低浓度瓦斯重庆煤科院输送管道隔爆、抑爆装置
ZYBG瓦斯管道输送自动喷粉抑爆装置用户手册V1.0答辩
ZYBG瓦斯管道输送自动喷粉抑爆装置用户手册天地(常州)自动化股份有限公司中煤科工集团常州研究院有限公司V1.0版目录第一章装置简介第二章装置设备一、GHZ5紫外线火焰传感器二、ZYBG-18K矿用本安型管道抑爆控制器三、ZYBG-8Y矿用管道抑爆器四、KDY660/18B矿用隔爆兼本安型直流电源(Ia电源）第三章设备连接示意图第一章装置简介1、概述ZYBG瓦斯管道输送自动喷粉抑爆装置用于安装于有气体和粉尘爆炸危险的场所，当出现火源（如摩擦火花、撞击火花、静电火花、电气火花、内因火灾、外因火灾等）或发生爆炸事故时，由紫外日光盲火焰传感器（对火焰信号敏感，对矿灯灯光、白炽灯光、日光灯光不激发）及时探测到火源或爆炸火焰信号，通过控制器向抑爆器输出信号，迅速喷射出灭火剂，扑灭火源或爆炸火焰，将爆炸抑制在始发阶段起到阻断爆炸范围进一步扩大的作用。
装置具有自检、监控联网、级联等功能；整机响应时间短、动作灵敏、性能可靠、喷射迅速。
抑爆装置主要由火焰传感器、控制器、抑爆器、直流稳压电源、连接电缆及接线盒组成，具有整机响应时间短、动作灵敏、性能可靠、喷射迅速、灭火效果好、常压式储粉等特点，具备级联及状态监控通讯功能。
安全标志编号：MAB1403692、工作原理当火焰传感器检测到火焰时，通过控制器能在毫秒时间内启动抑爆器，抑爆器瞬间产生的高压气流将ABC干粉以极短的时间内向外喷射，形成物理屏障，抑制爆炸产生的火焰，阻止燃烧，进而扑灭火焰，减少受灾范围，保障煤矿人身和财产安全。
从传感器感受火焰信号，到控制器接受并激发，再到抑爆器响应后启动喷射，都在短短几十个毫秒内完成，实现真正意义的将灾害抑制在初发状态。
3、产品特点◆反应速度快，形成有效雾障的时间≤ 120ms；◆常压自产气式，及时喷出干粉扑灭火焰；◆8kg/12kg ABC干粉灭火剂能够更有效的形成抑爆屏障和扑灭火焰，达到抑燃抑爆效果；灭火效率高；无毒、无腐蚀、符合环保要求；◆提供设备工作状态信号，可在线检测；◆提供报警信号，与监控系统联网，远程报警、控制；◆可单套使用，也可多套联动，预防效果更好；◆产品为矿用本质安全型，防爆标志Exia I。
ZYBG瓦斯管道输送自动喷粉抑爆装置用户手册V1.0
ZYBG瓦斯管道输送自动喷粉抑爆装置用户手册天地(常州)自动化股份有限公司中煤科工集团常州研究院有限公司V1.0版目录第一章装置简介第二章装置设备一、GHZ5紫外线火焰传感器二、ZYBG-18K矿用本安型管道抑爆控制器三、ZYBG-8Y矿用管道抑爆器四、KDY660/18B矿用隔爆兼本安型直流电源(Ia电源）第三章设备连接示意图第一章装置简介1、概述ZYBG瓦斯管道输送自动喷粉抑爆装置用于安装于有气体和粉尘爆炸危险的场所，当出现火源（如摩擦火花、撞击火花、静电火花、电气火花、内因火灾、外因火灾等）或发生爆炸事故时，由紫外日光盲火焰传感器（对火焰信号敏感，对矿灯灯光、白炽灯光、日光灯光不激发）及时探测到火源或爆炸火焰信号，通过控制器向抑爆器输出信号，迅速喷射出灭火剂，扑灭火源或爆炸火焰，将爆炸抑制在始发阶段起到阻断爆炸范围进一步扩大的作用。
装置具有自检、监控联网、级联等功能；整机响应时间短、动作灵敏、性能可靠、喷射迅速。
抑爆装置主要由火焰传感器、控制器、抑爆器、直流稳压电源、连接电缆及接线盒组成，具有整机响应时间短、动作灵敏、性能可靠、喷射迅速、灭火效果好、常压式储粉等特点，具备级联及状态监控通讯功能。
安全标志编号：MAB1403692、工作原理当火焰传感器检测到火焰时，通过控制器能在毫秒时间内启动抑爆器，抑爆器瞬间产生的高压气流将ABC干粉以极短的时间内向外喷射，形成物理屏障，抑制爆炸产生的火焰，阻止燃烧，进而扑灭火焰，减少受灾范围，保障煤矿人身和财产安全。
从传感器感受火焰信号，到控制器接受并激发，再到抑爆器响应后启动喷射，都在短短几十个毫秒内完成，实现真正意义的将灾害抑制在初发状态。
3、产品特点◆反应速度快，形成有效雾障的时间≤ 120ms；◆常压自产气式，及时喷出干粉扑灭火焰；◆8kg/12kg ABC干粉灭火剂能够更有效的形成抑爆屏障和扑灭火焰，达到抑燃抑爆效果；灭火效率高；无毒、无腐蚀、符合环保要求；◆提供设备工作状态信号，可在线检测；◆提供报警信号，与监控系统联网，远程报警、控制；◆可单套使用，也可多套联动，预防效果更好；◆产品为矿用本质安全型，防爆标志Exia I。
不同浓度情况下管道瓦斯爆炸压力传播规律研究
不同浓度情况下管道瓦斯爆炸压力传播规律研究韩丽丽1，王磊2（1．中煤科工集团重庆设计研究院，重庆渝中400016；2．中煤科工集团重庆研究院，重庆九龙坡400037）摘要在DN700mm 试验管道中进行了不同浓度瓦斯爆炸压力波传播试验。
从中可以看出，爆炸压力峰值与传播距离呈三次函数关系；瓦斯浓度对爆炸压力峰值影响较大，当测点距离一定时，压力峰值与浓度成二次函数关系。
为煤矿井下隔抑爆装置和瓦斯输送管道隔抑爆装置的研制及安装技术规范制定奠定理论基础，同时，为煤矿瓦斯爆炸事故调查分析提供理论依据。
关键词瓦斯浓度瓦斯爆炸压力峰值中图分类号TD712+．7文献标识码B煤层开采过程伴随有瓦斯涌出，当瓦斯达到爆炸浓度界限，遇到火源容易引起爆炸，爆炸的火焰、冲击波迅速传播，在传播过程中对人员生命安全和矿井设施造成损害。
国内外许多学者对瓦斯爆炸传播规律进行了理论分析［1－3］、数值模拟［4－5］和实验研究［6－8］。
这些研究多是在爆炸最佳浓度条件下进行的。
但是，在瓦斯爆炸极限范围内，不同浓度的瓦斯，其爆炸压力波的传播过程是不同的。
因此，研究瓦斯浓度对瓦斯爆炸压力波传播规律的影响，对于如何有效地防治煤矿瓦斯爆炸事故的发生、发展和降低瓦斯爆炸灾害造成的损失及煤矿瓦斯爆炸事故调查分析具有十分重要的意义。
1试验系统及工作原理实验系统包括两个部分，第一部分为数据采集系*收稿日期：2012－05－08作者简介：韩丽丽（1983－），女，山东滨州人，硕士研究生，助理工程师，现从事土建结构设计工作。
