专利名称：一种消波吸能的隔爆抑爆方法
技术领域：
本发明涉及一种消波吸能的隔爆抑爆方法，尤其适用于煤矿井下瓦斯爆炸发生的 巷道，也适用于其它受限空间可燃气体爆炸危险存在的场所。
背景技术：
瓦斯煤尘爆炸危险性、危害性很大，严重威胁煤矿的安全生产，世界各主要产煤国 都非常重视防止瓦斯煤尘爆炸事故的发生。虽然在管理等各方面采取了许多行之有效的预 防措施，但要做到完全杜绝瓦斯煤尘爆炸的发生还相当困难。因此，采取隔(抑)爆技术措 施，控制其破坏范围是必不可少的。现有的隔(抑)爆技术措施可分为被动式和主动式两 种。被动式隔(抑)爆措施利用压力波超前于火焰面的特点，利用爆炸所产生的压力 击碎水槽或水袋脱钩，使水槽或水袋中的水依靠压力波形成水雾，扑灭随后来的火焰，隔绝 爆炸。目前，被动式隔(抑)爆措施主要有岩粉棚、水槽袋、水袋棚等，因其成本低廉、使 用方便，在世界各主要产煤国得到了不同程度的开发和应用。煤矿控制瓦斯煤尘爆炸传播 最早使用撒布岩粉方法，为此，波兰、澳大利亚、南非、英国、美国等还制定了相应的标准。其 后，研制开发了隔爆岩粉棚、隔爆水槽、隔爆水袋等。但被动式隔(抑)爆的原理决定了它只 能适用于隔绝瓦斯(煤尘)爆炸火焰传播，并且可靠性差，难以隔绝强度大的瓦斯(煤尘) 爆炸事故。另外，在现场使用过程中，水槽或水袋中的水由于通风蒸发水量不足，且被煤粉 污染，影响隔爆效果。需定期更换或加水，增加了工作量；特别是北方一些煤矿严重缺水，水 的成本很高，经煤矿增加了经济负担；而且水槽或水袋布置在巷道中，占用了巷道空间，特 别是南方一些小煤矿，本来巷道空间就有限，布置水槽或水袋后，巷道拥挤不堪。主动式隔爆装置依靠对爆炸信息的探测，自动喷撒消焰剂，扑灭火焰，抑制爆炸。 近年来各国都相继研制了采用实时快速喷射抑爆装置来抑制爆炸火焰。英国研制了以压缩 空气推动活塞喷水的MK-II型抑爆装置，它能在180ms内将水扩散到巷道空间；原苏联在 1990年研制了实时产气式B II y型抑爆装置，形成粉雾时间100ms ；美国在1985年研制了 以爆破抛撒为原理的Cardox型抑爆装置，形成粉雾时间180ms 490ms ；原西德1984年研 制了以贮压(粉气混装)原理的BVS型抑爆装置，形成粉雾时间< 100ms。贮粉式一般用干 粉灭火剂作为抑爆剂，抑爆效果优于水，粉雾体存在时间大大长于水雾存在时间，抑爆性能 大大提高，但成本高。贮水式是以水作为抑爆剂，所需水量大，抑爆器体积大，成本低，由于 水雾存在时间短，抑爆性能受限。而且主动隔爆装置大多需要将探测器布置在爆源处，当发 生瓦斯爆炸时，靠探测器探测燃烧、爆炸信息，传送到控制器，然后控制器触发抑爆器动作， 而实际上井下爆源点的判断是目前公认的世界性难题，这就极大的限制了主动隔爆的有效 性。
发明内容
技术问题，本发明的目的是提供一种结构简单、便于施工、造价低，能削弱爆炸波传播，起到熄焰作用的消波吸能的隔爆抑爆方法。1、一种消波吸能的隔爆抑爆方法，其特征在于a、首先在矿井瓦斯爆炸多发地点掘进工作面距进风上山通道或回采工作面进风 巷和回风巷距回风上山通道约4 8m处的两侧壁对称施工至少一个矩形壁槽；b、然后在壁槽内设置与壁槽尺寸相同的多层交叉排列的不锈钢丝网，构成多孔金 属材料层；c、最后用锚杆将多层交叉排列的不锈钢丝网构成多孔材料层固定，使多孔材料层 与巷道壁平齐，保证多孔材料层加入前后巷道断面积相同。所述矩形壁槽的深度为多层不锈钢丝网叠放的厚度，高度与所在位置侧壁的高度 相同，宽度不低于3m ；所述多层交叉排列的不锈钢丝网为3 6层。有益效果本发明不仅能削弱爆炸波的传播，还能起到熄焰的作用；当冲击波进 入多孔金属材料层时，冲击波在多孔金属材料层内往复运动，一部分冲击波和气体进入内 层，另一部分被多孔金属材料层的表面反射，一旦冲击波进入孔内，就会作振荡反射，并且 进入内层并和中间层的多孔金属材料表面相互作用，导致边界层在多孔金属材料附近回复 波动，涡团被吸收，形成膨胀区并减少了湍流和可以降低边界层的相互作用程度，也就是多 孔金属材料层显著地改变了促进瓦斯爆炸波传播的边界条件，达到了抑制瓦斯爆炸传播的 目的。同时，当火焰传播经过贴附多孔金属材料层的巷道时，由于自由基与多孔金属材料层 的碰撞几率增大，因而与多孔金属材料层发生碰撞而被销毁的自由基数量变多，参加反应 的自由基减少，反应不能继续进行，火焰发生淬熄，阻止了火焰的传播和蔓延，从而抑制了 瓦斯爆炸火焰的传播。不需要抑爆剂，成本低廉，省时省力，使用维护简单，安全可靠，具有 广泛的实用性。
