷濃度，對(duì)流程內(nèi)全部非 本質(zhì)安全型電氣設(shè)備進(jìn)行斷電。本發(fā)明還涉及一種實(shí)現(xiàn)防止煤礦瓦斯爆炸方法的裝置，其包括設(shè)置于工作面附近 瓦斯監(jiān)測(cè)區(qū)內(nèi)、用于監(jiān)測(cè)報(bào)警甲烷濃度和斷電甲烷濃度的第一傳感器以及設(shè)置于主巷道 內(nèi)、根據(jù)來(lái)自第一傳感器斷電信號(hào)對(duì)流程內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備執(zhí)行斷電的自動(dòng)控 制器。
背景技術(shù)：
目前煤礦按照《煤礦安全規(guī)程》(國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局國(guó)家煤礦安全監(jiān)察局) 規(guī)定用風(fēng)筒向掘進(jìn)工作面送風(fēng)，稀釋、排除掘進(jìn)過(guò)程中涌出或突出的瓦斯氣，由設(shè)置于采煤 工作面和掘進(jìn)工作面的甲烷傳感器在甲烷濃度彡1.0%時(shí)報(bào)警，彡1.5%時(shí)斷電，< 1.0% 時(shí)復(fù)電來(lái)保證安全生產(chǎn)。每年發(fā)生的爆炸事故表明這些措施是不夠安全的。本發(fā)明專利申請(qǐng)人在“煤礦巷道瓦斯爆炸的產(chǎn)生模式”(科學(xué)研究月刊，2006，9 64-66) 一文中指出，瓦斯突出時(shí)噴出的瓦斯氣與風(fēng)筒送風(fēng)形成很長(zhǎng)的瓦斯-空氣混氣段， 其中包含有可爆混氣段。按照《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定的復(fù)電條件復(fù)電時(shí)，可爆混氣段可能仍 在巷道內(nèi)，有火源就會(huì)產(chǎn)生爆炸。據(jù)此提出確認(rèn)混氣段流出巷道后再?gòu)?fù)電的防止瓦斯爆炸 的方法，有關(guān)這一方法在本發(fā)明專利申請(qǐng)人的發(fā)明專利申請(qǐng)(公開號(hào)為CN1648414)中作了 更具體的說(shuō)明。這種方法的缺點(diǎn)是仍然生成了很長(zhǎng)的瓦斯-空氣可爆混氣段，人在巷道中 活動(dòng)產(chǎn)生靜電火花，撞擊火花，或由于判斷可爆混氣段流出巷道的裝置因故障出現(xiàn)誤判而 過(guò)早復(fù)電，均可能產(chǎn)生爆炸。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種更安全地防止煤礦瓦斯爆炸的方法。本發(fā)明要解決的另一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種實(shí)現(xiàn)上述更安全地防止煤礦瓦斯爆 炸方法的裝置。為解決上述更安全地防止煤礦瓦斯爆炸這一技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明中防止煤礦瓦斯爆 炸的方法包括①在工作面附近設(shè)置瓦斯監(jiān)測(cè)區(qū)，當(dāng)瓦斯監(jiān)測(cè)區(qū)測(cè)得的甲烷濃度達(dá)到與《煤礦安 全規(guī)程》規(guī)定相配的報(bào)警甲烷濃度，進(jìn)行報(bào)警；②當(dāng)瓦斯監(jiān)測(cè)區(qū)的甲烷濃度達(dá)到與《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定相配的斷電甲烷濃度，對(duì) 流程內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備進(jìn)行斷電；③當(dāng)該瓦斯監(jiān)測(cè)區(qū)的甲烷濃度高于或等于所選定的送風(fēng)通/斷臨界甲烷濃度時(shí)， 則停止送風(fēng)，當(dāng)甲烷濃度又降低到低于所選定的送風(fēng)通/斷臨界甲烷濃度時(shí)，則重新送風(fēng)，其中送風(fēng)通/斷臨界甲烷濃度根據(jù)礦井為高、低瓦斯礦井性質(zhì)在4. 6% -2. 6%之間選擇；④當(dāng)瓦斯監(jiān)測(cè)區(qū)的甲烷濃度高于撤離甲烷濃度時(shí)，發(fā)出通知人員撤離的信號(hào)，該 撤離甲烷濃度根據(jù)礦井為高、低瓦斯礦井性質(zhì)在65% -40%之間選擇；⑤當(dāng)瓦斯監(jiān)測(cè)區(qū)的甲烷濃度又重新降低到低于與《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定相配的報(bào) 警甲烷濃度，則解除報(bào)警，并對(duì)流程內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備進(jìn)行復(fù)電。由于瓦斯氣相對(duì)于空氣的比重為0.6，因此當(dāng)測(cè)得甲烷濃度高于或等于所選定的 送風(fēng)通/斷臨界甲烷濃度時(shí)，停止送風(fēng)，一旦送風(fēng)停止，工作面的工人立即退到距工作面較 遠(yuǎn)處(如25m外)的準(zhǔn)備撤離位置；此時(shí)涌出或突出的瓦斯氣在浮力作用下，很快上升到巷 道頂部沿頂部向其它頂部區(qū)流動(dòng)，并快速流出巷道，從而在巷道高度2/3以下區(qū)域不會(huì)生 成瓦斯_空氣可爆混氣段，考慮到煤礦巷道中的點(diǎn)火源都位于巷道高度2/3以下區(qū)域，因此 即使在這一區(qū)域出現(xiàn)點(diǎn)火源也就不會(huì)引發(fā)爆炸；此后，若工作面瓦斯涌出逐漸減少甚至不 再涌出，則上升到頂部的瓦斯氣在自然通風(fēng)的作用下會(huì)排送到巷道外，瓦斯監(jiān)測(cè)區(qū)的甲烷 濃度就會(huì)逐漸降低，當(dāng)甲烷濃度低于送風(fēng)/通斷臨界甲烷濃度時(shí)重新送風(fēng)，由于送風(fēng)甲烷 濃度會(huì)迅速下降，當(dāng)甲烷濃度又低于報(bào)警甲烷濃度，進(jìn)行復(fù)電并解除報(bào)警，則工人又可回到 工作面繼續(xù)進(jìn)行開采；相反，如果工作面發(fā)生瓦斯突出，當(dāng)瓦斯監(jiān)測(cè)區(qū)的甲烷濃度高于撤離 甲烷濃度時(shí)，大約突出的瓦斯氣總量> 100m3，對(duì)工作面附近的人員有窒息危險(xiǎn)，萬(wàn)一發(fā)生 爆炸對(duì)整個(gè)礦井人員會(huì)產(chǎn)生窒息死亡，所以發(fā)出通知人員撤離信號(hào)，退到準(zhǔn)備撤離位置的 工人彎腰向外撤離。