统，用于采集压力和火焰数据，并进行分析；第二部分为管道试验系统，包括管道和搅拌装置。
数据采集系统是PXI －50612动态信号综合测试系统（如图1所示），可采集32路数据信号，最高采样率为50Msps /CH 。
试验管道（如图2所示）为DN700mm 管道，管道全长93．1m ，设计压力为2．5MPa 。
2实验方案为了研究不同浓度瓦斯爆炸压力波的传播规律，在DN700mm 管道中进行了瓦斯爆炸传播试验。
低浓度瓦斯输送、利用、排空安全技术措施
低浓度瓦斯输送、利用、排空安全技术措施审批签名表由于我矿瓦斯抽采浓度基本都在30%以下，为保障低浓度瓦斯输送、利用、排空的安全，特制定以下安全保障措施，希相关单位严格按措施执行。
一、基本要求1．在管道输送系统中靠近可能的火源点（发电机组、地面排空管口、自燃等）附近管道上，安设安全保护设施，确保管道输送安全。
2．在发电瓦斯输送管道系统中安设防逆流装置，防止抽采泵突然停泵而出现回流。
3．管道输送系统中不设置缓冲罐。
4．加压设备选择湿式压缩机。
5．抽采设备应选择湿式抽采泵。
6．正压输送时，输送压力不宜超过20kPa。
7．安设段管道及附件应能承受正压2.5MPa的压力，其它管道及附件应能承受正压1.0MPa、负压0.097MPa的压力。
8．管路安设尽量选用金属管道。
9．地面瓦斯输送管道采用埋地敷设，在管道进、出建筑物100m 范围内，应每隔25m左右接地1次，其接地电阻不应大于20Ω。
二、安全设施（一）内燃机瓦斯发电用管道输送要求1、在瓦斯发电用低浓度瓦斯管道输送安全保障设安设阻火泄爆、抑爆、阻爆三种不同原理的阻火防爆装置。
阻火泄爆装置选择水封阻火泄爆装置，抑爆装置可选择自动喷粉抑爆装置、细水雾输送抑爆装置和气水二相流输送抑爆装置中的一种，阻爆装置选择自动阻爆装置。
2、监控用火焰、压力传感器安装在支管上脱水器的两侧。
火焰传感器位于脱水器与发电机组之间，距离脱水器2m～3m；压力传感器位于脱水器与分管之间，距离脱水器1m～2m。
3、水封式阻火泄爆装置的安设位置距最远端支管的距离（沿管道轴向）应小于30m。
4、水封式阻火泄爆装置应能自动控制水位，确保其有效阻火的水封高度。
5、抑爆装置选用自动喷粉抑爆装置时，其安设位置距离最近的火焰传感器的距离（沿管道轴向）为40m～50m；选用细水雾输送抑爆装置或气水二相流输送抑爆装置时，其安装始端距水封阻火泄爆装置的距离不大于3m。
6、自动阻爆装置距抑爆装置末端的距离不大于10m。
管道抑爆装置在瓦斯抽采系统上应用探讨
管道抑爆装置在瓦斯抽采系统上应用探讨李岩1 左德军2(1.北京神州广安科技股份有限公司北京100048；2.中矿优控科技有限公司北京100048；)摘要：通过对管道抑燃抑爆装置工作原理、响应时间、喷粉抑爆时间及管道爆炸危险点分析的研究，得出在瓦斯抽采系统中，抑爆装置最佳的安装位置和安装方式，从而抑制管道瓦斯爆炸灾害的扩大，为煤矿瓦斯抽采管道控制爆炸技术积累相关经验。
关键词：管道瓦斯爆炸瓦斯抽采主动抑燃抑爆研究类型：应用研究Abstract：Through the pipeline suppression combustion explosion suppression device works, the device response time, spray powder suppression time of explosion and pipeline explosion hazard point analysis, and find that the gas extraction system, explosion suppression device optimal installation location and installation , thereby inhibiting the pipeline gas explosion hazards expansion of coal mine gas drainage pipeline control explosive accumulation of technology related experience.Key words:Gas pipeline explosion，Gas extraction，Active suppression fire and explosionThesis：Application Research目录1 绪论....................................................................................................................... - 4 -2 抑爆装置的工作原理和组成............................................................................... - 4 -2.1 管道主动抑爆装置原理............................................................................. - 4 -2.2管道主动抑爆装置组成.............................................................................. - 6 -3 ZYBG抑爆装置技术特性.................................................................................... - 6 -3.1 GHYZ5矿用本安型火焰传感器 ............................................................... - 6 -3.2 KXH12矿用火焰控制器............................................................................ - 7 -3.3 ZYBG-12Y/8Y矿用本安型管道抑爆器 ................................................... - 7 -3.4 KDY127/12B矿用隔爆兼本质安全型直流电源 ...................................... - 8 -3.5 JHH-5本质安全型接线盒.......................................................................... - 8 -4抑爆装置安装位置选择........................................................................................ - 8 -5存在的问题.......................................................................................................... - 10 -6 结论..................................................................................................................... - 10 -1 绪论我国是世界产煤大国，多年来，煤炭产量一直居于世界前列，煤炭是我国的主要能源。
ZYB-I矿用防爆自动抑爆装置企业标准1
ZYB-I矿用防爆自动抑爆装置煤炭科学研究总院重庆研究院发布目次1 范围 (4)2 规范性引用文件 (4)3 定义 (4)4 型号与命名 (4)5 要求 (5)6 试验方法 (8)7 检验规则 (9)前言本标准按GB/T 1.1-2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》的要求进行编写。
请注意标准的某些内容可能涉及专利。
本标准的发布机构不承担识别这些专利的责任。
本标准由煤炭科学研究总院重庆研究院提出。
本标准起草单位：煤炭科学研究总院重庆研究院本标准主要起草人：张延松、蒋红亮、薛少谦本标准于2010年12月01日首次发布本标准备案号：QB500000/ -201×ZYB-I矿用防爆自动抑爆装置1范围本标准规定了ZYB-I矿用防爆自动抑爆装置（以下简称抑爆装置）的型号规格、要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输及贮存。
本标准适用于ZYB-I矿用防爆自动抑爆装置。
2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB 191—2008 包装储运图示标志GB 3836.1−2000 爆炸性气体环境用电气设备第1部分：通用要求GB 3836.4−2000 爆炸性气体环境用电气设备第4部分：本质安全型“i”GB/T 9969—2008 工业产品使用说明书总则GB/T 10111—2008 利用随机数髓子进行随机抽样的方法GB/T 13384—2008 机电产品包装通用技术条件GB/T18154—2000 监控式抑爆装置技术要求AQ 1043—2007 矿用产品安全标志标识MT/T 154.2−1996 煤矿用电气设备产品型号编制方法和管理办法。
3 定义抑爆装置依靠对火焰信息的探测，由燃气发生器药剂产生的气体，自动地把干粉快速喷撒到火焰面上，在甲烷类气体未完全参与燃烧前，将火焰扑灭，抑制燃烧、爆炸火焰传播的装置。
低浓度瓦斯发电安全保障措施解析
封 高度 保持 在有 效水 封高 度要求 范 围 内。当水 封高
力 。
煤 矿瓦斯 与空气增压 中冷装置 发 电机排气总管
重庆 研究 院 、 利 油 田动 力 机 械有 限公 司 等单 位 对 胜
低浓 度 瓦斯输 送安 全 进行 研 究 ， 制 出低 浓 度度 瓦 研
斯发 电 系列保 障装备 ， 于 ２ ０ 并 ０ ９年 由国家安 监局 发
布 了《 矿低浓 度 瓦斯 管道 输 送 安Biblioteka 保 障系统 设 计 煤・
１９・ １
２１ ０２年第 ６期
中州 煤炭
总第 １８ ９ 期
自动 阻爆装 置 是 一 种 主 动式 阻爆 装 置 ， 过 通
检测 管道 内爆炸 产生 的 冲击 波 、 焰信 号 ， 出控 制 火 发
根据 抑爆 方式抑 爆装 置主 要分 为 自动喷粉 抑爆 装置 、 细水 雾输送 抑 爆 装 置 和气 水 二 相 流输 送 抑 爆
制信 号 ， 自动执 行相 应操作 ； 控制输 送装 置管 道控 ⑤ 制 阀 门的开启 与关 闭 ； 主水 泵 出现故 障时 ， 用水 ⑥ 备
泵 能 自动 投入 正常运 行 。
２ ３ ３ 气 水 二 相 流 输 送 抑 爆 装 置 ．．
形 成水 密封 ， 炸发生 时 ， 生 的火焰 被密 封 的水 熄 爆 产
闭是根 据对 爆炸 的监测 触发 的 ， 因此 ， 种方 式对 响 这
２ ３ １ 自动喷粉 抑爆装 置 ． ． 自动 喷粉抑 爆装 置是通 过 对燃烧 或爆 炸信 息 的 探测 ， 自动 、 快速 地喷 出干 粉灭火 剂将 燃烧 或爆 炸火 焰扑 灭 的装 置 ， 主要 由火焰 传感 器 、 制器 和抑爆 器 控
管道内瓦斯爆炸传播的试验研究
。
从图 4 可以看出, 最大压力峰值在出口附近, 主 要原因是, 在封闭全管道的瓦斯气体时 , 在管道出口 封有两层塑料薄膜 , 爆炸冲击波传至此处时, 传播路 线受到薄膜的限制 , 使得冲击波在此处反射和叠加, 致使爆炸压力峰值急剧上升。而在煤矿井下巷道或 者瓦斯管道输送过程中无此薄膜封闭 , 所以在此试验
Experi m ental Study o f G as Exp losion D isse m ination in P ipeline
