煤层气阻火装置在线自动清洗技术研究及试验分析

煤矿井下抽采的煤层气中固体杂质含量高，容易堵塞干式阻火器，降低气源管路输送通量，且检修阻火器时会造成煤层气利用装置非故障停机频繁。研制了阻力触发自动清洗干式阻火装置，实现阻火装置的在线自动清洗，并开展自动清洗试验，检验阻火装置运行效果。结果表明：该装置彻底解决了低浓度煤层气输送管道阻火器堵塞后清洗时停机的问题，提升了煤层气输送及利用端阻火装置运行的可靠性及稳定性，大幅减少了煤层气利用装置非故障停机时间；优化设计的DN500干式阻火装置，试验前阻力为670 Pa,试验煤粉模拟堵塞并自动清洗300 s后，阻火装置的阻力由2 000 Pa降至700 Pa。     

低浓度瓦斯输送管道阻火设施的工艺设计

该文基于低浓度瓦斯在管道输送中容易爆炸的特点,介绍了低浓度瓦斯气体安全输送过程中三种阻火器设施的结构以及它们的阻火原理。     

低浓度煤层气输送阻火器设计参数优化分析

为保障低浓度煤层气的输送安全,实现“煤与瓦斯共采共用”,对适用于低浓度煤层气输送安全保障系统的阻火器结构参数进行优化研究,并进行测试实验。结果表明：低浓度煤层气输送管路上的阻火器应优选具有足够强度的金属板波纹型阻火芯,以抵抗强烈的爆炸冲击波;为了使火焰在传播过程中被加速冷却后熄灭,并减小阻力,将阻火器设计加工成“中间粗、两头细”的结构,中间阻火芯的直径应足够大;优化设计的DN500干式阻火器中,波纹板数量为2、间距为30 mm,波纹带厚度为0.25 mm,阻火芯外壳直径为1 500 mm,当煤层气流速为15 m/s时,阻力为670 Pa;当火焰传播速度低于775 m/s时,该阻火器可以成功阻火。     

低浓度瓦斯安全直接燃烧技术研究

煤矿抽采的低浓度特别是爆炸浓度范围内的瓦斯直接利用存在诸多技术难题,直接排空时也存在安全风险。通过对金属纤维燃烧器和阻火器的阻火阻爆机理研究、实验研究、设计和现场试验,证明在合理的设计参数下,金属纤维燃烧器能够有效阻火、隔热,可将瓦斯爆炸转变为安全燃烧;金属纤维阻火器能够有效实现管道的阻火、阻爆,隔断瓦斯爆炸的传播。在此基础上研发出处理能力为2 000 m3/h、甲烷体积分数为10%的低浓度瓦斯安全燃烧系统,通过安全分析和工业性试验,证明了该系统的安全性和可靠性,能满足煤矿低浓度瓦斯的处理要求,为爆炸浓度范围内的瓦斯安全排空、减少甲烷排放和瓦斯利用提供了新的技术途径。     

瓦斯输送管道阻爆控制器的研制

为了确保瓦斯输送安全,提出在煤矿瓦斯管道输送系统中可能的火源点如发电机组、地面排空管口、自燃煤层采空区抽瓦斯管入口等附近管道上,安设安全保障设备。基于此介绍了一种用于瓦斯输送管道的阻爆控制器,在分析瓦斯输送管道爆炸传播特性的基础上给出了阻爆控制器设计原理和试验数据。试验结果表明阻爆控制器能配合快速切断阀可有效阻止瓦斯爆炸传播。     

一种煤矿低浓度瓦斯安全输送方法的研究与应用

由于煤矿地面抽排的低浓度瓦斯尚无较好的安全输送方法和利用技术而对空排放,浪费资源,污染环境,为此利用"冷壁淬熄"现象理论和细水雾抑火阻爆原理,试验开发了金属波纹带阻火器和细水雾发生器等关键零部件,通过分项试验验证了其阻火和抑制火源产生的效果。在试验基础上提出了一种低浓度瓦斯安全输送方法,经煤矿现场使用,验证了其可靠性,为低浓度瓦斯利用提供了一种技术保障。     

瓦斯输送管道水封阻火泄爆技术研究

为指导煤矿瓦斯输送管道水封阻火泄爆装置的正确设计和使用,采用DN500、DN700两种瓦斯爆炸试验管道系统,对管道内不同浓度瓦斯爆炸压力火焰传播规律及2种管径水封阻火泄爆装置阻火泄爆性能进行研究。结果表明:水封阻火泄爆装置安装位置和有效水封高度是影响阻火泄爆性能的关键因素,水封桶内气体流速决定了水封高度和装置阻力损失。为保证阻火泄爆性能,应在装置上设置可靠的水位监测控制系统,管径小于DN500的装置水封桶气体过流面积应大于输送管道过流面积的4倍;使用时,装置安装位置距离爆炸点不大于30 m,控制输送管道气体流速不超过10 m/s。     

防爆无轨胶轮车阻火器性能分析研究

针对煤矿井下防爆无轨胶轮车排放等级不断提升,阻火器及尾气后处理增加防爆柴油机排气背压的问题,对不同间隙的阻火器的阻火性能进行理论分析和试验研究。以煤炭行业标准为基础,对间隙为0.8～1.4 mm阻火器的阻火性能以及压力损失进行试验。试验结果表明,在阻火器厚度为50 mm的情况下,阻火器在阻火间隙为1 mm时,阻火成功。通过增大阻火器间隙对提升防爆柴油机的排放性能以及动力性能具有参考意义。     

煤矿瓦斯抽放管道用阻爆阀门的研制

为了阻断瓦斯燃烧火焰或爆炸在抽放管道内的传播,消除低浓度瓦斯抽采的安全隐患,确保低浓度瓦斯抽采和利用系统的安全可靠,研制了煤矿瓦斯抽放管道用阻爆阀门。详细地描述了阻爆阀门的结构形式、组成部分、工作原理、主要参数及性能指标,并通过阻爆性能试验,给出具体的试验数据,试验研究得出:煤矿瓦斯抽放管道用阻爆阀门能够有效阻隔管道中气体爆炸,阻止火焰及压力传播,防止气体爆炸继续发展;适用于阻止瓦斯气体输送管道的燃烧与爆炸。     

浅析机械阻火器在瓦斯抽放系统中的应用

瓦斯抽放系统中管道的破裂可引起瓦斯爆炸事故,在管道网中适当的部位安装机械阻火器,瓦斯爆炸事故就可以得到有效扼制。介绍了机械阻火器的阻火原理、分类、性能参数及其在瓦斯抽放系统中的应用,并展望了其应用前景。