图1是本发明在掘进工作面的施工位置示意图。图2是本发明在回采工作面的施工位置示意图。图中1_掘进工作面，2-进风上山通道，3-壁槽，4-不锈钢金属网，5-回风上山通 道，6-回采工作面进风巷，7-工作面，8-回采工作面回风巷，9-煤壁。
具体实施例方式下面结合附图中的实施例对本发明作进一步的描述实施例一、如图1所示，首先选取的掘进工作面1巷道离进风上山通道2的4 8m 处的两个侧壁上对称施工向内凹的矩形壁槽3，矩形壁槽3的深度为欲设多层不锈钢丝网 叠放的厚度，高度与掘进工作面巷道所在位置侧壁的高度相同，宽度不低于3m，约为5m。然 后在壁槽3内设置与壁槽尺寸相同的多层交叉排列的不锈钢丝网4，构成多孔金属材料层； 最后用矿用锚杆将3 6层交叉排列的不锈钢丝网4沿壁槽的四个角固定于矩形壁槽3内。 安装后的多孔材料层须与巷道壁平齐，保证多孔材料层加入前后巷道断面积相同。掘进工 作面1发生瓦斯爆炸后，爆炸波和火焰锋面会从掘进头向进风上山通道2处传播，到达多孔 材料层时，火焰和压力波就会因多孔材料层的消波吸能作用而得到削弱。实施例二、如图2所示，选取回采工作面回风巷距回风上山通道5的4 8m处的两侧壁9上施工向内凹的矩形壁槽3，矩形壁槽3的深度为欲设多层不锈钢丝网叠放的厚 度，矩形壁槽的高度与回风巷侧壁的高度相同，宽度不低于3m，约为5m。采用不锈钢丝网4 制作多孔材料层，在矩形壁槽3内设置与壁槽同尺寸3 6层交叉排列的不锈钢丝网4，构 成多孔金属材料层；多孔材料的宽度与选定的安装位置巷道侧壁9高度相同，用矿用锚杆 将多孔材料层沿矩形壁槽3的四个角固定在槽内。安装后的多孔材料层须与巷道壁平齐， 保证多孔材料加入前后巷道断面积相同。同时按照同样的方式，在进风巷6距进风上山通 道2的4 8m处设多孔材料层。当工作面7处发生瓦斯爆炸后，爆炸波和火焰锋面会从工 作面7同时向进风巷6和回风巷8传播，到达多孔材料层时，火焰和压力波会因为多孔材料 层的消波吸能作用而得到削弱。
权利要求
一种消波吸能的隔爆抑爆方法，其特征在于a、首先在矿井瓦斯爆炸多发地点掘进工作面(1)距进风上山通道(2)或回采工作面进风巷和回风巷距回风上山通道(5)约4～8m处的两侧壁对称施工至少一个矩形壁槽(3)；b、然后在矩形壁槽(3)内设置与壁槽尺寸相同的多层交叉排列的不锈钢丝网(4)，构成多孔材料层；c、最后用锚杆将多层交叉排列的不锈钢丝网(4)构成多孔材料层固定，使多孔材料层与巷道壁平齐，保证多孔材料层加入前后巷道断面积相同。
2.根据权利要求1所述的消波吸能的隔爆抑爆方法，其特征在于所述矩形壁槽(3) 的深度为多层不锈钢丝网叠放的厚度，高度与所在位置侧壁的高度相同，宽度不低于3m。
3.根据权利要求1所述的消波吸能的隔爆抑爆方法，其特征在于所述多层交叉排列 的不锈钢丝网⑷为3 6层。
全文摘要
一种消波吸能的隔爆抑爆方法，尤其适用于煤矿井下瓦斯爆炸发生的巷道。首先在矿井瓦斯爆炸多发地点掘进工作面距进风上山通道或回采工作面进风巷和回风巷距回风上山通道约4～8m处的两侧壁对称施工至少一个矩形壁槽；然后在壁槽内设置与壁槽尺寸相同的多层交叉排列的不锈钢丝网，构成多孔金属材料层；最后用锚杆将多层交叉排列的不锈钢丝网固定。当火焰传播经过贴附多孔金属材料层的巷道时，由于自由基与多孔金属材料层的碰撞几率增大，不仅能削弱爆炸波的传播，还能起到熄焰的作用；不需要抑爆剂，成本低廉，使用维护简单，安全可靠。
文档编号E21F15/04GK101858226SQ20101014234
公开日2010年10月13日 申请日期2010年3月23日 优先权日2010年3月23日
发明者朱传杰, 林柏泉, 江丙友, 翟成, 陆振国 申请人:中国矿业大学