專利名稱：一種帶有自動(dòng)阻爆裝置的瓦斯抽放系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及煤礦行業(yè)瓦斯輸送安全保障系統(tǒng)，特別提供一種帶有自動(dòng)阻爆裝置的瓦斯抽放系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前我國(guó)多數(shù)煤礦，在生產(chǎn)過(guò)程中都伴隨有瓦斯涌出現(xiàn)象，嚴(yán)重地影響了煤礦的安全生產(chǎn)，甚至發(fā)生瓦斯爆炸事故，造成重大人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。為了礦井的安全生產(chǎn)， 很多煤礦將瓦斯抽放與利用工藝，應(yīng)用于礦井的安全生產(chǎn)環(huán)節(jié)，將采區(qū)內(nèi)涌出的瓦斯通過(guò)抽放管路，集中輸送到井上并加以利用或放空處理。在采用瓦斯利用方面包括瓦斯發(fā)電、 民用、提純等方式，在瓦斯利用的支管路中，時(shí)常會(huì)因運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備、靜電、雷電等原因，引起管路中瓦斯氣體的燃燒與爆炸。因瓦斯輸送的主管路及各分支管路之間是相互連通的，一旦某支路發(fā)生燃燒并產(chǎn)生回火現(xiàn)象，將引起整個(gè)抽放系統(tǒng)的燃燒與爆炸，這種情況是一定要杜絕的，那么主動(dòng)防范、將災(zāi)害消滅于蔭芽狀態(tài)，是解決問(wèn)題的唯一辦法。目前所采用的主動(dòng)防范措施包括在各支管路與主管路之間設(shè)置截止閥門、自動(dòng)抑爆滅火、水封式阻火滯爆及火焰探測(cè)器等裝置。在這些措施當(dāng)中，阻爆控制是最為薄弱的環(huán)節(jié)之一，有的礦采用手動(dòng)閥門，其可控性不言而喻；有的礦雖然采用了電動(dòng)閥和火焰?zhèn)鞲衅?，但控制響?yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，其阻爆效果不佳。多數(shù)礦井在瓦斯利用的支管路上是采用單級(jí)阻爆方式，難以從根本上阻斷管路中的回火現(xiàn)象；隨科學(xué)技術(shù)的提高、對(duì)安全生產(chǎn)的要求越來(lái)越高，新的安全標(biāo)準(zhǔn)《AQ 1076—2009》及《AQ 1079— 2009》(國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局 2010-07-01發(fā)布實(shí)施)所規(guī)定的技術(shù)要求與現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)偏差較大，如在自動(dòng)阻爆控制過(guò)程中，新標(biāo)準(zhǔn)對(duì)火焰?zhèn)鞲衅鞯捻憫?yīng)時(shí)間、控制器的反應(yīng)時(shí)間、阻爆閥門的動(dòng)作速度都提出了更高的要求，而現(xiàn)有的相關(guān)產(chǎn)品與裝置均不能達(dá)到和滿足這些要求。