Устройство контроля пылевзрывобезопасности горных выработок Российский патент 2004 года по МПК E21F5/00 

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к технике безопасности при ведении горных работ, и может быть использовано для экспресс-оценки опасности взрыва отложений угольной пыли в горных выработках и качества осланцевания, при разработке и проведении мероприятий по предупреждению взрывов угольной пыли, которые должны осуществляться согласно графикам, составляемым на основании установленных нижних пределов взрываемости угольной пыли и интенсивности пылеотложения в выработках и др.

Известно устройство контроля пылевзрывобезопасности горных выработок по изменению отражательной способности исследуемой поверхности выработки (авторское свидетельство СССР № 1608353, кл. Е 21 F 5/00, опубл. 1990 г.). Устройство состоит из измерительного зонда цилиндрической формы и электронного блока. Принцип действия известного устройства заключается в том, что контроль ведут по потоку оптического излучения, отраженного от поверхности, регистрируемый сигнал которого пропорционален поверхностной плотности осевшей угольной пыли.

Основным недостатком известного устройства является невысокая точность, т.к. контроль осуществляется по косвенному показателю, зависящему от многих факторов.

Известен пылемер, в основу работы которого положен объемно-денситометрический метод измерения (авторское свидетельство СССР № 208327, кл. G 01 N 15/02, опубл. 1968 г.). Известный пылемер содержит корпус, в котором помещены источник и приемник света, вторичный прибор, фильтрованная лента с защитной пленкой, классификатор пыли и насосное устройство. Известный прибор позволяет измерить запыленность воздушного потока и пылеотложение в горных выработках. Принцип действия его заключается в том, что обработанную пробу пыли с помощью насоса распыляют внутри прибора и затем осаждают на фильтрованную ленту. Контроль опасности пылеотложения ведут по светопоглащающей способности пятна пыли на ленте.

Основным недостатком известного прибора является низкая точность измерения, т.к. на получаемый результат существенное влияние оказывают такие факторы, как петрографический состав угля, влажность и зольность. Минимальная погрешность измерения по данному методу может достигать ±15%.

Предложено устройство контроля пылевзрывобезопасности горных выработок, содержащее насос для распыления пробы пыли.

Отличием устройства является то, что оно снабжено взрывной камерой с воспламенителем и системами подачи напряжения на воспламенитель и регистрации взрывов, пламегасительной камерой и пневмоаккумулятором, соединенным с насосом, причем взрывная камера снабжена сеткой для размещения пробы пыли и через указанную сетку соединена с пневмоаккумулятором, а через пламегасительную камеру - с всасывающей полостью насоса. Система регистрации взрывов может содержать фоторезисторы, установленные во взрывной камере, и индикатор пламени, соединенный с ними. Отличием является также то, что всасывающая полость насоса совмещена с его поршневой полостью и через клапаны сообщена с пневмоаккумулятором и пламегасительной камерой, причем пневмоаккумулятор соединен с взрывной камерой через клапан, сблокированный с системой подачи напряжения на воспламенитель.

Принцип действия устройства заключается в том, что оценку взрыве-опасности пылеотложения производят путем создания условий для воспламенения пробы пыли непосредственно в малообъемной взрывной камере, встроенной в устройство. При воспламенении пыли пылеотложение в выработке считают взрывоопасным, а при отсутствии такового - не взрывоопасным. Устройство позволяет непосредственно на месте однозначно с высокой точностью контролировать пылевзрывобезопасность выработок с учетом всех факторов, имеющихся на месте проведения исследований.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где приведена принципиальная схема устройства контроля пылевзрывобезопасности горных выработок.

Устройство содержит малообъемную взрывную камеру 1, внутри которой с противоположных торцов установлены воспламенитель 2 и сетка 3 для пробы пыли, а в стенки встроены фоторезисторы 4. Воспламенитель через тумблер 5 соединен с системой 6 подачи напряжения, которая питается от источника 7. Фоторезисторы 4 через индикатор пламени 8 подключены непосредственно к источнику питания 7. Система подачи напряжения на воспламенитель и источник питания могут быть приняты аналогичными схеме питания взрывных машинок типа KM - 1000 (В.В.Тормасов и др. Электрические взрывные устройства и приборы контроля. Красноярск, 1972 г., с. 77-79). Воспламенитель 2 может быть выполненным в виде спирали накаливания или в виде искрообразователя. Для гашения избыточного давления, образующегося при взрыве, камера 1 соединена с пламегасительной камерой 9. Устройство снабжено также насосом 10 поршневого типа и соединенным с ним пневмоаккумулятором 11. Всасывающая полость 12 насоса совмещена с его поршневой полостью и соединена через клапан 13 с пламегасительной камерой 9, а через клапан 14 - с пневмоаккумулятором 11. Взрывная камера 1 через сетку 3 соединена с пневмоаккумулятором, причем в соединительном патрубке установлен клапан 15, сблокированный с тумблером 5.