, Re search Fe llow SI Rong jun , Sen ior E ngin eer LI Run zh i Q IU R ui lai ZHANG Yan song ( Chongq ing B ranch of China Coal R esearch Institu te , Chongq ing 400037 , China)
3 试验数据的分析处理
矿井瓦斯爆炸事故现场勘察结果表明, 瓦斯爆 炸对人员伤害和矿井设备损坏的原因主要有 3 个 : 火焰锋面的高温灼烧、 冲击波的超压破坏和井巷空 气中有毒有害气体。针对这 3 个原因, 结合试验基 地的试验设施和测试仪器条件 , 主要研究瓦斯爆炸 火焰、 冲击波超压沿管道的传播规律。在该试验条 件下, 共测试了 10 个测点的爆炸冲击波沿管道最大 压力及呈现时间和 10 个测点的火焰沿管道的到达 时间。下面就试验结果进行分析研究。 3 . 1 爆炸压力沿管道的传播规律分析 图 4 和图 5 分别为 10 个和前 8 个测点沿管道 长径比压力峰值的曲线图。
条件下, 舍去最后两个点的压力峰值得出最大爆炸压 力沿管道长径比的变化规律 , 如图 5 所示, 由此可得 瓦斯爆炸在传播过程中沿管道压力峰值的规律 : 1) 在爆源附近压力峰值较以后各测点 ( 去除出 口附近两个测点 ) 都高, 其主要原 因是点火源点爆 瓦斯后, 开始在爆源附近形成球面波, 在向管壁和封 闭端传播过程中受到限制, 所以爆炸冲击波出现了 反射和叠加, 以及冲击波在向管道开口端传播过程 中的回传和叠加都使得此处压力峰值偏高。 2) 爆炸冲击波在随后的传播过程中, 爆炸压力 峰值先减小, 然后又逐渐增大, 主要原因是由于这个 试验是全管道瓦斯 - 空气混合气体, 紧随前驱冲击波 后的燃烧波在燃烧瓦斯 - 空气混气体过程中不断的 释放热量, 使得放出的热量大于由于壁面摩擦和热传 导的损失的热量, 及时为冲击波的传播补充能量。 3) 不同浓度的瓦斯 - 空气混合气体爆炸最大压 力是不一样的, 当瓦斯浓度为 9 . 7 % 时爆炸压力最大, 为0 . 349M Pa(除去出口附近两个测点 ), 这说明爆炸 最佳浓度不是当量浓度 9 . 0 % 左右, 而是略高于当量 浓度, 主要原因是随着燃烧的进行, 随着瓦斯含量的 减少出现了不完全燃烧反应, 而略高于当量浓度能使 瓦斯完全燃烧反应, 释放出最大能量。 4) 由图 5可以拟合在此试验条件下瓦斯爆炸压 力峰值沿管道长径比的函数关系如图 6 所示。函数 关系式为 y = - 0 . 000 002x - 0 . 016x + 0 . 457 , 其置 信度为 R = 0 . 984 。由此可知 : 在 该试验条件下瓦 斯爆炸压力沿管道传播过程中从爆源点开始下降, 传播一段距离后出现拐点, 然后再增大的过程, 这与 实际瓦斯爆炸过程基本相似
自动喷粉抑爆装置成套技术简介20130720
定的标准如下表所示：
表 1-1 低浓度瓦斯输送安全保障系列标准
序号 标 准 编 号
标准名称
实施日期
1 AQ 1076-2009 煤矿低浓度瓦斯管道输送安全保障系统设计规范 2010-07-01
2 AQ 1079-2009 瓦斯管道输送自动喷粉抑爆装置通用技术条件 2010-07-01
3 AQ 1072-2009
表所示。
序号
表 2-1 自动喷粉抑爆装置单套配置
设备名称
型号和规 格
数量
备注
1
矿用本安型火焰传感器
GHG5
2
2 矿用本安型抑爆装置控制器
ZYBG-12K
1
3
矿用本安型管道抑爆器
ZYBG-12Y
2 配备各设备之间
4 矿用隔爆兼本安直流电源
KDY660/12.5
1
连接用阻燃屏蔽
电缆
5
本安电路用接线盒
JHH-2-B
4
电源
传感器
控制器
接地 抑爆器
火焰方向
瓦斯管道
三通
L
三通
图 2-3 自动喷粉抑爆装置的工作原理
2.3 技术特点
自动喷粉抑爆装置是低浓度瓦斯管道输送、排空及利用重要的安全保障设 备。动作速度快，爆炸初始阶段可在毫秒级的时间内把爆炸消灭；体积小，便于 安装，保养维护简单方便；自身的运行与抽放系统运行互不影响，井上井下均可 安装使用；供电采用井下低压电源，能长期稳定工作。控制器具有对装置运行故 障自动检测、矿井监控系统联网功能及级联功能。
1.2 相关标准的实施应用概况
“十一五”科技支撑计划煤矿瓦斯综合治理与利用重大关键技术研发与装备
研制项目“低浓度瓦斯安全输送成套技术开发与装备研制”项目为了保证低浓度
2009.11煤矿低浓度瓦斯输送安全保障技术
（３）自动喷粉抑爆装置的安设位置距火焰传感 器的距离（沿管道轴向）为３０—６０ 障系统 （１）易自燃、自燃煤层的井下采空区低浓度瓦 斯抽采，应在靠近抽采地点的管道上安设自动喷粉 抑爆装置。 （２）自动喷粉抑爆装置的安设地点距最近的抽 采瓦斯管口的距离（沿管道轴向）应＜１００
・１４１・
下．装置能有效阻火的最低水封高度为１０
ｍｍ。
４．２．１基本规定
（２）管路瓦斯爆炸时，水封阻火泄爆装置内压 力与瓦斯气体浓度以及装置安装位置有关：瓦斯气 体浓度越接近化学计量浓度，压力越大；安装位置距 离点火端越远，压力越大。 （３）阻火泄爆装置的释放压力应在９０一１２０ ｋＰａ范围内宜。 （４）为使水封阻火泄爆装置实现有效水封高 度，管道输送气体流速不应高于１０ ｍ／ｓ，同时，水封 阻火泄爆装置还应具有自动水位自动控制功能。
（６）自动阻爆装置距抑爆装置末端的距离≤１０
ｍｏ
（７）安全保障设施任一装置的运行参数不能满
足安全要求时，应能实现自动报警，并在３ ｒａｉｎ内关
停发电机组，同时打开瓦斯排空管。
ｌ一火焰传感器；２一压力传感器；３一水封阻火泄爆装置； ４一自动喷粉抑爆装置；５一真空泵；６一截止阀
图８地面瓦斯排空系统安全设施安装示意图
进行了全管路低浓度瓦斯的阻火防爆试验，得到了 如下结论：
１一水位计；２一水位控制器；３—１一出水阀； ３－２一进水阀；３一泄爆部件
４．１．１水封阻火泄爆装置 （１）试验研究表明：阻火泄爆装置安装位置以 距离可能的起火点１５—３０ ｍ范围内为宜，在此距离
图４水封阻火泄爆装置工作原理图
（２００９年１１月）
煤矿用自动隔爆装置通用技术条件.