由此可知采用此方法后，可以更安全地防止煤礦瓦斯爆炸而造成人員 傷亡。作為本發(fā)明防止煤礦瓦斯爆炸的方法的一種改進(jìn)是將瓦斯監(jiān)測(cè)區(qū)設(shè)置在工作面 附近且高度為巷道高度的0. 7-0. 8倍之間的區(qū)域內(nèi)；尤其是設(shè)置在距工作面< 5m、距側(cè)面 彡0. 25m處、高度為巷道高度的0. 7-0. 8倍之間的區(qū)域內(nèi)。這樣設(shè)置瓦斯監(jiān)測(cè)區(qū)在停止送風(fēng) 后，監(jiān)測(cè)到的甲烷濃度與設(shè)定的送風(fēng)通/斷臨界甲烷濃度及撤離甲烷濃度匹配，能更快速、 正確地控制送風(fēng)的通/斷與撤離。作為本發(fā)明防止煤礦瓦斯爆炸的方法的另一種改進(jìn)是將送風(fēng)通/斷臨界甲烷濃 度選定為3. 2 %，和/或?qū)⒊冯x甲烷濃度選定為50 %，這是安全與經(jīng)濟(jì)折中的優(yōu)選值。為解決上述更安全地防止煤礦瓦斯爆炸這一技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明中實(shí)現(xiàn)防止煤礦瓦 斯爆炸方法的裝置包括_設(shè)置在工作面附近、監(jiān)測(cè)甲烷濃度的第一傳感器，在甲烷濃度達(dá)到與《煤礦安全 規(guī)程》規(guī)定相配的報(bào)警甲烷濃度時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)；在甲烷濃度達(dá)到與《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定 相配的斷電甲烷濃度時(shí)發(fā)出對(duì)流程內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備執(zhí)行斷電的斷電信號(hào)；在 其發(fā)出報(bào)警信號(hào)且隨后發(fā)出斷電信號(hào)后，其所測(cè)得的甲烷濃度又低于與《煤礦安全規(guī)程》規(guī) 定相配的報(bào)警甲烷濃度時(shí)發(fā)出復(fù)電信號(hào)；-設(shè)置于主巷道內(nèi)的自動(dòng)控制器，該自動(dòng)控制器根據(jù)來(lái)自該第一傳感器的斷電信 號(hào)完成對(duì)流程內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備執(zhí)行斷電，根據(jù)來(lái)自該第一傳感器的復(fù)電信號(hào) 對(duì)流程內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備恢復(fù)供電并解除報(bào)警；-設(shè)置在工作面附近、監(jiān)測(cè)甲烷濃度的第二傳感器，該第二傳感器測(cè)得的甲烷濃度 高于或等于所選定的送風(fēng)通/斷臨界甲烷濃度時(shí)，則發(fā)出停止送風(fēng)信號(hào)，此后所測(cè)得的甲 烷濃度又降低到低于所選定的送風(fēng)通/斷臨界甲烷濃度時(shí)，則再發(fā)出重新送風(fēng)信號(hào)，其中送風(fēng)通/斷臨界甲烷濃度根據(jù)礦井為高、低瓦斯礦井性質(zhì)在4. 6% -2. 6%之間選擇；
-設(shè)置在工作面附近、監(jiān)測(cè)甲烷濃度的第三傳感器，該第三傳感器測(cè)得的甲烷濃度 高于或等于所選定的撤離甲烷濃度時(shí)，發(fā)出撤離信號(hào)，該撤離甲烷濃度根據(jù)礦井為高、低瓦 斯礦井性質(zhì)在65% -40%之間選擇；-自動(dòng)控制器還根據(jù)來(lái)自該第二傳感器的停止送風(fēng)信號(hào)、重新送風(fēng)信號(hào)控制送風(fēng) 設(shè)備停止送風(fēng)或重新送風(fēng)。正如前面對(duì)防止煤礦瓦斯爆炸的方法所分析的那樣，由于在實(shí)現(xiàn)防止煤礦瓦斯爆 炸的方法的裝置中還在工作面附近設(shè)置了監(jiān)測(cè)甲烷濃度的第二傳感器和第三傳感器，并在 甲烷濃度分別達(dá)到送風(fēng)通/斷臨界甲烷濃度和撤離甲烷濃度時(shí)，分別發(fā)出停止送風(fēng)信號(hào)和 重新送風(fēng)信號(hào)或者撤離信號(hào)，從而保證在瓦斯涌出或突出的早期，停止送風(fēng)，瓦斯氣在浮力 作用下，上升到巷道頂部，防止了送風(fēng)與瓦斯氣形成可爆混氣，達(dá)到了有火源也不爆炸的效 果。當(dāng)發(fā)生重大瓦斯突出時(shí)，工人撤離礦井，保證了工人安全。由此可知，這種裝置可以更 安全地防止煤礦瓦斯爆炸。作為本發(fā)明實(shí)現(xiàn)防止煤礦瓦斯爆炸方法的裝置的一種改進(jìn)，讓第一傳感器發(fā)出的 報(bào)警信號(hào)和第三傳感器發(fā)出的撤離信號(hào)直接通過(guò)報(bào)警器和撤離通知器進(jìn)行報(bào)警或發(fā)出撤 離通知，這樣就可直接發(fā)出報(bào)警信號(hào)或撤離信號(hào)；當(dāng)然也可以通過(guò)設(shè)置在主巷道內(nèi)的自動(dòng) 控制器再控制報(bào)警器和撤離通知器進(jìn)行報(bào)警或發(fā)出撤離通知。