對(duì)應(yīng)新的安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)要求，現(xiàn)有阻爆裝置的功能最為突出缺點(diǎn)是響應(yīng)速度慢， 主要存在的技術(shù)問(wèn)題有(1)、采用手動(dòng)阻爆閥來(lái)控制瓦斯回火和阻爆，措施落后、方法簡(jiǎn)單，效果甚微，必須根據(jù)新標(biāo)準(zhǔn)立即更新?lián)Q代；(2)、目前，在已采用了電動(dòng)調(diào)節(jié)閥和火焰?zhèn)鞲衅鞯淖璞刂葡到y(tǒng)中，其時(shí)效性較差，其原因有三其一、火焰?zhèn)鞲衅鞯捻憫?yīng)時(shí)間長(zhǎng)且大多數(shù)的響應(yīng)時(shí)間都是秒級(jí)產(chǎn)品，火焰的有效探測(cè)距離小，在0. 5-3m左右；其二、控制器環(huán)節(jié)易受干擾失靈且響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)；其三、電動(dòng)阻爆機(jī)構(gòu)動(dòng)作慢，由于總的控制響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，其阻爆效果不佳；(3)、在煤礦抽放瓦斯利用率越來(lái)越高的今天，在一條瓦斯利用支管路上， 往往并存多個(gè)利用支路，簡(jiǎn)單地采用單級(jí)自動(dòng)控制阻爆方式，難以徹底阻斷回火通道，易造成整個(gè)抽放系統(tǒng)的瓦斯爆炸事故，難以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的安全可靠性。。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型特別提供一種帶有自動(dòng)阻爆裝置的瓦斯抽放系統(tǒng)，該阻爆裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，直接應(yīng)用于煤礦瓦斯抽放輸出端與瓦斯利用的輸入端之間、是輸送過(guò)程中的安全控制環(huán)節(jié)，是煤礦安全生產(chǎn)的必備措施；并且阻爆系統(tǒng)響應(yīng)速度快、回火阻斷能力強(qiáng)，在并存多個(gè)利用支管路的瓦斯輸送系統(tǒng)中，無(wú)論哪個(gè)支管路發(fā)生回火事故時(shí)，都可以及時(shí)將主利用支管路分段分級(jí)地加以阻爆控制，并配合各分段的自動(dòng)抑爆滅火、水封式阻火滯爆等主動(dòng)防御措施，將火源消滅在萌芽狀態(tài)，因此大大地提高了阻爆系統(tǒng)的可靠性。本實(shí)用新型所述帶有自動(dòng)阻爆裝置的瓦斯抽放系統(tǒng)，合理布置排空及利用支管路的相對(duì)位置；在分管路上根據(jù)支管路的數(shù)量，設(shè)置多級(jí)阻爆控制機(jī)構(gòu)，并充分利用現(xiàn)有的噴粉抑爆裝置技術(shù)，接收該裝置的動(dòng)作節(jié)點(diǎn)來(lái)控制快速阻爆閥門的閉合截止；本實(shí)用新型所述帶有自動(dòng)阻爆裝置的瓦斯抽放系統(tǒng)，采用閥門主動(dòng)阻爆技術(shù)、多級(jí)防護(hù)技術(shù)、多級(jí)阻爆技術(shù)，從本質(zhì)上完全隔斷了火焰的燃燒通路和燃燒氣源；在設(shè)計(jì)瓦斯利用支管路中，合理布置排空支管路及其它各個(gè)利用支管路的相對(duì)位置；在分管路上根據(jù)分支管路的多少，設(shè)置多級(jí)阻爆控制機(jī)構(gòu)，在每個(gè)分支利用管路上，安裝快速反應(yīng)火焰?zhèn)鞲衅?