Ниже приведено описание работы устройства. Пробу пыли 16 отбирают с помощью пробоотборника с подложек, установленных в определенных местах или непосредственно с фрагментов выработки, и после соответствующей обработки помещают ее на сетке 3 во взрывную камеру 1. С помощью насоса 10 создают разряжение во взрывной камере 1 и пламегасительной камере 9, при этом при движении поршня насоса вверх во всасывающую полость 12 насоса через клапан 13 из указанных камер отсасывается воздух, а при движении поршня вниз клапан 13 закрывается и воздух из всасывающей полости 12, через клапан 14 поступает в пневмоаккумулятор 11, где создается избыточное давление. При включении источника питания 7 в системе подачи напряжения с помощью накопительных конденсаторов формируется напряжение порядка 1000 В и выдается сигнал о готовности прибора (загорается лампочка 17). При включении тумблера 5 электроток под указанным напряжением поступает на воспламенитель 2 и одновременно открывается сблокированный с ним клапан 15, соединяя пневмоаккумулятор 11 со взрывной камерой 1. Воздух под давлением проходит через сетку 3 и распыляет пробу пыли 16, образуя во взрывной камере пылевое облако. Если пыль взрывоопасная, то во взрывной камере происходит воспламенение ее, и от фотодиодов 4 на индикатор пламени 8 поступает сигнал. Если при этом во взрывной камере создается избыточное давление и пламя, то гашение их происходит в пламегасительной камере 9 и, в крайнем случае, во всасывающей полости 12 насоса. Если пыль не взрывоопасна, то воспламенения не происходит и индикатор пламени не регистрирует его.

Безопасность прибора обеспечивается прочностью камеры, а также тем, что навеска пробы пыли не превышает 5-7 мг и объем взрывной камеры не превышает 20 см³.

Предлагаемое устройство позволяет на месте производить оценку пылевзрывобезопасности горной выработки с учетом всех сопутствующих факторов и с высокой точностью.

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к технике безопасности при ведении горных работ, и может быть использовано для экспресс-оценки опасности взрыва отложений угольной пыли в горных выработках и качества осланцевания. Техническим результатом является повышение точности контроля с учетом всех факторов, имеющих место на месте проведения исследований. Устройство содержит насос для распыления пробы пыли, взрывную камеру с воспламенителем и системами подачи напряжения на воспламенитель и регистрации взрывов, пламегасительную камеру и пневмоаккумулятор, соединенный с насосом. Причем взрывная камера снабжена сеткой для размещения пробы пыли и через указанную сетку соединена с пневмоаккумулятором, а через пламегасительную камеру - с всасывающей полостью насоса. Система регистрации взрывов содержит фоторезисторы, установленные во взрывной камере, и индикатор пламени, соединенный с ними. Всасывающая полость насоса совмещена с его поршневой полостью и через клапаны соединена с пневмоаккумулятором и пламегасительной камерой. Пневмоаккумулятор соединен с взрывной камерой через клапан, сблокированный с системой подачи напряжения на воспламенитель. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Устройство контроля пылевзрывобезопасности горных выработок, содержащее насос для распыления пробы пыли, отличающееся тем, что оно снабжено взрывной камерой с воспламенителем и системами подачи напряжения на воспламенитель и регистрации взрывов, пламегасительной камерой и пневмоаккумулятором, соединенным с насосом, причем взрывная камера снабжена сеткой для размещения пробы пыли и через указанную сетку соединена с пневмоаккумулятором, а через пламегасительную камеру - с всасывающей полостью насоса.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что система регистрации взрывов содержит фоторезисторы, установленные во взрывной камере, и индикатор пламени, соединенный с ними.3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что всасывающая полость насоса совмещена с его поршневой полостью и через клапаны сообщена с пневмоаккумулятором и пламегасительной камерой, причем пневмоаккумулятор соединен с взрывной камерой через клапан, сблокированный с системой подачи напряжения на воспламенитель.