作為本發(fā)明實(shí)現(xiàn)防止煤礦瓦斯爆炸方法的裝置的另一種改進(jìn)，可以將第二傳感器 和第三傳感器組成一個(gè)復(fù)合傳感器，甚至可以將第二傳感器和第三傳感器與第一傳感器一 起組合成一個(gè)復(fù)合傳感器。采取這種改進(jìn)結(jié)構(gòu)便于傳感器安裝與維修。作為本發(fā)明實(shí)現(xiàn)防止煤礦瓦斯爆炸方法的裝置的再一種改進(jìn)，將第一傳感器、第 二傳感器和第三傳感器設(shè)置在工作面附近且高度為巷道高度的0. 7-0. 8倍之間的區(qū)域內(nèi)， 尤其是設(shè)置在距工作面< 5m、距側(cè)面彡0. 25m處、高度為巷道高度的0. 7-0. 8倍之間的區(qū)域 內(nèi)。這樣設(shè)置第一傳感器、第二傳感器和第三傳感器，就能夠快速、正確地?cái)嚯?、停止送風(fēng)與 發(fā)出撤離指示。作為本發(fā)明實(shí)現(xiàn)防止煤礦瓦斯爆炸方法的裝置的又一種改進(jìn)，將撤離通知器設(shè)置 在距工作面至少25m、距巷道底面0. 3-0. 5m處，即將撤離通知器設(shè)置在工人聽到送風(fēng)停止 后所停留的準(zhǔn)備撤離區(qū)，從而使這些工人能直接清楚地聽到或看到撤離通知，盡早從煤礦 巷道撤離。
下面在本專利申請(qǐng)人所作大量試驗(yàn)的基礎(chǔ)上結(jié)合附圖及所示實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明 作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。圖1示出了本發(fā)明對(duì)于煤礦掘進(jìn)工作面發(fā)生瓦斯涌出或突出時(shí)防止瓦斯爆炸方 法的裝置的實(shí)施方式示意圖。圖2示出了本發(fā)明對(duì)于煤礦回采工作面發(fā)生瓦斯涌出或突出時(shí)防止瓦斯爆炸方 法的裝置的實(shí)施方式示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的專利申請(qǐng)人近幾年來(lái)以天然氣(其成分和性質(zhì)與瓦斯氣十分相近)作 為試驗(yàn)氣體做了大量的爆炸試驗(yàn)，總結(jié)出了天然氣具有一種對(duì)防止煤礦瓦斯爆炸來(lái)說(shuō)十分 “優(yōu)異的特性”，即由于其比空氣輕得多，因而在浮力作用下上升到試驗(yàn)裝置的頂部，且沿著 試驗(yàn)空間的頂部流動(dòng)，從而在該試驗(yàn)空間的2/3高度之下的空間不會(huì)形成天然氣-空氣可 爆混氣。在此基礎(chǔ)上，形成了本發(fā)明的核心構(gòu)思，在瓦斯涌出或突出的早期停止送風(fēng)，讓涌 出的或突出的瓦斯氣于無(wú)通風(fēng)工況下，沿煤礦巷道頂部流動(dòng)，使巷道2/3高度下不會(huì)形成 瓦斯-空氣可爆(瓦斯?jié)舛忍幱诒ㄉ?、下限之間)混氣段，有火源不會(huì)爆炸。下面對(duì)為形成本發(fā)明核心構(gòu)思所進(jìn)行的爆炸試驗(yàn)的試驗(yàn)條件和試驗(yàn)結(jié)果作簡(jiǎn)要 說(shuō)明。第一類試驗(yàn)無(wú)通風(fēng)情況下，天然氣(瓦斯氣)在試驗(yàn)裝置頂部流動(dòng)，2/3高度下的空間不能形 成可爆混氣，有火源也不會(huì)爆炸。1-A. 20次沒(méi)爆炸的7m3爆炸裝置的爆炸試驗(yàn)7m3爆炸裝置是截面1 X Im長(zhǎng)7m，一端封閉一端開口，能以不同斜率置放的鋼板結(jié) 構(gòu)試驗(yàn)裝置。因天然氣的主要成分和瓦斯氣相同，主要是甲烷氣，相對(duì)空氣的比重為0.6，容 易得到，故用天然氣代替瓦斯氣進(jìn)行爆炸試驗(yàn)。將天然氣通過(guò)管路向7m3爆炸裝置輸入不同 的氣量，各次試驗(yàn)輸氣總量與容器容積(7m3)之比在3% 40%范圍變化。沒(méi)有通風(fēng)。點(diǎn)火 源為電火花，點(diǎn)火源位置距底部0. 5m, 0. 7m ；距封閉端面lm，2m, 3m, 5m。點(diǎn)火程序停止進(jìn) 氣后，響三次鈴，接通點(diǎn)火電源，產(chǎn)生火花。20次試驗(yàn)全部沒(méi)炸。這20次沒(méi)爆炸的“爆炸試 驗(yàn)”是有了天然氣氣源最初想尋找爆炸規(guī)律希望爆炸的試驗(yàn)。以前用液化石油氣在這個(gè)裝 置內(nèi)做過(guò)上百次爆炸試驗(yàn)，均順利爆炸。這次無(wú)論怎樣變換天然氣濃度，點(diǎn)火位置，都不能 用電火花引爆。這和1998年在25m3單磚建筑物內(nèi)注入平均濃度10%的甲烷氣，用10千焦 耳的強(qiáng)焰火點(diǎn)火器點(diǎn)火而不能爆炸的情況相同(該建筑物隨后4次分別充4% 4. 8%液 化石油氣均發(fā)生爆炸)。這些試驗(yàn)揭示了瓦斯氣與天然氣的一個(gè)“優(yōu)異特性”，即比空氣輕， 相對(duì)空氣比重為0.6，逸出后，在浮力作用下，很快上升到頂部。上述這些試驗(yàn)，充完甲烷氣 或天然氣后，點(diǎn)火前響三次鈴，從充完氣到點(diǎn)火相隔> 2min。輸入的天然氣已達(dá)到頂部并 沿頂點(diǎn)向其它頂部快速流動(dòng)，在<2/3高度下的空間不能形成可爆(濃度在爆炸上、下限之 間)混氣，所以不能用火花引爆。1-B.點(diǎn)火開始時(shí)間彡2s的試驗(yàn)全部未爆炸點(diǎn)火開始時(shí)間指關(guān)閉天然氣輸氣閥門到接通點(diǎn)火源的時(shí)間。天然氣上升到裝置頂 部與試驗(yàn)裝置的傾斜狀態(tài)(相當(dāng)煤礦的巷道走向)有關(guān)，故用向下傾斜，向上傾斜與水平放 置的7m3試驗(yàn)裝置進(jìn)行爆炸試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果列于表1、表2、表3。這些試驗(yàn)結(jié)果表明無(wú)通風(fēng) 情況下，點(diǎn)火時(shí)間彡2s，都沒(méi)有爆炸，也即停止輸入天然氣> 2s后，2/3高度下的空間已沒(méi)有形成可爆混氣。