；充分利用噴粉抑爆裝置的輸出動(dòng)作節(jié)點(diǎn)信號(hào)，輸入到阻爆裝置；在控制環(huán)節(jié)選用西門子PLC控制器對(duì)整個(gè)阻爆系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控；在管路的阻斷環(huán)節(jié)，選用國(guó)內(nèi)動(dòng)作速度最快的礦用隔爆型電動(dòng)關(guān)斷閥，作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)。本實(shí)用新型所述帶有自動(dòng)阻爆裝置的瓦斯抽放系統(tǒng)，瓦斯抽放系統(tǒng)主要包括瓦斯抽放主管路(1)、瓦斯抽放分管路(2)、瓦斯排空支管路(3)、瓦斯利用支管路(4)，瓦斯抽放主管路(1)連接瓦斯抽放分管路(2)，瓦斯抽放分管路(2)上連接有瓦斯排空支管路(3)和瓦斯利用支管路(4)，其中，所述瓦斯抽放系統(tǒng)上設(shè)置有自動(dòng)阻爆裝置；所述自動(dòng)阻爆裝置主要包括阻爆裝置主機(jī)(5 )、抑爆裝置主機(jī)(6 )、抑爆裝置(7 )、電動(dòng)阻爆閥(8 )、電動(dòng)排空閥、火焰?zhèn)鞲衅?10)，火焰?zhèn)鞲衅?10)置于瓦斯排空支路和瓦斯利用支路上，電動(dòng)排空閥 (9)置于瓦斯排空支路上，電動(dòng)阻爆閥(8)和抑爆裝置(7)均置于瓦斯利用支路一側(cè)的瓦斯抽放分管路(2)上，阻爆裝置主機(jī)(5)的輸入端連接抑爆裝置主機(jī)(6)、輸出端連接電動(dòng)阻爆閥(8)及電動(dòng)排空閥(9)，抑爆裝置主機(jī)(6)連接抑爆裝置(7)。本實(shí)用新型所述帶有自動(dòng)阻爆裝置的瓦斯抽放系統(tǒng)，其中，所述瓦斯抽放主管路 (1)與瓦斯排空支管路(3)之間的瓦斯抽放分管路(2)上設(shè)置有抽放泵(11)。本實(shí)用新型所述帶有自動(dòng)阻爆裝置的瓦斯抽放系統(tǒng)，其中，所述火焰?zhèn)鞲衅?10) 是響應(yīng)時(shí)間小于5ms的紫外線火焰?zhèn)鞲衅?10)，取代了以往的紅外火焰?zhèn)鬟_(dá)感器，提高火焰探測(cè)的快速反應(yīng)能力，并安裝在每個(gè)支管路上，火焰的有效探測(cè)距離大于IOm。本實(shí)用新型所述帶有自動(dòng)阻爆裝置的瓦斯抽放系統(tǒng)，其中，所述阻爆裝置是礦用隔爆型PLC控制器；所述PLC控制內(nèi)核是西門子PLC控制器；可對(duì)多個(gè)瓦斯利用支管路(4) 上的火焰?zhèn)鞲衅?10)進(jìn)行采樣分析，只要任一支管路有發(fā)火現(xiàn)象，即可在15ms內(nèi)做出控制響應(yīng)，在做出瓦斯抽放分管路(2)多級(jí)阻斷控制的同時(shí)，將排空管路上的電動(dòng)排空閥(9)快速打開(kāi)，使瓦斯抽放主管路(1)中的煤層氣迅速排空。