煤矿用自动隔爆装置通用技术条件MT 694—1997中华人民共和国煤炭工业部1997—12—30批准1998—07—01实施前言煤矿用自动隔爆装置是80年代发展起来的抑制瓦斯、煤尘燃烧和爆炸的新技术、新产品，已在煤矿安装使用；煤炭工业部也已把自动隔爆装置写入煤矿安全规程。
为了适应煤矿安全生产的需要，规范煤矿用自动隔爆装置，促进防隔爆技术的发展，制定煤炭行业的煤矿用自动隔爆装置通用技术条件。
本标准由煤炭工业部科技教育司提出。
本标准由煤炭工业部煤矿安全标准化技术委员会归口。
本标准由煤炭科学研究总院重庆分院起草。
本标准起草人：夏自柱、蔡周全。
本标准委托煤炭工业部煤矿安全标准化技术委员会煤矿粉尘防治及设备分会负责解释。
1 范围本标准规定了煤矿用自动隔爆装置(以下简称装置)的技术要求、试验方法、检验规则与标志、包装、运输和贮存。
本标准适用于防止煤矿瓦斯、煤尘燃烧与爆炸的各种型式的自动隔爆装置。
2 引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。
本标准出版时，所示版本均为有效。
所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
GB／T 998—82 低压电器基本试验方法GB／T 2423．1—89 电工电子产品基本环境试验规程试验A：低温试验方法GB／T 2423．2—89 电工电子产品基本环境试验规程试验B：高温试验方法GB／T 2423．4—93 电工电子产品基本环境试验规程试验Db：交变湿热试验方法GB 3836．1—83 爆炸性环境用防爆电气设备通用要求GB 3836．2—83 爆炸性环境用防爆电气设备隔爆型电气设备“d”GB 3836．3—83 爆炸性环境用防爆电气设备增安型电气设备“e”GB 3836．4—83 爆炸性环境用防爆电气设备本质安全型电路和电气设备“严GB 4066—94 碳酸氢钠干粉灭火剂GB 4208—93 外壳防护等级(2P代码)GB 5099—94 钢质无缝气瓶GB／T 1011l一88 利用随机数骰子进行随机抽样的方法MT 113—85 煤矿井下用非金属(聚合物)制品安全性检验规范3 定义本标准采用下列定义。
自动喷粉抑爆装置成套技术简介20130720
目前许多矿井抽出的低浓度瓦斯是在井下排入回风流中，还有一部分瓦斯是 通过放空管排入大气中。排入井下回风流中的瓦斯不能有效减少井下通风的压 力，对煤矿安全始终存在隐患；排入大气中的瓦斯在多雷区附近上空可能出现火 源的区域是一个重大危险源；低浓度瓦斯利用时，利用端可能产生的火源会使整 个管路中的低浓度瓦斯处于非常危险的状态。因此，低浓度瓦斯的抽采和利用必 须具有能够确保瓦斯输送安全性的技术和设备设施，确保低浓度瓦斯抽采和利用 系统的安全可靠性，否则将可能造成矿毁人亡的重特大恶性事故。
规定煤矿低浓度瓦斯管道输送安全保障系统设计时应遵循阻火泄爆抑爆阻爆多级防护确保安全的基本原则煤矿低浓度瓦斯管道输送系统中靠近可能的火源点发电机组地面排空管口自燃和易自燃煤层采空区抽序号标准编号标准名称实施日期1aq10762009煤矿低浓度瓦斯管道输送安全保障系统设计规范201007012aq10792009瓦斯管道输送自动喷粉抑爆装置通用技术条件201007013aq10722009瓦斯管道输送水封阻火泄爆装置技术条件201007014aq10712009煤矿用非金属瓦斯输送管材安全技术条件201007015aq10732009瓦斯管道输送自动阻爆装置技术条件201007013瓦斯管入口等附近管道上应安设安全保障设施确保管道输送安全
2.2 结构原理
自动喷粉抑爆装置（ZYBG 瓦斯管道输送自动喷粉抑爆装置）实图如 2-1 所 示。结构如图 2-2 所示，主要由紫外火焰传感器、控制器、抑爆器及适配电源组
低浓度瓦斯输送正压管道设计探讨
工
程
２ ０ １ ３年第 ｌ ２期
利用装置至 自动阻爆 装置 间管 道需要 有足 够的强 度 ，用 以 抵抗瓦斯爆 炸产 生 的 冲击力 。与抽 采管 道设 计 压力 一 致 ， 输送管道应能承受 ２ ． ５ ＭＰ ａ的压力 ；其他管道段及附件设计
压力取 １ ． Ｏ ＭＰ ａ 。
管道壁厚按 《 工业金属 管道设计 规范》 中承受 内压直
ｄ＝ ｔ ＋ Ｃ
作 者简介 ：李
磊（ １ ９ ７ ６一） ，男 ，安徽 淮南人 ，硕士、工程师 ，２ ０ ０ ７年毕业 于中国矿业 大学采矿 工程专业 ，主要 从事
瓦斯 治理 和 瓦 斯 利 用 等 方 面 的 科 研 及 设 计 工 作 。
１ ７
煤
Ｃ ＝ Ｃ Ｊ ＋ Ｃ２
炭
虑 管 道 中 瓦 斯 爆 炸 内 压 。排 空 管 至 自动 喷 粉 抑 爆 器 或 瓦 斯
调压器一 电动蝶 阀一瓦斯 专用 阻火器 一 压力传 感器一 火 焰 传 感器一低浓度瓦斯利用装置 。 低浓度瓦斯输送 工艺 流程 的安全 性体 现在 ：既 要能 阻
止 、 扑 灭 管 道 内 爆 炸 火 焰 ，同 时 又 要 避 免 管 道 系 统 运 行 安 全 隐患的产生。
低浓度瓦斯输送工艺 设计 主要依 据 《 煤 矿低 浓度 瓦斯 管道输送 安 全 保 障 系 统 设 计 规 范 》 （ 以下 简 称 “ 安 保 规 范” ） 进行设计 ，将 工艺流程 主要分 为低浓度 瓦斯 安全排 空 系统和低浓度瓦斯利用安全输送系统两部分 。
１ ） 低 浓 度 瓦 斯 安 全 排 空 系 统 ：瓦 斯 抽 采 站 一 安 全 阀一
摘 要 ：为减 少管道 内低 浓度 瓦斯爆 炸 的 灾害 ，保 障矿 井 瓦斯抽采 系统和整 个矿 井不 受 瓦斯
小型煤矿超低浓度瓦斯蓄热氧化供热技术研究