表1.頂部向下傾斜的7m3試驗(yàn)裝置爆炸試驗(yàn)數(shù)據(jù) 表2.頂部向上傾斜的7m3試驗(yàn)裝置爆炸試驗(yàn)數(shù)據(jù) 表3.水平放置的7m3試驗(yàn)裝置爆炸試驗(yàn)數(shù)據(jù) 在做這些試驗(yàn)時(shí)，因天然氣是從20MPa氣瓶中經(jīng)兩個(gè)閥門減壓流出，減壓過(guò)程溫 度降低，故從7m3試驗(yàn)裝置的開口端流出時(shí)，可以目視觀察到它的流動(dòng)氣流。觀察發(fā)現(xiàn)，充 天然氣開始，依充氣速度不同，大約在7 13s可以看到從開口端頂部區(qū)向大氣流出的天然 氣流。這說(shuō)明在無(wú)通風(fēng)情況下，天然氣是沿頂部向外流出。在2/3高度下的空間用火花不 能引爆，說(shuō)明2/3高度下的區(qū)域沒(méi)有形成天然氣_空氣可爆混氣。1-C. 20m實(shí)驗(yàn)巷道中的爆炸試驗(yàn)為模擬瓦斯在煤礦中的突出，在20m實(shí)驗(yàn)巷道中做的爆炸試驗(yàn)更具有說(shuō)服力。20m 實(shí)驗(yàn)巷道，長(zhǎng)20m，寬3. Im,高2. Om, 一端封閉一端開口，相當(dāng)煤礦掘進(jìn)巷道的前20m。在它 的封閉端面，用管路噴出天然氣。天然氣出口朝向開口端，共輸入25m3天然氣，輸入總時(shí)間 為16min。送氣結(jié)束25s后開始用點(diǎn)火器產(chǎn)生火花。共5個(gè)點(diǎn)火器，距底面1. 6m，距巷道水 平封閉端面分別為3，6，9，12，15m。位于左、右側(cè)面的中間位置，點(diǎn)火依次進(jìn)行，每次一個(gè)點(diǎn) 火器打火約5s，接著另一個(gè)點(diǎn)火器打火5s，一共持續(xù)打火花30min未炸。這次試驗(yàn)所以在 送氣結(jié)束(相當(dāng)瓦斯突出結(jié)束)后25s點(diǎn)火，是考慮萬(wàn)一爆炸，實(shí)驗(yàn)巷道會(huì)炸飛，無(wú)法進(jìn)行 其它試驗(yàn)。點(diǎn)火時(shí)間25s不是不能爆炸的最小值，是個(gè)保險(xiǎn)不炸的值。煤礦瓦斯突出從發(fā) 生到結(jié)束，也就幾分鐘，相當(dāng)一個(gè)高壓瓦斯氣穴被挖開放氣。這個(gè)爆炸試驗(yàn)表明沒(méi)有通風(fēng)， 瓦斯突出結(jié)束25s后即使在2/3巷道高度下空間有火源也不能爆炸，表示沒(méi)有瓦斯_空氣可爆混氣段，也是瓦斯氣的一種對(duì)安全來(lái)說(shuō)十分寶貴的“優(yōu)異特性”。第二類試驗(yàn)通風(fēng)破壞了這個(gè)“優(yōu)異特性”2-A. 7m3爆炸裝置中做了有通風(fēng)與無(wú)通風(fēng)的對(duì)比試驗(yàn)。表4有通風(fēng)與無(wú)通風(fēng)的對(duì)比爆炸試驗(yàn) 表4給出的試驗(yàn)結(jié)果表明通風(fēng)情況下，點(diǎn)火開始時(shí)間IOs仍可以爆炸。無(wú)通風(fēng)點(diǎn) 火開始時(shí)間2s都未炸。2-B.強(qiáng)通風(fēng)產(chǎn)生強(qiáng)爆炸表5還給出強(qiáng)通風(fēng)并且能產(chǎn)生渦流的天然氣爆炸試驗(yàn)結(jié)果。點(diǎn)火開始時(shí)間13s。 爆炸不僅聲響，噴出的火焰黃亮，有8m之遠(yuǎn)。這證明通風(fēng)，尤其是強(qiáng)通風(fēng)，將天然氣與空氣 混合成混氣，其中包含可爆混氣，于是“優(yōu)異特性”被破壞，有火源爆炸，甚至強(qiáng)爆炸。表5強(qiáng)通風(fēng)與天然氣混合產(chǎn)生的強(qiáng)爆炸 第三類試驗(yàn)天然氣輸入初期有5 15s通風(fēng)(空氣)，仍具有“優(yōu)異特性”3-A. 7m3試驗(yàn)裝置天然氣輸入初期有通風(fēng)的爆炸試驗(yàn)煤礦不能不通風(fēng)，做不到瓦斯涌出或突出處于無(wú)通風(fēng)狀態(tài)，只能做到瓦斯涌出或 突出早期停止通風(fēng)。為了模擬這種工況，在7m3爆炸裝置內(nèi)，輸入天然氣的前5s及8s用1 臺(tái)小鼓風(fēng)機(jī)及用2臺(tái)小鼓風(fēng)機(jī)同時(shí)通風(fēng)，然后停止通風(fēng)，繼續(xù)輸入天然氣。7m3試驗(yàn)裝置的 試驗(yàn)結(jié)果(表6)與無(wú)通風(fēng)基本相同，點(diǎn)火開始時(shí)間為3s，全部不炸。表6.輸入天然氣初期有通風(fēng)的爆炸試驗(yàn) 3-B. 20m實(shí)驗(yàn)巷道天然氣輸入初期有通風(fēng)的爆炸試驗(yàn)為模擬煤礦在瓦斯涌出或突出的初期停止通風(fēng)的狀態(tài)，在20m實(shí)驗(yàn)巷道做了兩次試驗(yàn)。第一次試驗(yàn)在巷道封閉端輸入12. 2m3天然氣，輸入總時(shí)間為3min。用IlOm3Aiin 的風(fēng)機(jī)通過(guò)風(fēng)筒送空氣，風(fēng)筒出口距封閉端7m。在輸入天然氣的前5s通風(fēng)，然后關(guān)閉風(fēng)機(jī)。 天然氣輸入閥門關(guān)閉25s后開始用點(diǎn)火器產(chǎn)生火花。共5個(gè)點(diǎn)火器，距底面1. 6m，距巷道水 平封閉端面分別為3，6，9，12，15m。位于左、右側(cè)面的中間位置，點(diǎn)火依次進(jìn)行，每次一個(gè)點(diǎn) 火器打火約5s，接著另一個(gè)點(diǎn)火器打火5s，一共持續(xù)打火花30min未炸。第二次試驗(yàn)天然氣輸入12. 6m3，輸入總時(shí)間3min。風(fēng)筒送風(fēng)時(shí)間為前15s。其它 同第一次試驗(yàn)。未炸。這兩次試驗(yàn)停止送風(fēng)時(shí)的平均天然氣濃度為3. %。