本實(shí)用新型所述帶有自動(dòng)阻爆裝置的瓦斯抽放系統(tǒng)，采用多級(jí)防護(hù)，在瓦斯利用支管路(4)附近的瓦斯抽放分管路(2)上設(shè)置電動(dòng)阻爆閥(8)，對(duì)于任一支管路的發(fā)火，對(duì)其余支管路也采取隔離關(guān)斷，多級(jí)保證，將火源控制在一小段管道內(nèi)，在其可燃?xì)怏w量有限的條件下，火焰只能在有限區(qū)域內(nèi)燃燒，減少了危害；并且在瓦斯利用支管路(4)發(fā)生燃火時(shí)，打開(kāi)瓦斯排空支管路(3)上設(shè)置的電動(dòng)排空閥(9)，防止管道內(nèi)氣體壓力過(guò)高，損傷其他設(shè)備；如果遇到特殊情況，如瓦斯排空支管路(3)發(fā)生雷電火災(zāi)，則關(guān)斷所有的電動(dòng)阻爆閥(8)，停止抽放泵(11)。[0013] 本實(shí)用新型所述帶有自動(dòng)阻爆裝置的瓦斯抽放系統(tǒng)，其中，在阻爆控制上將每個(gè)利用支管路作為一個(gè)阻爆單元，在整個(gè)主利用支路(即瓦斯抽放分管路(2))上形成多級(jí)阻爆并用，在阻爆的同時(shí)，將排空打開(kāi)，將主支路(即瓦斯抽放主管路(1))輸入端瓦斯氣體進(jìn)行放空處理，大大提高了阻爆系統(tǒng)的可靠性。

[0014]圖1為阻務(wù)I裝置布置示意圖；[0015]圖2為阻務(wù)I裝置電器控制系統(tǒng)示意圖；[0016]圖3為阻務(wù)I裝置電源部分I示意圖；[0017]圖4為阻務(wù)I裝置電源部分II示意圖；[0018]圖5為阻務(wù)I裝置主機(jī)部分I示意圖；[0019]圖6為阻務(wù)I裝置主機(jī)部分II示意圖；[0020]圖7為阻務(wù)I裝置接口部分繼電器板1示意圖；[0021]圖8為阻務(wù)I裝置接口部分繼電器板2示意圖[0022]圖9為阻務(wù)I裝置1#電動(dòng)阻爆閥接口部分示意圖[0023]圖10為系統(tǒng)程序控制框圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1如圖1所示帶有自動(dòng)阻爆裝置的瓦斯抽放系統(tǒng)，瓦斯抽放系統(tǒng)主要包括瓦斯抽放主管路(1)、瓦斯抽放分管路(2)、1個(gè)瓦斯排空支管路(3)、3個(gè)瓦斯利用支管路(4)，瓦斯抽放主管路(1)連接瓦斯抽放分管路(2)，瓦斯抽放分管路(2)上連接有瓦斯排空支管路 (3)和瓦斯利用支管路(4)，所述瓦斯抽放系統(tǒng)上設(shè)置有自動(dòng)阻爆裝置；所述自動(dòng)阻爆裝置主要包括阻爆裝置主機(jī)(5 )、抑爆裝置主機(jī)(6 )、抑爆裝置(7 )、電動(dòng)阻爆閥(8 )、電動(dòng)排空閥
(9)、火焰?zhèn)鞲衅?10)，瓦斯排空支管路(3)和瓦斯利用支管路(4)上均設(shè)置有火焰?zhèn)鞲衅?br> (10)，瓦斯排空支管路(3)設(shè)置有電動(dòng)排空閥(9)，電動(dòng)阻爆閥(8)和抑爆裝置(7)均置于瓦斯利用支管路(4 ) 一側(cè)的瓦斯抽放分管路(2 )上，阻爆裝置主機(jī)(5 )的輸入端連接抑爆裝置主機(jī)(6 )、輸出端連接電動(dòng)阻爆閥(8 )及電動(dòng)排空閥(9 )，抑爆裝置主機(jī)(6 )連接抑爆裝置 (7)，瓦斯抽放主管路(1)與瓦斯排空支管路(3)之間的瓦斯抽放分管路(2)上設(shè)置有抽放泵(11)；由抑爆裝置主機(jī)(6)發(fā)來(lái)的抑爆裝置(7)常閉節(jié)點(diǎn)信號(hào)作為阻爆裝置主機(jī)(5)動(dòng)作的輸入信號(hào)，在整套裝置正常工作條件下，瓦斯抽放分管路(2)、瓦斯利用支管路(4)以及瓦斯抽采泵均處在開(kāi)的狀態(tài)下，當(dāng)發(fā)生燃火或爆燃情況時(shí)，由抑爆裝置主機(jī)(6)的輸入信號(hào)可以判斷出某條管路發(fā)生異常，并得出具體的發(fā)生異常的管路地址，阻爆裝置主機(jī)(5)迅速做出關(guān)斷所有瓦斯利用支管路(4)或瓦斯排空支管路(3)對(duì)應(yīng)的分管路的閥門，并發(fā)出停泵信號(hào)。