第49卷第1期2021年2月Vol.49No.lFeb.2021煤化工Coal Chemical Industry小型煤矿超低浓度瓦斯蓄热氧化供热技术研究贾晓亮12（1.瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室，重庆400037;2.中煤科工集团重庆研究院有限公司瓦斯研究分院，重庆400037）摘要为利用陕西韩城矿区某小型煤矿抽采的含甲烷体积分数低于8%的低浓度瓦斯，采用现场调研、热量平衡计算相结合的方法,对小型煤矿超低浓度瓦斯蓄热氧化供热技术进行了研究,提出了超低浓度瓦斯蓄热氧化替代燃煤热风炉的技术方案，并分析了该方案的可行性。
研究表明:该方案可满足煤矿井筒加热和建筑物供热需求,节省了燃煤燃烧消耗，每年可利用纯瓦斯259万曲,产生195万元的经济效益，减排C02（当量）3.6万t。
关键词超低浓度瓦斯;蓄热氧化;燃煤热风炉;井筒加热;供暖;煤与瓦斯共采共用文章编号:1005-9598（2021）-01-0026-05中图分类号:TD712/67文献标识码：A引言近年来，我国大气污染形势严峻，区域性大气环境问题日益突出，损害人民群众身体健康，影响社会和谐稳定切。
随着我国工业化、城镇化的深入推进，能源资源消耗持续增加，大气污染防治压力继续加大図。
为切实改善空气质量，国务院印发了《大气污染防治行动计划》（国发[2013137号）。
该计划中明确提到，加快推进集中供热、“煤改气”“煤改电”工程建设，到2017年，除必要保留的以外，地级及以上城市建成区基本淘汰每小时10蒸吨（10t/h）及以下的燃煤锅炉，禁止新建每小时20蒸吨（20t/h）以下的燃煤锅炉；其他地区原则上不再新建每小时10蒸吨（10t/h）以下的燃煤锅炉。
全国用于采暖期煤矿井筒加热的燃煤热风炉数量庞大，而我国煤矿大量的抽采瓦斯因浓度极低、不便利用直接排放曲。
2018年排放的抽采瓦斯量达到77亿m3,其热值相当于943万t标煤的发热量，产生的温室效应相当于1.05亿t二氧化碳，造成较大的能源浪费和环保压力。
编制说明-煤矿低浓度瓦斯管道输送安全保障系统设计规范
GB XXXXX-202x《煤矿低浓度瓦斯管道输送安全保障系统设计规范》（计划编号：20183412-Q-627）编制说明2019年12月17日目次一、工作简况 (1)二、标准编写原则和确定标准主要内容 (1)三、与国际、国外有关法规和标准水平的比对分析 (4)四、与有关现行法律、行政法规和其他强制性标准的关系，配套推荐性标准的情况 (5)五、重大分歧意见的处理过程及依据 (5)六、实施标准可能造成的影响因素及标准实施日期建议 (5)七、实施标准的有关政策措施 (5)八、是否需要通报的建议及理由 (6)九、废止现行有关标准的建议 (6)十、涉及专利的有关说明 (6)十一、其他应予说明的事项 (6)GB XXXXX-202x《煤矿低浓度瓦斯管道输送安全保障系统设计规范》编制说明一、工作简况1、任务来源任务来源于《国家标准化管理委员会关于下达和调整<汽车禁用物质要求>等60项强制性国家标准制修订计划的通知》（国标委发〔2018〕82号），计划编号：20183412-Q-627。
2、目的意义我国煤矿抽采的大量瓦斯中，浓度小于30%的低浓度瓦斯占比超过一半，对其进行安全利用不仅可以大大增加清洁能源，而且还能减少温室气体排放。
但在利用中需要管道输送时可能会造成管道瓦斯爆炸，存在重大安全风险。
为防止管道瓦斯爆炸以及控制爆炸传播，首先需从低浓度瓦斯管道输送的安全保障系统设计方面提出严格要求，对安全保障设施的组合安设方式、相关安全技术参数、管道材质及其他安全措施等方面提出最低限度的强制规定，是保障低浓度瓦斯管道输送安全的基本要求。
2009年颁布的包括《煤矿低浓度瓦斯管道输送安全保障系统设计规范》（AQ1076-2009）在内的系列标准极大促进了我国煤矿低浓度瓦斯安全利用。
随着标准10余年的执行和技术的不断发展，AQ1076-2009也需要修订。
根据2017年“强制性标准整合精简结论”，确定该标准上升为强制性国家标准。
瓦斯输送管道自动抑爆技术
瓦斯输送管道自动抑爆技术祝钊1，2，李伟1，2，陈骋1，2，白雪1，2，吴北平1，2（1．煤炭科学研究总院沈阳研究院，辽宁沈阳110016；2．煤矿安全技术国家重点实验室，辽宁抚顺113122）摘要：为了提高瓦斯输送管道的安全性，在矿井瓦斯输送管道中引入自动抑爆技术，将火焰探测技术与自动喷洒控制技术相结合，实现瓦斯输送管道的主动抑爆。
选取CO2灭火剂为抑爆喷洒的灭火介质，进一步提高了抑爆系统的可靠性与灭火质量。
通过实验室模拟试验证明抑爆装置能够快速捕捉火焰信息并迅速喷洒灭火介质，抑爆喷洒器6m外无火焰信息。
关键词：瓦斯输送；自动抑爆；火焰探测；CO2灭火中图分类号：TD684文献标志码：B中图分类号：1003－496X（2012）02－0040－03 Automatic Explosion Suppression Technology of Gas Transmission PipelineZHU Zhao1，2，LI Wei1，2，CHEN Cheng1，2，BAI Xue1，2，WU Bei－ping1，2（1．Shenyang Research Branch of China Coal Research Institute，Shenyang110016，China；2．Laboratory of Coal Mine SafetyTechnology，Fushun113122，China）Abstract：In order to improve the safety of gas pipeline，automatic explosion suppression technology is introduced to the gas transmis-sion pipeline．