CN113495034A - 一种煤矿防爆门的试验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及防爆门检测技术计算和评价领域，具体的说是一种煤矿防爆门的试验方法。该试验方法具体包括以下步骤：步骤1，选取矿井通风机的防爆门开启临界程度作为评估指标，所述评估指标的对象包括通风机和防爆门；步骤2，对所述防爆门开启程度进行指标确定。本发明的有益效果是：本发明的煤矿防爆门的试验方法，通过拉动驱动机构，只要检测到拉力计示数到取能够损坏扇叶的最小的冲击波的破坏力（由风机原厂家提供或者试验单位的检测报告）的1%‑2%，则说明设备配重锤的配重合理，当矿井内***冲击波的破坏力达到了能够损坏通风机扇叶的最小的冲击波的破坏力的1%‑2%时，防爆门会被冲击波冲开，确保通风机的安全。
Description
技术领域
本发明涉及防爆门检测技术计算和评价领域，具体的说是一种煤矿防爆门的试验方法。
背景技术
目前，世界多数主要产煤国家对煤矿风井防爆门的使用制定有强制性规定。我国《煤矿安全规程》规定“装有主要通风机的出风井口应安装防爆门”。美国《地下煤矿的强制性安全标准》（美国《联邦法典》第30卷第75章）规定：“主通风机应由至少一道泄爆墙或防爆门，也或者由泄爆墙和防爆门的组合所保护，且泄爆墙和防爆门应迎着主要***冲击方向设置”。该法规还要求泄爆墙和防爆门的截面积应不小于风井泄爆出口的截面积。美国阿拉巴马州法律要求防爆门应能自行闭合。加拿大《煤矿职业健康与安全规程》（SOR/90-97）规定：“主通风机房应配置泄压门或其他易于被***冲开的泄爆装置”。南非、澳大利亚新南威尔士州规定应采取有效措施保护主通风机免遭***损毁。
目前，国内外尚无煤矿风井防爆门设计规范和标准。美国、澳大利亚等国煤矿风井防爆门设计主要依据美国消防协会制定的《爆燃泄放防爆标准（NFPA68-2007）》。在新西兰派克河煤矿***事故之后，NFPA68标准的适用性开始受到关注和置疑。相关标准还有我国国家标准《粉尘***泄压指南（GB/T 15605-2008）》、德国工程师协会制定的《粉尘***泄压（VDI 3673- 2002）》等，均不能直接用于风井防爆门设计，当然也就不能用于防爆门的试验。
煤矿防爆门的作用共计两条：
1、正常情况下，防止漏风，保证矿井的通风安全：煤矿井下采用抽出式通风方法：正常情况下，新鲜风流沿着进风口进入矿井，洗涮井下各个用风点后变成乏风，进入总回风巷，再进入回风井至回风井上口，在风井上口，受到防爆门的阻拦，进入地面的回风风道，流经通风机后，排入大气中。
2、特殊情况下，当井下发生***时，受冲击波作用，防爆门打开，确保通风机的安全。
以上述理论构建物理和数学模型，当井下发生***时，如果防爆门打不开，则冲击波势必打碎通风机的扇叶。井下的冲击波计算在博士论文《煤矿立风井防爆门安全防护理论与技术研究》（宋维宾）已经给出，研究风井防爆门的安全防护问题，首先要对风井中可能发生冲击波的强弱作出科学合理的预测。由于矿井规模、巷道布置、爆源位置、***介质类型和数量、安全管理水平等因素存在着极大的不确定性，直接从***本身出发，利用理论分析、数值模拟、经验公式等方法来预测冲击波参数是相当困难的，且每次冲击波大小均不相同，即使算出结果，对防爆门的试验没有意义。
因此，避开上述物理和数学模型的***模型势在必行。
经研究发现：尽管冲击波存在破坏力很难计算等诸多问题，且每次冲击波的破坏力大小不一致等诸多问题，但是能够损坏扇叶的最小的冲击波的破坏力仅与扇叶本身的物理参数（即扇叶本身的材料、所处环境、安装方法等因素）有关。
发明内容