本實(shí)施例所述帶有自動(dòng)阻爆裝置的瓦斯抽放系統(tǒng)，其中，所述火焰?zhèn)鞲衅?10)是響應(yīng)時(shí)間小于5ms的紫外線火焰?zhèn)鞲衅?10)，取代了以往的紅外火焰?zhèn)鬟_(dá)感器，提高火焰探測(cè)的快速反應(yīng)能力，并安裝在每個(gè)支管路上，火焰的有效探測(cè)距離大于IOm。本實(shí)施例所述帶有自動(dòng)阻爆裝置的瓦斯抽放系統(tǒng)，其中，所述阻爆裝置是礦用隔爆型PLC控制器；所述PLC控制內(nèi)核是西門子PLC控制器；可對(duì)多個(gè)瓦斯利用支管路(4)上的火焰?zhèn)鞲衅?10)進(jìn)行采樣分析，只要任一支管路有發(fā)火現(xiàn)象，即可在15ms內(nèi)做出控制響應(yīng)，在做出主支路多級(jí)阻斷控制的同時(shí)，將排空支管路上的電動(dòng)排空閥(9)快速打開(kāi)，使瓦斯抽放主管路(1)中的煤層氣迅速排空。本實(shí)施例所述帶有自動(dòng)阻爆裝置的瓦斯抽放系統(tǒng)，阻爆裝置主機(jī)(5)工監(jiān)控1條瓦斯排空支管路(3)、3條瓦斯利用支管路(4)的出口燃火情況，由抑爆裝置主機(jī)(6)發(fā)來(lái)的抑爆裝置(7)常閉節(jié)點(diǎn)信號(hào)Kl K4作為阻爆裝置主機(jī)(5)動(dòng)作的輸入信號(hào)，在整套裝置正常工作條件下，瓦斯抽放分管路(2)和瓦斯利用支管路(4)以及瓦斯抽采泵均處在通路狀態(tài)下，當(dāng)發(fā)生燃火或爆燃情況時(shí)，由抑爆裝置主機(jī)(6)的輸入信號(hào)可以判斷出某條管路發(fā)生異常，并得出具體的發(fā)生異常的支管路地址，例如，1#瓦斯排空支管路(3)、姊瓦斯利用支管路(4)、3#瓦斯利用支管路(4)、4#瓦斯利用支管路(4)，迅速做出關(guān)斷所有瓦斯利用支管路(4)或瓦斯排空支管路(3)對(duì)應(yīng)的瓦斯抽放分管路(2)上的閥門，并發(fā)出停泵信號(hào)。實(shí)施例2如圖2所示阻爆裝置的外部接線圖，一臺(tái)阻爆裝置主機(jī)(5)接入6組抑爆裝置節(jié)點(diǎn)(12)、1個(gè)抽放泵接點(diǎn)(13)、6個(gè)抑爆裝置(7)，阻爆裝置主機(jī)(5)上有電源輸出端(14)和電源輸入端(15 )，抑爆裝置(7 )上連接有電源輸入端(16 )不僅具有6臺(tái)阻爆閥電動(dòng)裝置的控制功能，還具有輸出電源及停泵信號(hào)的功能，其中圖3為圖2中裝置電源部分I示意圖， 電源是660V (1170V或380V)/220 ；圖4為圖2中阻爆裝置電源部分II示意圖，其中DCl是開(kāi)關(guān)電源，DC2、DC3是本安電源；圖5為圖2中阻爆裝置主機(jī)部分I示意圖；圖6為圖2中阻爆裝置主機(jī)部分II示意圖；圖7為圖2中阻爆裝置接口部分I示意圖；圖8為圖2中阻爆裝置接口部分II示意圖；圖9為圖2中阻爆裝置接口部分III示意圖，圖中11-21為電動(dòng)閥接線圖，1-3為交流660V電源接線端，1155為開(kāi)閥接線端，1159為關(guān)閥接線端，1147、GND、 1157為閥位接線端；圖10為圖2中系統(tǒng)程序控制框圖。
