一种隔爆装置的制作方法

本实用新型涉及煤矿安全技术领域，具体而言，涉及一种隔爆装置。

背景技术：

在煤矿重特大事故中，瓦斯及煤尘爆炸比例很大，往往造成严重的人员伤亡和财产损失。井下爆炸灾害事故的防治，除采取强化瓦斯抽采和矿井通风防止瓦斯聚集、防止井下产生火源等防止爆炸发生的手段外，还可在爆炸发生早期采取阻碍爆炸冲击波传播，消除爆炸火焰的隔爆措施。

传统的隔爆措施是在可能发生爆炸区域设置隔爆棚，悬挂水袋或岩粉袋。在爆炸冲击波到来时会掀翻水袋或岩粉袋，形成水雾或岩粉悬浮区，消灭爆炸火焰，降低爆炸强度，减轻其造成的损失。然而，传统防爆棚形成的水雾或悬浮岩粉很快沉降消散，其存续时间与后续的火焰到达时间往往存在不匹配问题，隔爆效果较差；并且传统隔爆措施是被动触发，爆炸发生后，达到一定强度才能启动，不能保证有效预防与消除灾害。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术中的不足，本实用新型提供一种隔爆装置。

为了实现上述目的，本实用新型实施例所提供的技术方案如下所示：

本实用新型提供一种隔爆装置，设置在矿井中，所述隔爆装置包括：

检测装置，所述检测装置用于检测能够用于爆炸判断的数据；与所述检测装置连接的控制装置，所述控制装置用于获取所述数据并对所述数据进行分析判断是否发生爆炸；设置在爆炸传播路线上的隔爆水棚，所述隔爆水棚包括喷水器和开关，所述开关用于控制所述喷水器的打开或关断，所述开关和所述控制装置连接，所述控制装置还用于根据判断结果控制所述开关的开启和关闭，进而控制所述喷水器的打开或关断。

进一步的，所述检测装置包括光谱探测仪，所述光谱探测仪的探头设置在有爆炸危险性的区域。

进一步的，所述检测装置还包括传感器，所述传感器包括温度传感器和压力传感器。

进一步的，所述传感器设置在所述矿井内爆炸传播路线上和有爆炸危险性的区域。

进一步的，所述喷水器设置在所述矿井的巷顶，所述喷水器包括多个平行设置的水管和对应设置在所述水管上的喷头，所述开关与所述喷头连接。

进一步的，所述水管连接有供水装置，所述供水装置设置有供水阀门，所述供水阀门与所述控制装置连接，所述控制装置用于根据所述判断结果控制所述供水阀门的开启和关闭。

进一步的，所述多个平行设置水管的横截面长度至少为20m。

进一步的，所述隔爆装置还包括报警装置，所述报警装置与所述控制装置连接，所述控制装置用于在所述判断结果表征发生爆炸时，发送报警指令给所述报警装置，所述报警装置用于接收到所述报警指令后报警。

进一步的，所述报警装置为声或光报警器。

进一步的，所述控制装置包括设置在所述矿井中的计算机和与所述计算机通信连接的远程监控装置，所述远程监控装置用于远程监控所述矿井并远程控制所述计算机。

本实用新型提供的隔爆装置通过所述检测装置检测用于爆炸判断的数据，通过所述控制装置对所述数据进行分析判断是否发生爆炸，并根据判断结果控制所述隔爆水棚中的喷水器喷水，从而形成持续的水雾。一方面，所述喷水器直接受控于所述开关，而所述开关受控于所述控制装置，因此，所述喷水器在打开后可以持续喷水形成水雾，在火焰到达时，也会有水雾，提高隔爆效果；另一方面，由于有所述检测装置提前检测数据，可以提前预判爆炸的发生，主动开启所述隔爆水棚的隔爆功能，有效的预防和消除爆炸带来的影响和伤害。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举本实用新型实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的隔爆装置的第一实施例结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的隔爆装置的第二实施例结构图；

图3为本实用新型实施例提供的隔爆装置的第三实施例结构图；

图4为本实用新型实施例提供的隔爆装置的第四实施例结构图。

图标：10-隔爆装置；11-检测装置；110-光谱探测仪；112-传感器；1120-温度传感器；1122-压力传感器；12-控制装置；120-计算机；122-远程监控装置；13-隔爆水棚；130-喷水器；1301-水管；1302-喷头；132-开关；14-报警装置。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中”、“上”、“下”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。可以是机械连接，也可以是电性连接。可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在矿井中，经常会发生由于瓦斯或者煤尘原因导致的爆炸，而这种爆炸在井中发生的位置或者区域是比较固定的，在这些位置或者区域发生爆炸后，会传播爆炸波，然后产生爆炸火焰，爆炸波相较于爆炸火焰传播的速度更快。本实用新型基于矿井中发生爆炸的过程提供隔爆装置和方法，提高隔爆效果，以降低爆炸事故带来的损失。

