專利名稱：抑制可燃物爆炸傳播的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及抑制可燃物爆炸傳播的方法及轉(zhuǎn)置，尤其適用于存在安全隱患易燃易爆的礦井巷道，也適用于其它受限空間可燃物爆炸危險存在的場所。
背景技術(shù)：
據(jù)文獻和媒體報道，全世界由于可燃物爆炸而造成的人員傷亡和財產(chǎn)損失是十分巨大的。在我國，煤礦瓦斯、煤塵爆炸時有發(fā)生，其災難性的后果是十分嚴重的。為解決這一問題，煤礦生產(chǎn)過程中廣泛采用水槽、水袋和巖粉棚等隔爆棚設施，又稱無源隔爆棚，屬于被動式隔爆裝置，分別以水和巖粉作為消焰劑。消焰劑要求質(zhì)高量足，動作時必須霧化充分。隔爆棚動作的觸發(fā)和消焰劑的噴撒都是由瓦斯、煤塵爆炸所產(chǎn)生的前驅(qū)壓力波完成的。當發(fā)生瓦斯、煤塵爆炸時，在爆炸火焰到達隔爆棚區(qū)前，爆炸產(chǎn)生的前驅(qū)壓力波掀翻盛放巖粉的木板或使水槽、水袋破碎，形成彌漫飛揚狀態(tài)的惰性巖粉或水霧，在巷道中形成撲滅火焰的抑制帶，起到吸熱、降溫、阻燃的作用，使瓦斯煤塵爆炸火焰限制在爆源附近，從而達到隔斷爆炸傳播、限制事故災害范圍繼續(xù)擴大的目的。煤礦隔爆棚發(fā)揮隔爆作用的前提條件有兩個一是前驅(qū)壓力波能掀翻隔爆棚，形成懸浮狀態(tài)的巖粉或水霧帶；二是爆炸火焰滯后前驅(qū)壓力波到達隔爆棚的時間大于隔爆棚的動作時間過程，同時又小于隔爆棚的動作時間與水霧或巖粉的持續(xù)時間之和。
通過大量調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)，水棚和巖粉棚等阻隔爆裝置在控制瓦斯爆炸災害方面起到一定作用，但使用時普遍還會存在一些不足，出現(xiàn)裝置失效的情況，并且有的抑爆劑(機酸鹽、碳酸鹽和單銨磷酸鹽等)的成本比較昂貴。水棚的水分易蒸發(fā)、缺失，需要經(jīng)常沖水、換水，增加工人的工作量和勞動強度，尤其是在風量大、氣溫高的采區(qū)，水中易混入礦塵，造成滅火水霧因水量不足而不能有效隔斷爆炸火焰的傳播。回采巷道中的水袋棚，按設計規(guī)定應該采用易脫鉤吊掛的方式，但實際應用中的水袋棚卻多用鐵絲拴吊于棚梁上，使得這一被動形式的隔爆設施在動作時霧化愈加不充分，大大降低隔爆的效果。井下潮濕環(huán)境會使巖粉棚中干燥的巖粉吸濕結(jié)塊，巖粉棚隔爆設施動作后減少、甚至失去飛揚能力，不能形成有效的巖粉煙，還易混入煤塵等可燃物，從而降低甚至失去隔爆性能。在對巖粉的惰性取樣分析化驗時，若發(fā)現(xiàn)可燃物含量超過設計規(guī)定，須更換巖粉，這給技術(shù)管理工作增加了難度。如果阻隔爆裝置的動作壓力過低，即靈敏度過高，則火焰前面較遠處前驅(qū)壓力波的較低沖擊壓力會使阻隔爆裝置開始動作，在火焰到達前就釋放出了抑制劑，這樣在火焰到達阻隔爆裝置位置時，由于抑制劑已被提前釋放出來，且因重力作用大部分已沉落到巷道的底板上，只剩下懸浮在空間中濃度較低的抑制劑。雖然含有抑制劑的瓦斯氣體可能超出了爆炸極限，但由于爆炸火焰具有較高的內(nèi)聚力和較好的整體性，火焰仍可能在巨大的爆炸產(chǎn)物壓力的推動下，穿過該區(qū)域并引爆前面的瓦斯氣體而繼續(xù)向前傳播，阻隔爆裝置起不到阻隔爆的作用。