АВТОМАТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ЗАЩИТЫ ГАЗОВОЗДУШНЫХ СКВАЖИН ОТ ВЗРЫВОВ
AUTOMATIC PROTECTION SYSTEM OF GAS-AIR WELLS AGAINST EXPLOSIONS

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, в частности к угольной, и может быть использовано на угольных шахтах с применением комбинированного способа проветривания очистных забоев при эксплуатации газоотсасывающих установок для предотвращения проникновения возгораний и взрывов газовоздушной смеси с поверхности через газоотсасывающую установку в газовоздушные скважины и подземные выработки, гашения возгораний и взрывов газовоздушной смеси в газоотсасывающей установке в начальной стадии, предотвращения повторных взрывов газовоздушной смеси после срабатывания взрывоподавляющих устройств до момента приведения взрывоподавляющих устройств в состояние готовности к защите от взрывов.
Известна «Автоматическая система защиты газовоздушных скважин от взрыва» (патент РФ №2314423, кл. G08B 17/12, опубл. 2008.01.10), принятая за прототип, включающая соединительный канал между переключателем потока газовоздушной смеси и газопроводом от устья газовоздушной скважины, пирометрические датчики с объективами, взрывоподавляющие устройства с соплами и блок управления.
Недостатками известного технического решения является то, что оно не обеспечивает достаточной защиты газовоздушных скважин от взрыва, поскольку не предотвращает самопроизвольный выход газовоздушной смеси из скважины непосредственно после срабатывания взрывоподавляющих устройств, а это может привести к повторным возгораниям и взрывам газовоздушной смеси в газоотсасывающей установке и их проникновению в подземные выработки через газовоздушную скважину.
Задачами заявляемого технического решения являются повышение безопасности ведения горных работ, предотвращение проникновения возгораний и взрывов газовоздушной смеси с поверхности через газоотсасывающую установку в газовоздушные скважины и подземные выработки, предотвращение повторных возгораний и взрывов газовоздушной смеси, гашение возгораний и взрывов в начальной стадии, повышение эффективности комбинированного проветривания.
Технический результат заявляемого изобретения - предотвращение проникновения возгораний и взрывов газовоздушной смеси с поверхности через газоотсасывающую установку в газовоздушные скважины и подземные выработки, гашение возгораний и взрывов в начальной стадии, предотвращение самопроизвольного выхода газовоздушной смеси из газовоздушных скважин, повышение безопасности ведения горных работ, повышение эффективности комбинированного проветривания, повышение производительности работы вентиляторов.
Указанные задачи достигаются тем, что в автоматической системе защиты газовоздушных скважин от взрывов, включающей соединительный канал между переключателем потока газовоздушной смеси и газопроводом от устья газовоздушной скважины, пирометрические датчики с объективами, взрывоподавляющие устройства с соплами и блок управления, согласно изобретению внутри соединительного канала между пирометрическими датчиками и газопроводом от устья газовоздушной скважины расположены передние и задние ляды и размещенные между их створками надувные мешки, а клапан расположен на внешней стороне соединительного канала между передними и задними лядами.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид системы, на фиг.2 показан вид по разрезу А-А, на фиг.3 показан вид по разрезу Б-Б.
Заявляемое устройство состоит из соединительного канала 1, пирометрических датчиков 2 с объективами 3, блока управления 4, взрывоподавляющих устройств 5 с соплами 6, передних ляд 7, задних ляд 8, надувных мешков 9, клапана 10. Система установлена между газопроводом 11 от устья скважины 12 и переключателем потока 13 газовоздушной смеси, причем пирометрические датчики 2 расположены со стороны газопровода 11 перед местом ввода сопел 6 взрывоподавляющих устройств 5 в соединительный канал 1 и направлены объективами 3 в сторону движения потока газовоздушной смеси, передние ляды 7 расположены внутри соединительного канала 1 со стороны пирометрических датчиков 2, задние ляды 8 расположены внутри соединительного канала 1 со стороны газопровода 11, надувные мешки 9 компактно свернуты между створками ляд 7 и 8, клапан 10 расположен на внешней стороне соединительного канала 1 между передними 7 и задними 8 лядами.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
При возникновении возгорания в соединительном канале 1 на выходах пирометрических датчиков 2 появляются сигналы, свидетельствующие о начале возгорания. Блок управления 4, получив сигналы от пирометрических датчиков 2, запускает взрывоподавляющие устройства 5 и надувные мешки 9. После своего запуска взрывоподавляющие устройства 5 с высокой скоростью выбрасывают ингибитор через сопла 6 внутрь соединительного канала 1 и гасят возгорание, а надувные мешки 9 надуваются и разворачиваются между створками передних 7 и задних 8 ляд, раскрывая их в стороны, но не выходя за ограниченный створками объем соединительного канала 1, и перекрывают все сечение соединительного канала 1, при этом через клапан 10 из соединительного канала 1 выходит зажатый между надувающимися мешками 9 воздух.
Предотвращение проникновения возгораний и взрывов в газовоздушную скважину 12 и подземные выработки достигается быстрым гашением воспламенения в начальной стадии.
Предотвращение повторных взрывов достигается за счет перекрытия соединительного канала 1 надувными мешками 9, передними 7 и задними 8 лядами.
Повышение безопасности ведения горных работ достигается предотвращением проникновения возгораний и взрывов в газовоздушную скважину 12 и подземные выработки и возможных повторных взрывов газовоздушной смеси из-за самопроизвольного выхода газовоздушной смеси из скважины 12 после срабатывания взрывоподавляющих устройств 5.
Использование пирометрических датчиков 2, работающих в инфракрасном диапазоне, позволяет по тепловому излучению своевременно распознать возгорание, возникшее в соединительном канале 1 в любом месте перед датчиком 2.
Быстрое подавление возгорания достигается за счет использования взрывоподавляющих устройств 5, выбрасывающих с высокой скоростью ингибитор в соединительный канал 1.
Повышение эффективности комбинированного проветривания достигается тем, что система позволяет безопасно откачивать газовоздушную смесь с концентрацией метана до 100%, и тем, что повышается производительность работы вентиляторов.
Повышение производительности работы вентиляторов достигается за счет того, что пирометрические датчики 2 имеют малые размеры (диаметр 100 мм и длину 200 мм) и передние 7 и задние 8 ляды с надувными мешками 9 в сложенном виде занимают незначительную часть соединительного канала 1 и, соответственно, оказывают незначительное аэродинамическое сопротивление потоку газовоздушной смеси.
Таким образом, заявляемая автоматическая система защиты газовоздушных скважин от взрыва позволяет достичь защиты от проникновения возгораний и взрывов газовоздушной смеси с поверхности через газоотсасывающую установку в газовоздушные скважины и подземные выработки и повторных взрывов газовоздушной смеси, гашения возгораний и взрывов в начальной стадии, повышения безопасности ведения горных работ, повышения эффективности комбинированного проветривания за счет повышения производительности вентиляторов и при предельной концентрации метана в газовоздушной смеси до 100%.