请参照图1，为本实用新型提供的一种隔爆装置10结构示意图，所述隔爆装置10设置在矿井中，所述隔爆装置10包括检测装置11、控制装置12和隔爆水棚13。所述检测装置11和所述控制装置12连接，所述隔爆水棚13设置在爆炸传播路线上，所述隔爆水棚13包括喷水器和开关，所述开关和所述控制装置11连接。

所述隔爆装置10在隔爆的过程中，首先所述检测装置11检测能够用于爆炸判断的数据；然后所述控制装置12会或获取到所述数据并对所述数据进行分析判断是否发生爆炸；所述控制装置12根据判断结果控制所述开关的开启和关闭，假设当前所述开关为关闭状态，若判断结果是发生爆炸，则所述控制装置12控制所述开关开启，所述开关再控制所述喷水器打开，从而形成水雾，产生隔爆效果。若判断结果时未发生爆炸，则所述控制装置12控制所述开关保持关闭状态。

可选的，所述检测装置11包括光谱探测仪110，所述光谱探测仪110的探头设置在有爆炸危险性的区域。所述检测装置11用于检测能够用于爆炸判断的数据，其中，能够用于爆炸判断的数据较多，而在矿井中，由于瓦斯引起的爆炸是比较普遍的，在瓦斯爆炸的感应期内，相应的一些气体的特征光谱出现的频率会较高，容易被探测到。因此，可以将所述特征光谱作为爆炸判断的数据。

其中，可作为特征光谱的谱带包括：CO的Fourtb Positive谱带，NO的γ谱带，H2O的谱带，O2的Atmospheric谱带。通过对这些谱带的检测，能对爆炸作初步的判别。

可选的，所述检测装置11还包括传感器112，所述传感器包括温度传感器1120和压力传感器1122。若发生爆炸，会带来矿井中的压力增大，同时温度也会相应升高，通过对温度和压力的检测，能进一步的对爆炸作更准确的判别。

可选的，所述传感器112设置在所述矿井内爆炸传播路线上和有爆炸危险性的区域。所述传感器112设置在有爆炸危险性的区域，是为了帮助判断爆炸的发生；所述传感器112设置在爆炸传播路线上，也可以对爆炸传播的大致方向作一个检测，帮助在爆炸发生后跟踪爆炸传播的大致方向和位置。

通过所述检测装置11检测到用于爆炸判断的数据，使所述控制装置12能够对所述数据进行结合分析，进而判断爆炸是否发生，实现了爆炸的预判。

请参照图2到图4，所述隔爆水棚13的所述喷水器130设置在所述矿井的巷顶，所述喷水器130包括多个平行设置的水管1301和对应设置在所述水管1301上的喷头1302，所述开关132与所述喷头1302连接。所述开关132可以在爆炸发生时，接收所述控制装置12的开启指令，控制所述喷头1302的开启，以形成水幕区。

其中，所述水管1301设置在所述巷顶的方式可以如图3所示，所述水管1301在巷顶环形布置。由于所述巷顶可能会出现高度不一致的情况，因此所述水管1301的设置方式可以根据巷顶的具体情况设置，大致使所述多个水管1301平行设置即可，以使形成的水幕比较均匀，达到较好的隔爆效果。所述水管1301的设置个数可以根据巷道的具体情况设置，若巷道较宽，所占的空间较大，则所述水管1301的个数相应的较多；若巷道较窄，所占的空间较小，所述水管1301的个数可以相应的较少。

请参照图4，由于前驱爆炸波的延伸范围较广，所述多个平行设置的水管1301的横截面长度，也就是沿巷道的长度通常可以设置为20m，这样的距离可以更好的起到对爆炸波和爆炸火焰有效的削弱和抑制作用。上述所述的温度传感器1120和所述压力传感器1122可以设置在所述隔爆水棚13的前沿位置，即爆炸波和爆炸火焰过来的方向，以检测爆炸波的情况。

每个所述水管1301上的喷头1302个数可以根据巷道的具体情况设置，若巷道较宽，则所述喷头1302可以设置较多，若巷道较窄，则所述喷头1302可以设置较少。

通过所述水管1301上安装所述喷头1302，可以在所述开关132开启所述喷头1302时，形成水幕区，所述水幕区对前驱爆炸波进行有效的削弱，持续的水幕也会对随后的爆炸火焰起到有效的抑制作用。