實(shí)際情況是因天然氣氣瓶?jī)?nèi) 初始?jí)毫Ω?，最初輸入天然氣流量大，故停止送風(fēng)時(shí)的天然氣濃度要高于3. %。這表明發(fā) 明方法中給出的送風(fēng)通/斷臨界甲烷濃度在4. 6% 2. 6%之間選擇是合適的。選值低安 全些，送風(fēng)設(shè)備通/斷頻率高，經(jīng)濟(jì)性差。反之亦然。正如前面所指出的，本發(fā)明專利申請(qǐng)人通過(guò)上述大量爆炸試驗(yàn)得出了本發(fā)明的核心構(gòu)思，即在瓦斯涌出或突出的早期停止送風(fēng)，讓涌出的或突出的瓦斯氣于無(wú)通風(fēng)工況下， 沿煤礦巷道頂部流動(dòng)，使巷道2/3高度下不會(huì)形成瓦斯_空氣可爆(瓦斯?jié)舛忍幱诒ㄉ稀?下限之間)混氣段，有火源不會(huì)爆炸。為實(shí)現(xiàn)上述核心構(gòu)思，本發(fā)明防止煤礦瓦斯爆炸的具體實(shí)施方法是在工作面附近 設(shè)置瓦斯監(jiān)測(cè)區(qū)，優(yōu)選該瓦斯監(jiān)測(cè)區(qū)設(shè)置在工作面附近且高度為巷道高度的0. 7-0. 8倍之 間的區(qū)域內(nèi)，尤其是優(yōu)選在距工作面< 5m、距側(cè)面彡0. 25m處、高度為巷道高度的0. 7-0. 8 倍之間的區(qū)域內(nèi)。本方法根據(jù)該瓦斯監(jiān)測(cè)區(qū)所監(jiān)測(cè)到的甲烷濃度的變化情況按四種模式進(jìn) 行工作。模式1 涌出少量瓦斯氣的情況。在這種情況下，瓦斯監(jiān)測(cè)區(qū)測(cè)得的最大甲烷濃度 ^ 1% (即目前《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定的報(bào)警甲烷濃度，此值可以根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定 的變化而改變)且< 1.5% (即目前《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定的斷電甲烷濃度，此值可以根據(jù) 《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定的變化而改變)，進(jìn)行報(bào)警；此后若瓦斯涌出停止，隨著通風(fēng)，甲烷濃度 逐漸減低，當(dāng)瓦斯監(jiān)測(cè)區(qū)測(cè)得的甲烷濃度降低到< 后停止報(bào)警。在這個(gè)期間，采煤工作 不停止。模式2 涌出的瓦斯量較多的情況。該模式2的初期，如同模式1的前期那樣，瓦斯 監(jiān)測(cè)區(qū)測(cè)得的甲烷濃度彡1%且< 1.5%時(shí)進(jìn)行報(bào)警，隨著瓦斯量的增多，瓦斯監(jiān)測(cè)點(diǎn)區(qū)測(cè) 得的最大甲烷濃度彡1.5%但<3. 2% (此值為綜合考慮優(yōu)選所選定的送風(fēng)通/斷臨界甲 烷濃度，通?？筛鶕?jù)礦井性質(zhì)進(jìn)行選擇，對(duì)于高瓦斯礦井可選為4. 6%，低瓦斯礦井可選為 2.6% )時(shí)，發(fā)出斷電信號(hào)，對(duì)巷道內(nèi)非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備斷電；此后，若瓦斯涌出停止， 隨著通風(fēng)，甲烷濃度會(huì)逐漸減低，當(dāng)瓦斯監(jiān)測(cè)區(qū)測(cè)得的甲烷濃度降低到< 后，停止報(bào)警， 恢復(fù)供電，繼續(xù)采煤。模式3 涌出瓦斯量再增多的情況。該模式3的初期，如同模式2的前期那樣，隨 著瓦斯監(jiān)測(cè)區(qū)測(cè)得的甲烷濃度的增加，先進(jìn)行報(bào)警，再發(fā)出斷電信號(hào)，對(duì)巷道內(nèi)非本質(zhì)安全 型電氣設(shè)備斷電，當(dāng)瓦斯監(jiān)測(cè)區(qū)測(cè)得的最大甲烷濃度> 3.2%但< 50% (此為綜合考慮優(yōu) 選所選定的撤離甲烷濃度，通常可根據(jù)礦井性質(zhì)進(jìn)行選擇，對(duì)于高瓦斯礦井可選為65 %，低 瓦斯礦井可選為40% )，則停止送風(fēng)，工作面附近人員察覺(jué)到通風(fēng)停止就立即退離到距工 作面較遠(yuǎn)處(例如彡25m處)的待撤退區(qū)，蹲或坐在地面等待。此后若瓦斯涌出停止，瓦斯 氣上升到巷道頂部并向外流出，甲烷濃度也隨之減低，即瓦斯監(jiān)測(cè)區(qū)測(cè)得的甲烷濃度逐漸 降低，當(dāng)測(cè)得的甲烷濃度降低到< 3. 2%，重新送風(fēng)，隨著送風(fēng)，甲烷濃度迅速下降，當(dāng)瓦斯 監(jiān)測(cè)區(qū)測(cè)得的甲烷濃度< 后，停止報(bào)警，恢復(fù)供電，繼續(xù)采煤；模式4 發(fā)生瓦斯突出的情況。該模式4的初期，如同模式3的前期那樣，隨著瓦 斯監(jiān)測(cè)區(qū)測(cè)得的甲烷濃度的增加，先進(jìn)行報(bào)警，再發(fā)出斷電信號(hào)，對(duì)巷道內(nèi)非本質(zhì)安全型電 氣設(shè)備斷電，然后停止送風(fēng)。此后，由于發(fā)生瓦斯突出，當(dāng)瓦斯監(jiān)測(cè)區(qū)測(cè)得的最大甲烷濃度 >50%時(shí)發(fā)出撤離信號(hào)，通知井下工作人員撤離，于是井下工作人員彎腰向外撤離，待井下 工作人員全部升井后，由井上工作人員啟動(dòng)巷道通風(fēng)裝置，直到井下瓦斯監(jiān)測(cè)區(qū)測(cè)得的甲 烷濃度都< 1%，工作人員下井重新采煤。圖1、圖2分別示出了反映本發(fā)明在煤礦掘進(jìn)工作面6或回采工作面6’發(fā)生瓦斯 涌出或突出時(shí)防止瓦斯爆炸方法的裝置的實(shí)施方式示意圖這兩幅圖分別示出了煤礦掘進(jìn)工作面6或回采工作面6’。在該工作面6或6’的附近，優(yōu)選在高度為巷道高度的0. 7-0. 