Устройство автоматической локализации взрывов и пожаров в горных выработках

Изобретение относится к горному делу и предназначено для защиты горных выработок от распространения по ним огня и пламени при взрыве метановоздушной смеси и угольной пыли. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности защиты контролируемой горной выработки путем контроля нижнего предела взрываемости рудничной атмосферы. Для этого устройство содержит датчик пламени, блок сопряжения с пускателем, блок подавления взрыва. Дополнительно в него введены аппарат контроля аварийной загазованности пространства, датчик фиксации нижнего предела взрываемости газовой смеси, магистральный кабель, связывающий датчик фиксации нижнего предела взрываемости газовой смеси с аппаратом контроля аварийной загазованности пространства, баллон со сжатым воздухом, регулятор выпуска сжатого воздуха из баллона, датчик контроля ударной волны, датчик открытого пожара, элемент "3 ИЛИ", элемент "2 ИЛИ". Причем выходы датчика пламени, датчика контроля ударной волны, датчика открытого пожара через соответствующие входы элемента "3 ИЛИ" соединены с входом блока подавления взрыва. Выходы датчика фиксации нижнего предела взрываемости газовой смеси, датчика контроля ударной волны через соответствующие входы элемента "2 ИЛИ" соединены с входом регулятора выпуска сжатого воздуха из баллона. 1 ил.

 

Изобретение относится к области горного дела и может быть использовано для выполнения следующих функций:

1. защиты горных выработок от распространения по ним огня и пламени при взрыве метановоздушной смеси и угольной пыли, а также подавления взрывов метана и угольной пыли в начальной стадии их развития за счет принудительной подачи пламягасящего вещества в зону очага воспламенения на пути предполагаемого распространения огня и пламени;

2. разгазирование контролируемой зоны горной выработки от возможности взрыва метана от внешнего воспламенителя, находящегося в этой зоне;

3. разгазирование контролируемой зоны и препятствие распространению пламени ударной волны взрыва дальше этой зоны, а также уменьшение содержания газа в контролируемой зоне при внезапном выбросе газа из угольного пласта;

4. локализация открытого пожара, возникшего в контролируемой зоне.

Известны автоматические устройства локализации взрывов. Наиболее близким по технической сущности к заявленному является устройство [1], состоящее из датчика пламени, блока сопряжения с пускателем, блока подавления взрывов.

К числу недостатков известного устройства относится то, что оно совсем не исключает взрыва метана в контролируемой зоне, а только локализует взрыв, распространяющийся со смежного участка.

Кроме того, устройство не локализует открытый пожар, возникший в контролируемой зоне.

Цель изобретения - повышение эффективности защиты контролируемой зоны путем контроля нижнего предела взрываемости рудничной атмосферы с последующим принудительным разгазированием загазированной зоны путем подачи в нее сжатого под давлением воздуха, а также контролем в этой зоне открытого пожара с последующей локализацией открытого пожара за счет принудительной подачи пламягасящего вещества в контролируемую зону горной выработки.

Поставленная цель достигается тем, что устройство автоматической локализации взрывов и пожаров в горных выработках, включающее датчик пламени 1, блок сопряжения с пускателем 2, блок подавления взрывов 3, отличаеся тем, что в него введены аппарат контроля аварийной загазованности пространства 4, датчик фиксации нижнего предела взрываемости газовой смеси 5, магистральный кабель 6, связывающий датчик фиксации нижнего предела взрываемости газовой смеси с аппаратом контроля аварийной загазованности пространства, баллон со сжатым воздухом 7, регулятор 8 выпуска сжатого воздуха из баллона, датчик контроля ударной волны 9, датчик пожара 10, элемент "3 ИЛИ" 11, элемент "2 ИЛИ" 12, причем выходы датчика пламени 1, датчика контроля ударной волны, датчика открытого пожара через соответствующие входы элемента "3 ИЛИ" соединены с входом блока подавления взрыва, а выходы с датчика фиксации нижнего предела взрываемости газовой смеси, датчика контроля ударной волны через соответствующие входы элемента "2 ИЛИ" соединены с входом регулятора выпуска сжатого воздуха из баллона.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежом, на котором изображена структурная схема устройства автоматической локализации взрывов и пожаров в горной выработке.

Устройство автоматической локализации взрывов и пожаров в горной выработке включает:

1. датчик пламени;

2. блок сопряжения с пускателем;

3. блок подавления взрыва;

4. аппарат контроля аварийной загазованности пространства;

5. датчик фиксации нижнего предела взрываемости газовой смеси;

6. магистральный кабель, связывающий датчик 5 с аппаратом 4;

7. баллон со сжатым воздухом;

8. регулятор выпуска сжатого воздуха из баллона;

9. датчик контроля ударной волны;

10. датчик открытого пожара;

11. элемент "3 ИЛИ";

12. элемент "2 ИЛИ";

А-Б. участок контролируемой зоны при: излучении пламени метана, открытом пожаре на участке, воздействии ударной воздушной волны и не позволяющий распространяться пламени дальше этого участка.