可选的，所述水管1301连接有供水装置，所述供水装置设置有供水阀门，所述供水阀门与所述控制装置12连接，所述控制装置12用于根据所述判断结果控制所述供水阀门的开启和关闭。

所述供水装置用于为所述水管1301提供水源，所述供水装置可以是静压水源或者其他能够提供水源的装置。所述供水装置可以由所述控制装置12控制，所述控制装置12可以根据所述判断结果控制所述供水阀门的开启和关闭，所述供水阀门可以在爆炸发生时保持开启状态，为所述水管1301提供持续的喷水水源。需要注意的是，所述水管1301中一般预存有喷水需要的水源，所以所述控制装置12可以先开启所述开关132后，再开启所述供水阀门，以保证充足的水源供给。

可选的，请继续参照图1，所述隔爆装置10还包括报警装置14，所述报警装置14与所述控制装置12连接，所述控制装置12用于在所述判断结果表征发生爆炸时，发送报警指令给所述报警装置14，所述报警装置14用于接收到所述报警指令后报警。

所述报警装置14可以是设置在所述矿井内或远程监控室内的声或光报警器，在所述矿井内的声或光报警器在接收到所述报警指令后会发出声或光的报警提示，提醒还在矿井内的工作人员及时撤离；在所述远程监控室内的声或光报警器发出的声或光报警提示可以提醒监控人员已经发生爆炸，监控人员会对所述矿井内的工作人员进行疏散。所述报警装置14还可以是集成在工作人员手机或者监控人员监控端的报警模块，所述报警模块接收到所述报警指令后会发出提示信息，如短信、弹窗等，以达到对爆炸情况的报警作用，降低爆炸带来的安全隐患。

对于所述控制装置12，可选的，所述控制装置12包括设置在所述矿井中的计算机120和与所述计算机120通信连接的远程监控装置122，所述远程监控装置122用于远程监控所述矿井并远程控制所述计算机120。

其中，所述计算机120可以设置在井下相对比较安全的区域，例如大巷或者峒室内，可以提高系统的安全和稳定性。所述计算机120还可以设置保护装置，所述保护装置用于保护所述计算120，例如保护箱或者保护架等。

所述远程监控装置122可以是所述矿井的远程终端控制系统，工作人员可以通过所述远程监控装置122控制所述计算机，并监控所述矿井中的情况，通过所述远程监控装置122可以在发生突发情况时及时的进行处理。所述计算机120可以通过互联网与所述远程监控装置122实现通信连接，并进行信息的传输。

所述控制装置12用于控制所述隔爆装置10的实施，下面结合上述所述的隔爆装置10对所述控制装置12控制的实施过程作详细的介绍，同时也对所述隔爆装置10的隔爆过程作介绍。

首先所述控制装置12获取所述检测装置检测到的能够用于爆炸判断的数据。其中，所述检测装置11检测到的数据包括光谱带、温度值、以及压力值。所述光谱带包括空气中的CO、NO、H2O、O2的谱带；所述温度值包括所述温度传感器1120检测到的爆炸传播路线上的温度值、有爆炸危险性的区域的温度值；所述压力值包括所述压力传感器1122感应到的爆炸传播路线上的压力值、有爆炸危险性的区域的温度值。需要注意的是，所述检测装置11检测到的数据是实时传递给所述控制装置12的，以便于所述控制装置12实时的对所述数据进行分析。

在所述控制装置12获取检测数据后，所述控制装置12会对所述数据进行分析，判断是否有爆炸发生。所述控制装置12的分析基于所述数据，数据的分析方式有多种，且所述分析是结合所述光谱带数据、所述温度值和所述压力值数据，分析的结果能够直接判断是否有爆炸发生，因此判断的标准可以由工作人员根据经验提前在所述控制装置12中预设。本实用新型提供一种可选的分析判断方式：

首先判断所述光谱带中与爆炸相关的谱带的出现频率是否达到预设频率。

然后在所述出现频率达到预设频率时，判断所述温度值和所述压力值是否达到分别对应的阈值。

若所述温度值和/或所述压力值达到所述对应的阈值，则确定有爆炸发生。

在所述出现频率未达到预设频率时，则确定没有爆炸发生。

所述控制装置12判断所述光谱带中与爆炸相关的谱带的出现频率是否达到预设频率。其中，与爆炸相关的谱带为CO的Fourtb Positive谱带，NO的γ谱带，H2O的谱带，O2的Atmospheric谱带等特征谱带。所述预设频率可以由工作人员设定；所述预设频率也可以通过模拟爆炸试验得出，可以进行多次的模拟爆炸试验，在模拟爆炸实验中检测所述特征谱带的出现频率，综合试验结果得到一个较可靠的频率值。所述预设频率可以作为衡量所述特征谱带出现频率较高的一个标准。在获取到谱带数据后，所述控制装置12可以计算出所述特征谱带的出现频率，把所述出现频率与预设的频率进行比较。