针对现有技术中存在的上述不足之处，本发明要解决的技术问题是提供一种煤矿防爆门开启临界程度的试验方法。
本发明的方法通过拉动驱动机构（手拉葫）拉动防爆门，只要检测到拉力计示数到取能够损坏扇叶的最小的冲击波的破坏力（由风机原厂家提供或者试验单位的检测报告提供数据）的1% - 2%，则说明设备配重锤的配重合理，当矿井内***冲击波的破坏力达到了能够损坏通风机扇叶的最小的冲击波的破坏力的1% - 2%时，防爆门会被冲击波冲开，确保通风机的安全。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种煤矿防爆门的试验方法，该试验方法具体包括以下步骤：
步骤1，选取矿井通风机的防爆门开启程度作为评估指标，所述评估指标的对象包括通风机和防爆门；
步骤2，对所述防爆门开启程度进行指标确定；
步骤3，对步骤2确定的所述指标进行指标量化与分级，并确定所述指标的参考性；
步骤4，建立煤矿防爆门的试验方法的指标体系及评价模型，以定量检测的方法确保风机扇叶安全稳定的运行。
步骤2中对所述防爆门开启程度进行指标确定，包括以下步骤：
S1：防爆门处于平衡状态时，受自身的重力和平衡锤的拉力以及基础座的支撑力，取能够损坏扇叶的最小的冲击波的破坏力的1% - 2%作为标准，在盖板上挂一根钢丝绳和拉力计，拉力计的另一端挂在一个驱动机构（手拉葫）上；
S2：拉动驱动机构（手拉葫），只要检测到拉力计示数到取能够损坏扇叶的最小的冲击波的破坏力的1% - 2%，则说明配重锤的配重合理，如果小于1%，说明配重锤的配重太重，需要减少配重，如果大于2%，说明配重锤的配重太轻，需要补装配重。
上述步骤也是通过选取能够损坏扇叶的最小的冲击波的破坏力为研究对象建立的模型。
本发明的有益效果是：本发明的煤矿防爆门的试验方法，通过拉动驱动装置（手拉葫），只要检测到拉力计示数到取能够损坏扇叶的最小的冲击波的破坏力（由风机原厂家提供或者试验单位的检测报告）的1% - 2%，则说明设备配重锤的配重合理，当矿井内***冲击波的破坏力达到了能够损坏通风机扇叶的最小的冲击波的破坏力的1% - 2%时，防爆门会被冲击波冲开，确保通风机的安全，通过拉动手拉葫，只要检测到如果拉力计示数到小于取能够损坏扇叶的最小的冲击波的破坏力（由风机原厂家提供或者试验单位的检测报告）1%时，说明配重锤的配重太重，矿井内的冲击波很容易冲开防爆门，但是依据经验，井下如果发生风流紊乱或者地面主通风机停风后，会直接导致防爆门再短时间（一般小于10min）内开启，造成全矿通风短路，不利于矿井的通风机管理，因此需要减少配重；如果大于2%，说明配重太轻，需要补装配重锤的配重，煤矿井下一旦发生***，其后一般接连发生其它方面的连锁***冲击，这些一些列的冲击波冲开防爆门的同时也对通风机的扇叶造成不同程度的冲击损坏；通过本发明的试验方法能够精准控制矿井内的冲击波能够冲开防爆门的受力，在保证矿井内的通风机不会受到冲击损坏的同时，又能保证防爆门不会轻易被防爆门冲开，防止漏风，保证矿井的通风安全。
附图说明
图1为本发明的一种煤矿防爆门的试验方法的整体流程图。
图2为本发明的一种煤矿防爆门的试验方法的实施状态正视图。
图3为本发明的一种煤矿防爆门的试验方法的实施状态俯视图。
图4为煤矿防爆门***原理。
图5为防爆门处于静止状态的受力分析图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
如图1-4所示，一种煤矿防爆门的试验方法，该试验方法具体包括以下步骤：
步骤1，选取矿井通风机的防爆门开启程度作为评估指标，所述评估指标的对象包括通风机和防爆门；
步骤2，对所述防爆门开启程度进行指标确定；
步骤3，对步骤2确定的所述指标进行指标量化与分级，并确定所述指标的参考性；