Combining flame detection technology with automatic sprinkling control technology，active explosion suppression of the transmission gas pipeline is achieved．Taking the carbon dioxide extinguishing agent as the extinguishing medium of the explosion sup-pression sprinklers，the reliability and extinguishing quality of explosion suppression system can be further improved．Laboratory simu-lation tests prove that explosion suppression device can capture the fire information and sprinkle the extinguishing material quickly．No flame was found6m outside the explosion suppression sprinkler．Key words：gas transmission；automatic explosion suppression；flame detection；carbon dioxide extinguishing煤矿低浓度瓦斯管道输送安全保障系统的设计应遵循“阻火泄爆、抑爆阻爆、多级防护、确保安全”的基本准则［1］。
《煤矿低浓度瓦斯管道输送安全保障系统设计规范》
《煤矿低浓度瓦斯管道输送安全保障系统设计规范》ICS 13.100D 09备案号:27425—2010AQ 中华人民共和国安全生产行业标准AQ 1076—2009煤矿低浓度瓦斯管道输送安全保障系统设计规范Code for security system design of low concentration gaspipeline transportation of coal mine2010-07-01实施 2009-12-11发布发布国家安全生产监督管理总局AQ 1076—2009目次前言 ..................................................................... .......... II 1 范围 ..................................................................... ........ 1 2 规范性引用文件 (1)3 术语和定义 ..................................................................... .. 1 4 基本规定 ..................................................................... .... 2 5 安全设施 ..................................................................... .... 2 6 其他 ..................................................................... (4)IAQ 1076—2009前言本标准全部内容为强制性的。
本标准由中华人民共和国国家发展和改革委员会、国家安全生产监督管理总局提出。
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•
三、技术措施
•水封阻火泄爆装置
瓦斯气体输送方向→
泄爆 口
←爆炸波传播方向
金属 网
水
☆泄爆装置。 ☆水位监控。 ☆金属分流网 。
低浓度瓦斯重庆煤科院 输送管道隔爆、抑爆装
置
2020年5月26日星期二
一、背 景
近些年我国煤矿瓦斯抽采量迅速上升，2005年23.5 亿m3，2008年已达到52亿m3。然而，约80%的瓦 斯是采用卸压抽和采空区抽瓦斯的方法获得，抽出 瓦斯的浓度较低，55%以上的抽采瓦斯浓度低于 30%（定义为低浓度瓦斯）。
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四、试验情况
试验任务
管道中低浓度瓦斯燃烧爆炸传播规律及阻爆特性
DN500 DN700管道火焰传播速度曲线图
•
四、试验情况
试验任务
水封阻火泄爆装置试验
• DN500泄爆片冲破瞬间
火源不能通过
• DN500火焰压力从泄爆口释放情 况
•
四、试验情况
试验任务
水封阻火泄爆装置试验
• DN500水封阻火泄爆装置内爆炸 情况
•
三、技术措施
•粉剂自动喷粉抑爆装置
1、抑爆装置喷嘴 2、抑爆装置贮粉筒
3、灭火剂缓冲器 4、气体发生器
5、接线端
6、电缆线
7、控制器 8、紫外火焰传感器
•
三、技术措施
•阻爆泄爆装置
瓦斯气流动 爆方炸向波传播方
向
采用光电火焰传 感器、压力控制 传感器、机电联 动器联合控制自 动阻爆装置动作
•
三、技术措施
确保低浓度瓦斯在其他环节不遇到火源。
在输送管道系统中应设置安全监测控制设施； 阻火、泄爆、抑爆、阻爆、监测控制、非金属
管等相关产品性能、功能、质量和安装等要求 均应符合本系列相关产品标准的要求。
•
四、试验情况
试验系统
数据采集系统（测试系统 ，火焰、压力等传感器）
监测 控制 数据 采集 系统
6&7.火焰速度监测点（1对）8.水雾发生器 9.阻火观察窗 10.火焰监测点
•
11.水泵流量表 12.水压力表13.水泵 14.水池 15.旋风脱水器 16.