8倍之間的區(qū)域內(nèi)，尤其是優(yōu)選在距工作面< 5m、距 側(cè)面彡0. 25m處、高度為巷道高度的0. 7-0. 8倍之間的區(qū)域內(nèi)，設(shè)置了用于監(jiān)測(cè)甲烷濃度的 第一傳感器1、第二傳感器2和第三傳感器3以及設(shè)置在主巷道(其中的優(yōu)選方案為如圖1 和圖2所示的那樣設(shè)置在主巷道的進(jìn)風(fēng)巷)內(nèi)的自動(dòng)控制器4。第一傳感器1可以是一個(gè) 復(fù)合傳感器，當(dāng)其監(jiān)測(cè)到的甲烷濃度達(dá)到與《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定的報(bào)警甲烷濃度(按照目 前的《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定為> 1% )時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，該報(bào)警信號(hào)或者直接通過(guò)報(bào)警器 進(jìn)行報(bào)警，或者通過(guò)設(shè)置在主巷道內(nèi)的自動(dòng)控制器4再控制報(bào)警器進(jìn)行報(bào)警。此后，若第一 傳感器1監(jiān)測(cè)到的甲烷濃度又低于報(bào)警甲烷濃度，則解除報(bào)警；若第一傳感器1監(jiān)測(cè)到的甲 烷濃度達(dá)到與《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定的斷電甲烷濃度(按照目前的《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定 為> 1. 5 % )時(shí)發(fā)出斷電信號(hào)，該斷電信號(hào)通過(guò)設(shè)置在主巷道內(nèi)的自動(dòng)控制器4完成對(duì)流程 內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備執(zhí)行斷電。在第一傳感器1發(fā)出報(bào)警信號(hào)且隨后發(fā)出斷電信 號(hào)后，該第一傳感器1所測(cè)得的甲烷濃度又低于《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定的報(bào)警甲烷濃度時(shí)發(fā) 出復(fù)電信號(hào)，解除報(bào)警或通過(guò)自動(dòng)控制器4解除報(bào)警，與此同時(shí)通過(guò)自動(dòng)控制器4對(duì)流程內(nèi) 全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備恢復(fù)供電。在圖1和圖2中，該第一傳感器1是一種復(fù)合傳感 器，即該復(fù)合傳感器同時(shí)監(jiān)測(cè)報(bào)警甲烷濃度和斷電甲烷濃度。當(dāng)然，該第一傳感器1也可以 是兩個(gè)監(jiān)測(cè)單一甲烷濃度的傳感器，其中一個(gè)監(jiān)測(cè)報(bào)警甲烷濃度，另一個(gè)監(jiān)測(cè)斷電甲烷濃 度。前一個(gè)測(cè)得的甲烷濃度達(dá)到報(bào)警甲烷濃度時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。此后，若前一個(gè)測(cè)得的甲 烷濃度又低于報(bào)警甲烷濃度，則解除報(bào)警；若另一個(gè)測(cè)得的甲烷濃度達(dá)到斷電甲烷濃度時(shí) 發(fā)出斷電信號(hào)，隨后若瓦斯停止涌出，隨著甲烷濃度的降低，前一個(gè)測(cè)得的甲烷濃度又低于 報(bào)警甲烷濃度，在解除報(bào)警的同時(shí)又通過(guò)自動(dòng)控制器4對(duì)流程內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè) 備恢復(fù)供電。對(duì)于第一傳感器1來(lái)說(shuō)，無(wú)論是采用復(fù)合傳感器，還是由兩個(gè)監(jiān)測(cè)單一甲烷濃 度的傳感器組成，都在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。在圖1或圖2所示的防止瓦斯爆炸方法的裝置的實(shí)施方式中，第二傳感器2用于 監(jiān)測(cè)送風(fēng)通/斷臨界甲烷濃度，此送風(fēng)通/斷臨界甲烷濃度根據(jù)礦井為高、低瓦斯礦井性質(zhì) 進(jìn)行選擇，對(duì)于高瓦斯礦井可選定為4.6%，低瓦斯礦井可選為2.6%，作為綜合考慮的一 種優(yōu)選方案，可選為3. 2%。第二傳感器2測(cè)得的甲烷濃度高于或等于所選定的送風(fēng)通/斷 臨界甲烷濃度時(shí)，則發(fā)出停止送風(fēng)信號(hào)，該停止送風(fēng)信號(hào)通過(guò)設(shè)置在主巷道內(nèi)的自動(dòng)控制 器4控制送風(fēng)設(shè)備停止送風(fēng)，工作面附近人員察覺(jué)到通風(fēng)停止就立即退離到距工作面較遠(yuǎn) 處(例如彡25m處)的待撤退區(qū)，蹲或坐在地面等待；此后，若瓦斯涌出停止，瓦斯氣上升到 巷道頂部并向外流出，甲烷濃度也隨之減低，第二傳感器2所測(cè)得的甲烷濃度又降低到低 于所選定的送風(fēng)通/斷臨界甲烷濃度時(shí)，則再發(fā)出重新送風(fēng)信號(hào)，該重新送風(fēng)信號(hào)通過(guò)設(shè) 置在主巷道內(nèi)的自動(dòng)控制器4控制送風(fēng)設(shè)備重新送風(fēng)。隨著送風(fēng)，甲烷濃度迅速下降，當(dāng)?shù)?