如果阻隔爆裝置的動作壓力高于前驅(qū)壓力波的壓力，或阻隔爆裝置的動作延遲時間超過了火焰到達裝置所需的時間，其釋放的抑制劑就會降落在火焰區(qū)后部，甚至落在火焰區(qū)之后，則未受到抑制劑影響的火焰前部就會繼續(xù)向前傳播，阻隔爆裝置也起不到阻隔爆的作用。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種抑制可燃物爆炸傳播的方法及裝置，其方法阻隔爆效果好；其裝置結(jié)構(gòu)簡單、便于施工、造價低。
本發(fā)明的抑制可燃物爆炸傳播的方法是在受限空間可燃物爆炸危險存在的巷道或墻體內(nèi)預設多個真空腔體裝置，真空腔體裝置封口面對可能發(fā)生爆炸的空間；所述多個真空腔體裝置分別設在爆炸現(xiàn)場兩側(cè)通道的巷道或墻體的巷幫或墻壁內(nèi)。
本發(fā)明的抑制可燃物爆炸傳播的裝置是它由真空腔體裝置構(gòu)成，腔體裝置包括一真空腔體，真空殼體的內(nèi)表面敷設有吸波吸能層，真空腔體封口處設有受環(huán)境壓力變化影響的弱面板；所述吸波吸能層的材料為石棉層；所述弱面板為玻璃或陶瓷。
將真空腔體裝置按上述方法預設在有可燃物爆炸危險的場所，一旦發(fā)生爆炸，裝置即刻啟動，可達到吸波吸能的作用，阻止爆炸災害的進一步擴大。通過大量的實驗驗證，當可燃物發(fā)生爆炸時，預設在爆炸現(xiàn)場周圍的真空腔體一旦接收到爆炸沖擊波，真空腔體的弱面板即刻脆裂，由于真空腔體內(nèi)是負壓和真空，便可大量的吸收爆炸產(chǎn)生的膨脹氣體和爆炸能量，最大限度地抑制了爆炸沖擊波和爆炸火焰的傳播速度。經(jīng)在20米長的瓦斯爆炸試驗管道上做的有真空腔體和無真空腔體的對比試驗，結(jié)果表明當試驗管道尚無真空腔體，爆炸發(fā)生時，管道內(nèi)的壓力驟然上升，最高達到0.7MPa，爆炸能量巨大；當在實驗管道上加上真空腔體裝置后，從真空腔體的弱面板開始脆裂的那一刻起，管道內(nèi)所有監(jiān)測點的壓力驟然下降，爆炸能量顯著減弱，爆炸火焰熄滅，阻隔爆效果十分明顯。其方法簡單易行，裝置結(jié)構(gòu)簡單，造價低，使用方便，具有廣泛的實用性。
圖1是本發(fā)明方法實例一布局示意圖。
圖2是本發(fā)明方法實例二布局示意圖。
圖3是本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)圖。
圖中1和2-巷道或墻體，3-爆炸現(xiàn)場，4-真空腔體裝置，4-1-真空腔體，4-2-弱面板，4-3-吸波吸能層。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖中的實施例對本發(fā)明作進一步的描述實例一、圖1是某一受限空間內(nèi)可燃物爆炸的示意圖，1是后墻體，2是前墻體，3是爆炸現(xiàn)場，在爆炸現(xiàn)場3左右兩側(cè)通道的前墻體2(也可以在后墻體1)內(nèi)各并列預設兩個抑制可燃物爆炸傳播的真空腔體裝置4，真空腔體裝置4封口面對可能發(fā)生爆炸的空間，根據(jù)現(xiàn)場實際情況真空腔體裝置4可設置多個。真空腔體裝置4由真空殼體4-1和鑲嵌在其封口處的弱面板4-2構(gòu)成，真空殼體4-1的內(nèi)表面敷設有吸波吸能層4-3，吸波吸能層4-3采用難燃或不燃、表面有特殊形狀的材料制作，如多孔或網(wǎng)狀的石棉層材料；圖3所示。