Работа схемы при реализации различных функций заключается в следующем.

Реализация функций 1,3. Как только произойдет взрыв метана на участке шахты по соседству с участком А-Б, прямой удар, представляющий собой волну и распространяющуюся от источника воспламенения к периферии, воздействует на вход датчика контроля ударной волны 9, который со своего входа через элемент "3 ИЛИ" 12 передает сигнал на вход блока подавления взрыва и принудительно подает на участок А-Б пламягасящее вещество.

При появлении в зоне обзора датчика 1 вспышки метана последний через элемент "3 ИЛИ" воздействует на вход блока 3. Блок 3 подает пламягасящее вещество также при наличии открытого пожара на участке А-Б; при этом датчик открытого пожара 10 реагирует на огонь пожара и через элемент "3 ИЛИ" 12 подает сигнал на вход блока 3. Во всех случаях в объеме выработки на протяжении не менее 15 м создается инерционная среда, не позволяющая распространятся далее пламени по выработкам.

Реализация функций 2. При появлении нижнего предела взрываемости газа у данного датчика 5, контролирующего зону А-Б выработки, датчик 5 фиксирует [2] этот нижний предел взрываемости. Местный сигнал с датчика 5 поступает на вход регулятора 8. Регулятор соединяет свой пневматический выход 8в с баллоном сжатого воздуха 7.

Под действием давления сжатый воздух из баллона направляется в загазированную зону А-Б выработки. Когда концентрация в зоне станет меньше нижнего предела взрываемости, датчик 5 выдаст сигнал к аппарату контроля 4 через магистральную кабельную линию 6. Сигнал о том, что на участке А-Б выработки взрывной концентрации газа нет и вероятность взрыва исключается. После снижения концентрации метана до 1% в соответствии с &238[3] допускается возобновление работы комбайна.

Реализация функций 3. При внезапном выбросе угля и газа из угольного пласта за короткое время выделяется большое количество газа, который может направляться на контролируемую зону АБ. Для уменьшения содержания газа в этой зоне датчик 9 фиксирует внезапный выброс как ударную волну и своим выходным сигналом через элемент "2 ИЛИ" (11) воздействует на вход регулятора 8. Регулятор соединяет свой пневматический выход 8в с баллоном сжатого воздуха 7. Воздух, выходя из баллона, снижает концентрацию газа на данном участке АБ.

При появлении ударной волны взрыва она воспринимается датчиком 9, сигнал датчика через элемент "2 ИЛИ" поступает на вход регулятора 8. И далее по рассмотренной выше схеме.

Находящиеся на этом участке горнорабочие, не зная о происшедшей аварии на смежном участке, могут не принять меры к самоспасению (включится в самоспасатели, воспользоваться шахтным воздуховодом и т.д.). Для них на контролируемом участке автоматически поступает свежий воздух из баллона, одновременно снижая концентрацию газа.

Реализация функций 4. Пламя открытого пожара воздействует на датчик открытого пожара 10. Выход с датчика 10 через соответствующие входы элемента "3 ИЛИ" соединены с входом 11 блока подавления взрыва 3, который подает пламягасящее вещество в контролируемую зону.

Таким образом, в результате реализации функций 1, 2, 3, 4 повышается эффективность защиты контролируемой зоны от взрыва, пожара, внезапного выброса.

Источники информации

1. Система локализации взрывов автоматическая СЛВА. Руководство по эксплуатации 1811.00.00.0004 Э. Изготовитель завод ОАО «Красный металлист» г.Конотоп.

2. Способ контроля аварийной загазованности пространства и устройство для его осуществления. Патент на изобретение №2124745.

3. Правила безопасности в угольных шахтах РД 05-94-95. Москва, 1995 г.

4. Способ автоматического обнаружения внезапных выбросов в горных выработках и устройство для его осуществления. А.С. 13502750, июль 1987 г.

Устройство автоматической локализации взрывов и пожаров в горных выработках, включающее датчик пламени, блок сопряжения с пускателем, блок подавления взрыва, отличающееся тем, что в него введены аппарат контроля аварийной загазованности пространства, датчик фиксации нижнего предела взрываемости газовой смеси, магистральный кабель, связывающий датчик фиксации нижнего предела взрываемости газовой смеси с аппаратом контроля аварийной загазованности пространства, баллон со сжатым воздухом, регулятор выпуска сжатого воздуха из баллона, датчик контроля ударной волны, датчик пожара, элемент "3 ИЛИ", элемент "2 ИЛИ", причем выходы датчика пламени, датчика контроля ударной волны, датчика открытого пожара через соответствующие входы элемента "3 ИЛИ" соединены с входом блока подавления взрыва, а выходы с датчика фиксации нижнего предела взрываемости газовой смеси, датчика контроля ударной волны через соответствующие входы элемента "2 ИЛИ" соединены с входом регулятора выпуска сжатого воздуха из баллона.