權(quán)利要求1.一種帶有自動(dòng)阻爆裝置的瓦斯抽放系統(tǒng)，其中，瓦斯抽放系統(tǒng)主要包括瓦斯抽放主管路(1)、瓦斯抽放分管路(2)、瓦斯排空支管路(3)、瓦斯利用支管路(4)，瓦斯抽放主管路 (1)連接瓦斯抽放分管路(2)，瓦斯抽放分管路(2)上連接有瓦斯排空支管路(3)和瓦斯利用支管路(4)，其特征在于所述瓦斯抽放系統(tǒng)上設(shè)置有自動(dòng)阻爆裝置；所述自動(dòng)阻爆裝置主要包括阻爆裝置主機(jī)(5)、抑爆裝置主機(jī)(6)、抑爆裝置(7)、電動(dòng)阻爆閥(8)、電動(dòng)排空閥 (9)、火焰?zhèn)鞲衅?10)，火焰?zhèn)鞲衅?10)置于瓦斯排空支管路(3)和瓦斯利用支管路(4)上， 電動(dòng)排空閥(9)置于瓦斯排空支管路(3)上，電動(dòng)阻爆閥(8)和抑爆裝置(7)均置于瓦斯利用支路一側(cè)的瓦斯抽放分管路(2)上，阻爆裝置主機(jī)(5)的輸入端連接抑爆裝置主機(jī)(6)、 輸出端連接電動(dòng)阻爆閥(8 )及電動(dòng)排空閥(9 )，抑爆裝置主機(jī)(6 )連接抑爆裝置(7 )。
2.按照權(quán)利要求1所述帶有自動(dòng)阻爆裝置的瓦斯抽放系統(tǒng)，其特征在于所述瓦斯抽放主管路(1)與瓦斯排空支管路(3)之間的瓦斯抽放分管路(2)上設(shè)置有抽放泵(11)。
3.按照權(quán)利要求1所述帶有自動(dòng)阻爆裝置的瓦斯抽放系統(tǒng)，其特征在于所述火焰?zhèn)鞲衅?10)是紫外線火焰?zhèn)鞲衅?10)。
4.按照權(quán)利要求1所述帶有自動(dòng)阻爆裝置的瓦斯抽放系統(tǒng)，其特征在于所述阻爆裝置是礦用隔爆型PLC控制器；所述PLC控制內(nèi)核是西門子PLC控制器。
專利摘要一種帶有自動(dòng)阻爆裝置的瓦斯抽放系統(tǒng)，所述自動(dòng)阻爆裝置主要包括阻爆裝置主機(jī)、抑爆裝置主機(jī)、抑爆裝置、電動(dòng)阻爆閥、電動(dòng)排空閥、火焰?zhèn)鞲衅?，火焰?zhèn)鞲衅髦糜谕咚古趴罩Ч苈泛屯咚估弥Ч苈飞?，電?dòng)排空閥置于瓦斯排空支管路上，電動(dòng)阻爆閥和抑爆裝置均置于瓦斯利用支管路一側(cè)的瓦斯抽放分管路上，阻爆裝置主機(jī)的輸入端連接抑爆裝置主機(jī)、輸出端連接電動(dòng)阻爆閥及電動(dòng)排空閥，抑爆裝置主機(jī)連接抑爆裝置；本實(shí)用新型所述帶有自動(dòng)阻爆裝置的瓦斯抽放系統(tǒng)，阻爆系統(tǒng)響應(yīng)速度快、回火阻斷能力強(qiáng)，在并存多個(gè)利用支管路的瓦斯輸送系統(tǒng)中，無(wú)論哪個(gè)支路發(fā)生回火事故時(shí)，都可及時(shí)將主利用支管路分段分級(jí)地加以阻爆控制。
文檔編號(hào)E21F7/00GK202125310SQ20112021985
公開(kāi)日2012年1月25日 申請(qǐng)日期2011年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月27日
發(fā)明者孫凡, 祝釗, 翟青妮, 趙克濤, 陳騁 申請(qǐng)人:煤炭科學(xué)研究總院沈陽(yáng)研究院