弱面板4-2采用有一定的耐壓強度且易碎的材料制成，如玻璃或陶瓷，其厚度由真空腔體弱面板4-2的大小試驗確定，在實驗室實驗時，由于真空腔體較小，采用的玻璃厚度為4～5mm。弱面板4-2能感知環(huán)境的壓力變化，一旦環(huán)境壓力達到超壓，即刻碎裂。當爆炸現(xiàn)場3發(fā)生爆炸時，真空腔體4-1對應的弱面板4-2立即感受到爆炸產(chǎn)生的超壓而發(fā)生碎裂，真空腔體4-1將爆炸產(chǎn)生的膨脹氣體、爆炸沖擊波、爆炸火焰等吸入真空腔內(nèi)，從而有效避免爆炸災害進一步擴大。
實例二、圖2所示，與實例一基本相同，不同之處只是在爆炸現(xiàn)場3左右兩側(cè)通道的前墻體2和后墻體1內(nèi)各預設一個真空腔體裝置4，根據(jù)現(xiàn)場實際情況，也可以各預設兩個真空腔體裝置4。
權(quán)利要求
1.抑制可燃物爆炸傳播的方法，其特征在于在受限空間可燃物爆炸危險存在的巷道或墻體(1、2)內(nèi)預設多個真空腔體裝置(4)，真空腔體裝置(4)封口面對可能發(fā)生爆炸的空間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抑制可燃物爆炸傳播的方法，其特征在于所述多個真空腔體裝置(4)分別設在爆炸現(xiàn)場(3)兩側(cè)通道的巷道或墻體(1、2)的巷幫或墻壁內(nèi)。
3.抑制可燃物爆炸傳播的裝置，其特征在于它由真空腔體裝置(4)構(gòu)成，腔體裝置(4)包括真空腔體(4-1)，真空腔體(4-1)的內(nèi)表面敷設有吸波吸能層(4-3)，真空腔體(4-1)封口處設有受環(huán)境壓力變化影響的弱面板(4-2)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抑制可燃物爆炸傳播的裝置，其特征在于所述吸波吸能層(4-3)的材料為石棉層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抑制可燃物爆炸傳播的裝置，其特征在于所述弱面板(4-2)材料為玻璃或陶瓷。
全文摘要
一種抑制可燃物爆炸傳播的方法及裝置，在受限空間可燃物爆炸危險存在的巷道或墻體內(nèi)預設多個真空腔體裝置，真空腔體裝置封口面對可能發(fā)生爆炸的空間；設置的真空腔體內(nèi)表面敷設有吸波吸能層，其封口處設有受環(huán)境壓力變化影響的弱面板。當可燃物發(fā)生爆炸時，預設在爆炸現(xiàn)場的真空腔體一旦接收到爆炸沖擊波，真空腔體的弱面板即刻碎裂，將爆炸產(chǎn)生的膨脹氣體、爆炸沖擊波、爆炸火焰等吸入真空腔體內(nèi)，由于真空腔體內(nèi)是負壓和真空，便可大量的吸收爆炸產(chǎn)生的膨脹氣體和爆炸能量，最大限度地抑制爆炸沖擊波和爆炸火焰的傳播速度，可有效地避免爆炸災害的進一步擴大，從而大大地減少爆炸災害造成的人員傷亡和財產(chǎn)損失。
文檔編號A62C3/00GK101015729SQ20071002012
公開日2007年8月15日 申請日期2007年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月13日
發(fā)明者蔣曙光, 歐雪梅, 吳征艷 申請人:中國礦業(yè)大學