在所述出现频率达到预设频率时，判断所述温度值和所述压力值是否达到分别对应的阈值。所述出现频率可以作为爆炸发生的第一判断标准，若出现频率到达了所述预设频率，说明有可能发生爆炸，此时可以结合所述温度值和所述压力值作进一步的更准确的判断，所述温度值和所述压力值作为第二判断标准。所述温度值和所述压力值分别对应的阈值可以通过工作人员根据经验预设；所述阈值也可以通过模拟爆炸试验，在试验中检测爆炸发生时所述温度值和所述压力值，从而得出一个阈值，作为可以判断爆炸发生的依据。需要注意的是，因为所述温度传感器1120和所述压力传感器1122设置在多个不同的位置，所以所述阈值也可以根据位置的不同而具体设置。

若所述温度值和/或所述压力值达到所述对应的阈值，则有爆炸发生。所述温度值和所述压力值可以同时达到所述对应的阈值，此时判断结果是有爆炸发生；所述温度值和所述压力值也可以只有其中一个达到了所述对应的阈值，此时判断结果也是有爆炸发生。

在输出判断结果时，所述判断结果中还可以带有爆炸发生的严重等级，所述严重等级可以根据数据分析结果评定，例如根据所述温度值和/或所述压力值达到所述对应的阈值后，所超出的阈值的范围评定。可以理解的是，比如当爆炸较为严重时，爆炸产生的冲击力更大，所述压力值相应的更大；爆炸的火焰更加强烈，所述温度值也相应的更高。所述严重等级也可以在设置所述阈值时同时设置，在设置所述阈值时可以设置多个阈值等级，如一级阈值、二级阈值依次类推，各等级所代表的爆炸严重等级可以由工作人员设定。

在所述出现频率未达到预设频率时，则没有爆炸发生。可以理解是，此种实施方式将所述出现频率作为第一判断标准，在所述第一判断标准没有达到时，可以直接判断没有爆炸发生。

需要注意的，所述控制装置12对数据的具体分析过程是可以根据实际情况作相应改变的，例如还可以设置上述所述第一判断标准和所述第二判断标准的权重值，所述权重值可以表征对判断结果的重要性，因为在实际情况中，通过所述出现频率的判断结果可能更准确，也有可能通过所述温度值和所述压力值的判断结果更准确，可以根据不同的矿井情况作相应的改变或者调整。

所述控制装置12得出是否发生爆炸的判断结果后，在有爆炸发生时，发送开启指令给所述开关以使所述喷水器持续喷水。其中，所述控制装置12在开启所述开启指令给所述开关132后，所述开关132保持开启状态，持续喷水，以形成水雾区，从而实现对爆炸波和爆炸火焰的抑制和消除。需要注意的是，若没有收到关闭指令，所述喷水器130会持续喷水，此时，在工作人员对爆炸发生的大致时间进行预估后，可以通过远程控制所述控制装置12关闭所述开关132，从而使所述隔爆水棚13还可以继续抑制二次爆炸。

在确定有爆炸发生时，所述隔爆水棚13启动，水幕持续进行，有效的解决了当爆炸波和爆炸火焰到达隔爆棚的时间差小于隔爆棚动作所需的时间，在火焰进入棚区前水雾没有足够的时间扩散出去，造成隔爆棚失效的问题。

在所述控制装置12发送开启指令给所述开关132的同时，所述控制装置12还会发送报警指令给所述报警装置14，所述报警装置14启动，进行相应的报警措施，提醒还在矿井内的工作人员及时撤离，同时提醒在监控端的工作人员协助处理，降低爆炸带来的安全隐患。

在发送开启指令的同时，所述控制装置12还会控制所述供水装置的供水阀门开启，使所述供水装置为所述水管1301提供水源。

综上所述，本实用新型提供的隔爆装置通过所述检测装置检测用于爆炸判断的数据，通过所述控制装置对所述数据进行分析判断是否发生爆炸，并根据判断结果控制所述隔爆水棚中的喷水器喷水，从而形成持续的水雾。一方面，所述喷水器直接受控于所述开关，而所述开关受控于所述控制装置，因此，所述喷水器在打开后可以持续喷水形成水雾，在火焰到达时，也会有水雾，提高隔爆效果；另一方面，由于有所述检测装置提前检测数据，可以提前预判爆炸的发生，主动开启所述隔爆水棚的隔爆功能，有效的预防灾害的产生和消除灾害。

以上所述仅为本实用新型的实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。