一傳感器1所測(cè)得的甲烷濃度又低于《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定的報(bào)警甲烷濃度時(shí)發(fā)出復(fù)電信 號(hào)，解除報(bào)警或通過(guò)自動(dòng)控制器4解除報(bào)警，與此同時(shí)通過(guò)自動(dòng)控制器4對(duì)流程內(nèi)全部非本 質(zhì)安全型電氣設(shè)備恢復(fù)供電，繼續(xù)采煤。在圖1或圖2所示的防止瓦斯爆炸方法的裝置的實(shí)施方式中，還在距工作面較遠(yuǎn) 處，優(yōu)選在在距工作面至少25m(即停止送風(fēng)后工作人員所停留的待撤退區(qū))、距巷道底面 約0.3-0. 5m(相當(dāng)于人坐下或蹲下時(shí)眼睛和耳朵的高度)處，設(shè)置了一個(gè)撤離通知器5。第 三傳感器3用于監(jiān)測(cè)撤離甲烷濃度。撤離甲烷濃度根據(jù)礦井為高、低瓦斯礦井性質(zhì)進(jìn)行選擇，對(duì)于高瓦斯礦井選擇65%，低瓦斯礦井選擇40 %，作為綜合考慮的一種優(yōu)選方案，可選 為50%。第三傳感器3測(cè)得的甲烷濃度高于或等于所選定的撤離甲烷濃度時(shí)，發(fā)出撤離信 號(hào)，直接通過(guò)撤離通知器5發(fā)出撤離通知，或者通過(guò)自動(dòng)控制器4再控制撤離通知器5發(fā)出 撤離通知，通知井下工作人員撤離，于是井下工作人員彎腰向外撤離，待井下工作人員全部 升井后，由井上工作人員啟動(dòng)巷道通風(fēng)裝置，直到井下傳感器監(jiān)測(cè)到的甲烷濃度都又低于 報(bào)警甲烷濃度，按照目前《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定都小于1%，工作人員下井重新采煤。對(duì)于第二傳感器2和第三傳感器3來(lái)說(shuō)，可以將他們組成一個(gè)復(fù)合傳感器，當(dāng)然也 可以將第二傳感器2和第三傳感器3與第一傳感器1 一起組成一個(gè)復(fù)合傳感器。也就是說(shuō)， 在本發(fā)明中，即使將第二傳感器2和第三傳感器3組合成一個(gè)復(fù)合傳感器，或者將這兩個(gè)傳 感器2和3和第一傳感器1 一起組合成一個(gè)復(fù)合傳感器，仍落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。以上對(duì)防止煤礦瓦斯爆炸的方法和實(shí)現(xiàn)該方法的裝置的具體實(shí)施方式
作出了具 體說(shuō)明，但并不局限在這些具體實(shí)施方式
，凡是在瓦斯監(jiān)測(cè)區(qū)不僅僅測(cè)量報(bào)警甲烷濃度、斷 電甲烷濃度、復(fù)電甲烷濃度，還通過(guò)測(cè)量送風(fēng)通/斷臨界甲烷濃度和撤離甲烷濃度來(lái)防止 巷道內(nèi)引發(fā)爆炸的方法和裝置都落入在本發(fā)明的保護(hù)范圍之中。
權(quán)利要求
一種防止煤礦瓦斯爆炸的方法，該方法包括①在工作面附近設(shè)置瓦斯監(jiān)測(cè)區(qū)，當(dāng)瓦斯監(jiān)測(cè)區(qū)測(cè)得的甲烷濃度達(dá)到與《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定相配的報(bào)警甲烷濃度，進(jìn)行報(bào)警；②當(dāng)瓦斯監(jiān)測(cè)區(qū)的甲烷濃度達(dá)到與《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定相配的斷電甲烷濃度，對(duì)流程內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備進(jìn)行斷電；其特征在于③當(dāng)該瓦斯監(jiān)測(cè)區(qū)的甲烷濃度高于或等于所選定的送風(fēng)通/斷臨界甲烷濃度時(shí)，則停止送風(fēng)，當(dāng)甲烷濃度又降低到低于所選定的送風(fēng)通/斷臨界甲烷濃度時(shí)，則重新送風(fēng)，其中送風(fēng)通/斷臨界甲烷濃度根據(jù)礦井為高、低瓦斯礦井性質(zhì)在4.6％ 2.6％之間選擇；④當(dāng)瓦斯監(jiān)測(cè)區(qū)的甲烷濃度高于撤離甲烷濃度時(shí)，發(fā)出通知人員撤離的信號(hào)，該撤離甲烷濃度根據(jù)礦井為高、低瓦斯礦井性質(zhì)在65％ 40％之間選擇；⑤當(dāng)瓦斯監(jiān)測(cè)區(qū)的甲烷濃度又重新降低到低于與《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定相配的報(bào)警甲烷濃度，則解除報(bào)警，并對(duì)流程內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備進(jìn)行復(fù)電。
2.按照權(quán)利要求1所述的防止煤礦瓦斯爆炸的方法，其特征在于所述瓦斯監(jiān)測(cè)區(qū)設(shè) 置在工作面附近且高度為巷道高度的0. 7-0. 8倍之間的區(qū)域內(nèi)。
3.按照權(quán)利要求1所述的防止煤礦瓦斯爆炸的方法，其特征在于所述瓦斯監(jiān)測(cè)區(qū)設(shè) 置在距工作面< 5m、距側(cè)面彡0. 25m處、高度為巷道高度的0. 7-0. 8倍之間的區(qū)域內(nèi)。
4.按照權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的防止煤礦瓦斯爆炸的方法，其特征在于所述 送風(fēng)通/斷臨界甲烷濃度為3. 2%。
5.按照權(quán)利要求4所述的防止煤礦瓦斯爆炸的方法，其特征在于所述撤離甲烷濃度 為 50%。
6.按照權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的防止煤礦瓦斯爆炸的方法，其特征在于所述 撤離甲烷濃度為50%。
