瓦斯治理研究.doc

瓦斯爆炸的克星采煤工作面上隅角瓦斯超限抑制爆炸装置 专利产品，仿造必究中船重工（西安）东仪矿用安全装备有限公司中国西安前言 煤炭是我国的主体能源，煤矿安全生产关系煤炭工业持续发展和国家能源安全，关系数百万矿工生命财产安全。近年来，通过各方面的努力，煤矿安全生产形势持续稳定好转，但事故总量荏苒偏大，重特大事故时有发生，其中瓦斯事故尤为突出，为此，我公司集中优势资源，与西安矿用安全装备工程技术研究中心等多家科研机构合作，经多年实地调研，组织矿山通风、矿山机械、电子、煤矿安全、自动化控制等多学科的专家团队，研制出世界首台采煤工作面上隅角抑制瓦斯超限氮气自动喷射装置；在行业领域开出先河，对矿井瓦斯事故从根源上进行控制，从而有效降低瓦斯事故的发生，该装置适用于所有井工矿煤矿，是矿井“一通三防”的关键装备。产品简介智能数字化采煤工作面上隅角瓦斯超限抑制爆炸装置适用于采煤工作面上隅角、局部采煤工作面伪顶等瓦斯易积聚区域，可在不影响工作面正常生产的同时，快速消除瓦斯爆炸隐患。不同于市场上的抑制爆炸装置是针对爆炸产生后的快速控制，本装置是针对瓦斯爆炸产生前的甲烷气体积聚，注入氮气隔离降低甲烷与氧气浓度（利用气体间的比重），并将其微限量排出回风巷。抑制瓦斯超限装置由气体检测系统、中央控制系统、供气系统、气体喷射系统及监控软件系统等组成。气体检测系统监测采煤工作面上隅角等瓦斯易超限区域的气体浓度。中央控制系统抑制瓦斯超限装置的核心部分供气系统由主供气系统和辅助供气系统组成，两路气体可自动切换，无需人为操作。气体喷射系统向瓦斯超限区域注入氮气，稀释降低甲烷与氧气浓度，防止瓦斯爆炸。监控软件系统实时监控监测终端的气体参数，超限报警。亦可接入到矿方已有监测监控系统中。产品型号及含义Z-表示自动P-表示喷射D-表示氮气127-表示工作电压一型产品是利用井下消防系统的制氮机装置进行制氮，机载氮气储备960L，作为应急气源之用。二型产品是利用液氮车载液氮储藏罐，储备液氮900L，并与井下消防系统制氮机装置装置相配合，单个系统可以独立工作。三型产品出口型产品，是利用车载液氮储藏罐，储备液氮900L，并与井下消防系统的制氮机装置相配合，单个系统可以独立操作，同时增加细水雾抑制瓦斯爆炸系统，与气体抑制爆炸方法相结合，抑制爆炸事故更安全高效，达到国际先进水平。申请了国家自主产权专利、欧盟专利和俄罗斯专利。工作原理目前矿井瓦斯治理坚持”先抽后采，监测监控，以风定产”的十二字方针，采煤工作面上隅角抑制瓦斯超限氮气自动喷射装置是在此前提下，通过利用气流扰动及气体比重来完成对采煤工作面上隅角及瓦斯超限区域瓦斯的综合治理。实现完全自动化瓦斯防治。其原理利用装置前段喷射装置形成的螺旋状气流（氮气）扰乱超限区域瓦斯聚集形成的平衡，通过挤压和气流正压作用，使超限区域瓦斯进入回风巷，消除瓦斯爆炸隐患；同时利用其体之间比重（气体分子量为甲烷：16，氮气：28，氧气：32）可在瓦斯超限区域形成气体的相对分层，甲烷位于最上部，氮气居中，氧气在最底部，达到一个相对稳定的平衡状态。以此隔绝氧气与甲烷的结合，进而打破瓦斯爆炸三要素的形成，达到抑制瓦斯爆炸的目的；同时在回风巷处设置气体检测仪。控制处理后混合气体通过微限量排放，不影响采煤工作面正常生产。工作流程图 气体检测 逻辑判断值（甲烷浓度）是否大于等于设定值 Yes No释放氮气（释放氮气过程中氧气浓度降至设定值以下时停止释放氮气） 处理后 气体检测 逻辑判断值（甲烷浓度）是否大于等于设定值 Yes No声光报警+释放氮气（释放氮气过程中氧气浓度将至设定值以下时停止释放氮气）主要技术参数1. 环境参数环境温度：0-55 相对湿度80%R.H2. 控制系统技术参数：a,200-2000HZ频率信号输入b.6路开关量c.双RS485通讯接口d.标准modbus协议3. 