重力脱水器 17.阀门 18.发电机组
对于DN500当输送管道较长（长于100m）时，管道细水雾
可有效熄灭爆炸火焰，可全部使用不带导流板的水雾发生器
•
三、技术措施
确保排空管燃烧爆炸不向 管路方向传播措施
1.火焰传感器
2. 压力传感器 3. 水封式阻火泄爆装置
4.自动喷粉抑爆装置 5. 泄爆器
6. 阻爆阀门
7. 截止阀
排空管设计应符合相关要求，并安装防雷设施； 靠进气侧分别安装水封阻火泄爆3、粉剂抑爆4、 阻爆泄爆5、6、7三级安全装置，确保排空管燃烧 爆炸波不向管路方向传播。
•
四、试验情况
试验系统
管道试验系统（管道、配气和搅拌装置） 试验管道： 设计压力2.5MPa 。DN500mm管道 长66.5m， DN700mm管道长 93.1m。
•
四、试验情况
试验系统
细水雾管道试验系统。
•
四、试验情况
试验任务
管道中低浓度瓦斯燃烧爆炸传播规律及阻爆特性
DN500 DN700管道压力峰值曲线图
。
•
•四、试验情况
试验任务
自动阻爆器试验 结果表明：起
爆点在20m以 外均可成功阻 断火源。
•
•五、制定标准
已形成系列技术标准报批稿
《煤矿低浓度瓦斯输送管道安全保障系统设计规范》 《煤矿瓦斯往复式内燃机发电站安全技术要求》 《煤矿瓦斯往复式内燃机驱动的交流发电机组通用技术条件
》
《煤矿用非金属瓦斯抽放管通用技术条件》 《煤矿低浓度瓦斯与细水雾混合输送系统技术规范》 《煤矿低浓度瓦斯气水二相流安全输送系统技术规范》 《瓦斯输送管道自动喷粉抑爆装置通用技术条件》 《煤矿低浓度瓦斯输送管道用泄爆、防回火器技术条件》 《煤矿低浓度瓦斯输送管道用自动快速切断装置技术条件》 《煤矿瓦斯输送管道金属波纹带阻火器通• 用技术条件》
发动机阻火防爆示意图 1、金属波纹带阻火器 2、电磁阀 3、调压阀 4、防爆止回阀 5、瓦斯与空气增压中冷装置 6、金属波纹带阻火器 7、燃烧室
重点依靠1和6两级阻火器减弱火源和爆炸波向瓦斯管方向传播
•
脱水 器
三、技术措施
确保内燃机组管燃烧爆炸 不向外传播措施
1、脱水器 2、火焰传感器 3、压力传感器 4、水封式阻火泄爆装置 5、抑爆装置 6、泄爆器 7、阻爆阀门 8、截止阀
低浓度瓦斯即使不利用，在排放、输送和抽采 过程同样存在重大安全隐患；因而国外基本上 不抽低浓度瓦斯，而我国近期内难以做到；
因而，研究低浓度瓦斯抽采、输送、利用、排 放环节的安全保障技术并形成系列标准能有效 规范低浓度瓦斯抽采、排放、输送和发电利用 各环节的安全行为，促进瓦斯抽采利用产业的 迅速发展，提升中国节能减排的技术水平。
•
三、技术措施
确保低浓度瓦斯在其他环节不遇到火源 。
安全设施安设段管道应选用钢管，其他输送管道 可选用非金属管；瓦斯输送管应采取防腐蚀、防 漏气、防砸坏、防静电等措施。
瓦斯输送管道与地面或地下建筑物、构筑物或其 他管线应安全距离应符合相关规范要求。
瓦斯抽采泵房、输气站加压机房和低浓度瓦斯管 道系统中所选用的电器设备、仪表均应满足矿用 防爆要求。非防爆设备和仪表应集中安设到专门 的仪表间（或配电间），并采取相应的隔离措施 和消防措施。
•
三、技术措施
确保低浓度瓦斯在其他环节不遇到火源。
瓦斯利用设施端的输瓦斯管道中应安设防回流 设施，防止抽采泵突然停泵而出现回流。
低浓度瓦斯输送系统不得设置缓冲罐； 加压设备应选择湿式压缩机； 抽采设备应选择湿式抽采泵； 正压输送时，输送压力不宜超过20kPa，安全
设施安设段，管内气体流速不宜大于10m/s；
瓦斯抽采站、输气站建筑和放空管应满足《建 筑物防雷设计规范》的要求，设置防雷设施， 分别装设避雷带或避雷针装置。通往井下的抽 采管路应采取防雷和隔离措施。
地面瓦斯输送管道应采用埋地敷设，特殊情况 需采用架空敷设时，在管道进、出建筑物100m 范围内，应每隔25m左右接地1次，其接地电阻 不应大于20Ω。
低浓度瓦斯接近燃烧爆
炸浓度限，出于安全性考虑
，现行规程规定：浓度低于
30%的瓦斯不得利用。
使得抽采瓦斯的利用
率在逐年下降。不符合节能
减排和循环经济的发展思路
•
一、背 景
近些年低浓度瓦斯发电技术的发展，使得煤矿 利用低浓度瓦斯的积极性高涨，目前全国已安 装数百套瓦斯发电机组，其中不乏利用浓度低 于30%的瓦斯，存在安全隐患；
• DN700水封阻火泄爆装置过火情
况
•
四、试验情况
试验任务
自动喷粉抑爆装置
1—点火源 2、3—自动喷粉抑爆装置传感器 4—抑爆器 5、6、7—测试用火焰传感器
自动抑爆试验示意图
试验结果：单个抑爆器有效灭火抑爆距离≤6m
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四、试验情况
试验任务
细水雾抑爆试验
•
1.罗茨鼓风机 2.天然气减压阀 3.混合器 4.阻火器 5.雷管点火点
•
二、技术思路
前提
浓度低于30%的瓦斯必然存在燃烧和爆炸危险； 瓦斯内燃机发电的原理主要是利用瓦斯的爆炸特性；
低浓度瓦斯输送及内燃机发电系统示意
抽 瓦 斯 泵
内 燃 机 组
排 空 管
输 送 管
低 浓 度
瓦 斯 源
•
二、技术思路
技术关键
控制内燃机内部的爆炸仅局限于内燃机内部， 确保不向外传播蔓延；
控制井下低浓度瓦斯抽采过程中尽可能避免遇 到火源，万一遇到火源也要确保燃烧爆炸不向 输送管路中传播蔓延；
控制低浓度瓦斯排放过程尽可能避免遇到火源 ，万一遇到火源也要确保燃烧爆炸不向输送管 路中传播蔓延；
确保低浓度瓦斯在其他环节不遇到火源。
•
三、技术措施
内燃机内部控制燃烧爆炸不向外传播措施
金属波纹带阻 火器
•六、结束语
标准尚待审批，规程障碍有待解决。 成果适用于输送管径为700mm以内。保井下低浓度瓦斯抽采遇火 燃烧爆炸不向输送管路中传播
井下自燃煤层低浓度瓦斯抽采时 ，应采取控制发火的相应措施；
在靠近抽采管入口100m以内的 管道上开始安设自动喷粉抑爆装 置，每组抑爆装置需安设2个喷 粉罐，至少安设2组，组间距离 小于100m。
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三、技术措施
确保低浓度瓦斯在其他环节不遇到火源。