7.一種實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述防止煤礦瓦斯爆炸方法的裝置，該裝置包括-設(shè)置在工作面附近、監(jiān)測(cè)甲烷濃度的第一傳感器(1)，在甲烷濃度達(dá)到與《煤礦安全 規(guī)程》規(guī)定相配的報(bào)警甲烷濃度時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)；在甲烷濃度達(dá)到與《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定 相配的斷電甲烷濃度時(shí)發(fā)出對(duì)流程內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備執(zhí)行斷電的斷電信號(hào)；在 其發(fā)出報(bào)警信號(hào)且隨后發(fā)出斷電信號(hào)后，其所測(cè)得的甲烷濃度又低于與《煤礦安全規(guī)程》規(guī) 定相配的報(bào)警甲烷濃度時(shí)發(fā)出復(fù)電信號(hào)；-設(shè)置于主巷道內(nèi)的自動(dòng)控制器(4)，該自動(dòng)控制器(4)根據(jù)來(lái)自該第一傳感器(1)的 斷電信號(hào)完成對(duì)流程內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備執(zhí)行斷電，根據(jù)來(lái)自該第一傳感器(1) 的復(fù)電信號(hào)對(duì)流程內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備恢復(fù)供電并解除報(bào)警；其特征在于該裝置還包括-設(shè)置在工作面附近、監(jiān)測(cè)甲烷濃度的第二傳感器(2)，該第二傳感器(2)測(cè)得的甲烷 濃度高于或等于所選定的送風(fēng)通/斷臨界甲烷濃度時(shí)，則發(fā)出停止送風(fēng)信號(hào)，此后所測(cè)得 的甲烷濃度又降低到低于所選定的送風(fēng)通/斷臨界甲烷濃度時(shí)，則再發(fā)出重新送風(fēng)信號(hào)， 其中送風(fēng)通/斷臨界甲烷濃度根據(jù)礦井為高、低瓦斯礦井性質(zhì)在4. 6% -2. 6%之間選擇；-設(shè)置在工作面附近、監(jiān)測(cè)甲烷濃度的第三傳感器(3)，該第三傳感器(3)測(cè)得的甲烷 濃度高于或等于所選定的撤離甲烷濃度時(shí)，發(fā)出撤離信號(hào)，該撤離甲烷濃度根據(jù)礦井為高、低瓦斯礦井性質(zhì)在65% -40%之間選擇；-自動(dòng)控制器(4)還根據(jù)來(lái)自該第三傳感器(3)的停止送風(fēng)信號(hào)、重新送風(fēng)信號(hào)控制送 風(fēng)設(shè)備停止送風(fēng)或重新送風(fēng)。
8.按照權(quán)利要求7所述的實(shí)現(xiàn)防止煤礦瓦斯爆炸方法的裝置，其特征在于第一傳感 器(1)發(fā)出的報(bào)警信號(hào)和第三傳感器(3)發(fā)出的撤離信號(hào)是直接通過(guò)報(bào)警器和撤離通知器 (5)進(jìn)行報(bào)警或發(fā)出撤離通知，或者通過(guò)設(shè)置在主巷道內(nèi)的自動(dòng)控制器(4)再控制報(bào)警器 和撤離通知器(5)進(jìn)行報(bào)警或發(fā)出撤離通知。
9.按照權(quán)利要求7或8所述的實(shí)現(xiàn)防止煤礦瓦斯爆炸方法的裝置，其特征在于將所 述第二傳感器(2)和第三傳感器(3)組成一個(gè)復(fù)合傳感器。
10.按照權(quán)利要求7或8所述的實(shí)現(xiàn)防止煤礦瓦斯爆炸方法的裝置，其特征在于將所 述第二傳感器(2)和第三傳感器(3)與第一傳感器(1) 一起組合成一個(gè)復(fù)合傳感器。
11.按照權(quán)利要求7或8所述的實(shí)現(xiàn)防止煤礦瓦斯爆炸方法的裝置，其特征在于所述 第一傳感器(1)、第二傳感器(2)和第三傳感器(3)設(shè)置在工作面附近且高度為巷道高度的 0. 7-0. 8倍之間的區(qū)域內(nèi)。
12.按照權(quán)利要求7或8所述的實(shí)現(xiàn)防止煤礦瓦斯爆炸方法的裝置，其特征在于所述 第一傳感器(1)、第二傳感器(2)和第三傳感器(3)設(shè)置在距工作面< 5m、距側(cè)面> 0. 25m 處、高度為巷道高度的0. 7-0. 8倍之間的區(qū)域內(nèi)。
13.按照權(quán)利要求8所述的實(shí)現(xiàn)防止煤礦瓦斯爆炸方法的裝置，其特征在于所述撤離 通知器(5)設(shè)置在距工作面至少25m、距巷道底面0. 3-0. 5m處。
全文摘要
一種防止煤礦瓦斯爆炸的方法及實(shí)現(xiàn)該方法的裝置，利用瓦斯氣在空氣中受有浮力，無(wú)通風(fēng)時(shí)很快升到巷道頂部，并沿頂部向外流動(dòng)，從而在2/3巷道高度下不能形成瓦斯-空氣可爆混氣，有火源也不會(huì)爆炸的“優(yōu)異特性”。為此，除在工作面(6)附近設(shè)置監(jiān)測(cè)報(bào)警甲烷濃度和斷電甲烷濃度的第一傳感器(1)外，還設(shè)置了監(jiān)測(cè)送風(fēng)斷/通臨界甲烷濃度的第二傳感器(2)，甲烷濃度≥3.2％停止送風(fēng)，甲烷濃度＜3.2％重新通風(fēng)；設(shè)置了監(jiān)測(cè)撤離甲烷濃度的第三傳感器(3)，甲烷濃度≥50％，發(fā)出工人撤離信號(hào)，自動(dòng)控制器(4)根據(jù)各傳感器信號(hào)完成控制，撤離通知器(5)發(fā)出撤離通知。實(shí)現(xiàn)了瓦斯涌出初期停止送風(fēng)，巷道2/3高度下有火花也不能爆炸；特大瓦斯突出時(shí)，工人及時(shí)撤離并安全升井。
文檔編號(hào)E21F7/00GK101922309SQ20091006917
公開日2010年12月22日 申請(qǐng)日期2009年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月9日
發(fā)明者王保興, 經(jīng)建生 申請(qǐng)人:公安部天津消防研究所