断电后待机时间不低于4小时4、 工作电压：AC127V5、 整机功率：小于30W6、 出口气压：0.3Mpa-1.0Mpa7、 降低瓦斯浓度所需时间（经多次试验所得数据）控制范围瓦斯浓度（处理前）所需时间瓦斯浓度（处理后）8m1.0%1.3%11s0.5%以下8m2.0%2.3%18s0.5%以下8m3.0%3.3%29s0.5%以下主要特点 采煤工作面上隅角抑制瓦斯超限氮气自动喷射装置（ 以下简称抑制瓦斯超限装置）是我公司依据中船重工（西安）东仪矿用安全装备有限公司企业标准Q/DYKY02-2013及煤矿安全规程等标准研发的新一代井下抑制上隅角瓦斯超限产品，该产品具有全自动化，安全性高，可靠性高，可靠性强，针对性强等特点。具体如下：1. 抑制瓦斯超限装置主机安放在进风巷处，前段喷射装置与主机间采用高压软管连接，安装（拆卸）方便、快捷，不会给采煤作业带来不便。2. 正常状态下确保抑制瓦斯超限装置供电由采区变电所直接供电，同时本装置设计有后备蓄电池，在断电情况下，可连续工作不低于4小时，更加安全可靠。3. 对爆炸源全天候进行监控，并且微限量排放，彻底排除爆炸源，微限量排放符合煤矿安全规程对瓦斯排放的规定。4. 抑制瓦斯超限装置瓦斯处理进行分区段设计；当采煤工作面上隅角及瓦斯聚积区域瓦斯浓度超过0.8%时即可进行处理，此时工作面正常生产，当回风巷内氧气浓度低于18.5%时，停止瓦斯抑制工作，确保回风巷内氧气含量。当采煤工作面上隅角及瓦斯聚积区域瓦斯浓度超过1.0%时，瓦斯监控系统报警断电后，人员已撤出工作面，此时回风巷内不应有人员作业，故不考虑回风巷内氧气含量，装置采用强制抑制，进行稀释降低朝鲜去与瓦斯浓度，不让瓦斯浓度达到5.0%（瓦斯爆炸极限）安全提示：此时回风巷内不应有人员作业（因强制抑制时回风侧巷道氧浓度降低，极易发生缺氧现象）。5. 抑制瓦斯超限装置可以同时对多点进行监控和处理。6. 抑制瓦斯超限装置供气部分可以连接煤矿井下制氮机，也可以接入备用气源装置，两者可以共同存在。7. 抑制瓦斯超限装置即可以抑制瓦斯事故的发生，又可以控制采煤工作面顶板初期火灾的灭火。第一： 采用声光报警，快速将积聚的瓦斯抑制在一定的无氧环境中，利用惰性气体控制氧气含量遏制瓦斯爆炸。第二 ： 遏制过程中保留原回风系统，不影响采煤工作面继续生产，并且能够用于采煤工作面灭火。第三： 产品功能在实现过程中为全智能数字化控制，无人值守，安全可靠，技术处于国际先进水平。适用范围本装置适用于所有井工矿。抑制瓦斯超限装置与传统瓦斯易爆装置对比：序号产品对比传统瓦斯抑爆装置新型遏爆装置1被动与主动抑制方面瓦斯爆炸发生后，抑制二次火灾发生，防止事故继续蔓延。提前预防，在瓦斯爆炸源头自动检测并处理，将隐患消灭在萌芽之中。2覆盖范围不能顾及上隅角等难、关键事故易发点。针对上隅角等男、关键事故易发点，覆盖范围广。3抑制源传统干粉灭火装置惰性混合气体4持续时间受抑制源影响，持续时间短，且一次性灭火。因可配置惰性气体产生装置，可持续遏制。5信息传输无法上传可上传调度指挥中心和上级主管部门。6专利情况南非专利拥有国家自主产权专利、欧盟专利和俄罗斯专利。7技术创新引进南非技术。自主研发，填补了多项空白，取得发明专利。8技术服务后期技术服务风险大技术服务等支撑完全自主。9体积体积庞大，移动困难。体积小，移动方便。公司带头人董事长：张海军 副董事长：马建华公司管理团队西安市矿用安全装备工程技术研究中心成立 研发团队领导关注 在产品的研制过程中，得到了煤科总院多位专家的知道，并受到国家安全监督管理总局的高度重视，2014年9月3日在北京安监总局针对该产品召开了研讨会，国家煤矿安监局副局长杨富、国家安全监管总局总工程师兼规划科技司司长吴鑫等多位参会领导对本公司产品给与了很高的评价与肯定，并作出了重要指示。国家安标中心工作人员莅临公司检查、评审中俄博览会2014年7月1日至4日，该产品在中俄博览会首次亮相，引起了国内外业内人士的高度关注，先后接受了新华社、中新社、新晚报、生活报、黑龙江晨报及黑龙江新闻综合频道等多家媒体的争相报道，得到了业内人士的一致好评。俄罗斯专家考察2014年4月1号至4月4号俄罗斯联邦煤炭安全评审机构总工程师一行，在公司总经理严加松、副总经理兼工程师刘洪光及其他领导的陪同下，先后参观并了解了我公司的各型产品，其中采煤工作面上隅角抑制瓦斯超限氮气自动自动喷射装置引起了相关专家的特别关注，俄方专家一致认为我公司该装置能够对井下瓦斯治理起到很好的效果。就此双方达成合作共识。社会支持 在项目研制过程中，得到了