步骤4，建立煤矿防爆门的试验方法的指标体系及评价模型，以定量检测的方法确保风机扇叶安全稳定的运行。
步骤2中对所述防爆门开启程度进行指标确定，包括以下步骤：
S1：防爆门处于平衡状态时，受自身的重力和平衡锤的拉力以及基础座的支撑力，取能够损坏扇叶的最小的冲击波的破坏力的1% - 2%作为标准，在盖板上挂一根钢丝绳和拉力计，拉力计的另一端挂在一个1T的手拉葫上；
S2：拉动手拉葫，只要检测到拉力计示数到取能够损坏扇叶的最小的冲击波的破坏力（由风机原厂家提供或者试验单位的检测报告）的1%-2%，则说明配重锤的配重合理，如果小于1%，说明配重锤的配重太重，需要减少配重，如果大于2%，说明配重锤的配重太轻，需要补装配重。
依照多年经验现场，配重与防爆门的重力差太小，则存在正常运行时防爆门容易张开的风险，如果如果配重与防爆门的重力差太大，则存在井下发生***时，由于防爆门不容易张开，冲击波的破坏力直接冲击扇叶，并对其造成损害，甚至破坏。经调研周边矿井的地面防爆门***，结合材料力学等多门学科进行分析，发现不同公司，不同通风机扇叶的抗拉强度大约在35MPa-65MPa之间，因此选取其数值的1% - 2%作为开启防爆门的标准，能够损坏扇叶的最小的冲击波的破坏力由扇叶的材料力学等方面决定，扇叶一旦完成生产，其最小的破坏力取决于抗拉强度，具体数据由风机原厂家或者试验单位的检测报告提供。
以此临界度作为保护扇叶的基本技术指标。静态情况下，防爆门处于静止状态，其受力分析如图5所示：
图中：mFg表示风门的重力；
mpg表示配重锤的重力；
Fc表示检测拉力（本次检测方案的目标）；
N表示防爆门框架对防爆门的支撑力（变化的力，对检测结果不影响）。
停风状态下，启动驱动机构（手拉葫）拉动防爆门，此时防爆门受到自身的重力，配重的拉力，框架基础的支撑力和外加检测目标拉力，忽略一些阻力的影响。
上述步骤也是取能够损坏扇叶的最小的冲击波的破坏力为研究对象，建立的模型。
本发明的煤矿防爆门的试验方法，通过拉动手拉葫，只要检测到拉力计示数到取能够损坏扇叶的最小的冲击波的破坏力（由风机原厂家提供或者试验单位的检测报告）的1% - 2%，则说明设备配重锤的配重合理，当矿井内***冲击波的破坏力达到了能够损坏通风机扇叶的最小的冲击波的破坏力的1% - 2%时，防爆门会被冲击波冲开，确保通风机的安全，通过拉动手拉葫，只要检测到如果拉力计示数到小于取能够损坏扇叶的最小的冲击波的破坏力（由风机原厂家提供或者试验单位的检测报告）1%时，说明配重锤的配重太重，矿井内的冲击波太容易冲开防爆门，需要减少配重；如果大于2%，说明配重太轻，需要补装配重锤的配重，矿井内的冲击波很难冲开防爆门，易对通风机的扇叶造成冲击损坏；通过本发明的试验方法能够精准控制矿井内的冲击波能够冲开防爆门的受力，在保证矿井内的通风机不会受到冲击损坏的同时，又能保证防爆门不会轻易被防爆门冲开，防止漏风，保证矿井的通风安全。
以上所述仅为本发明较佳的实施方式, 并非用以限定本发明的权利范围；同时以上的描述，对于相关技术领域专门人士应可理解及实施，因此凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等, 均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种煤矿防爆门的试验方法，其特征在于该试验方法具体包括以下步骤：
步骤1，选取矿井通风机的防爆门开启程度作为评估指标，所述评估指标的对象包括通风机和防爆门；
步骤2，对所述防爆门开启程度进行指标确定；
步骤3，对步骤2确定的所述指标进行指标量化与分级，并确定所述指标的参考性；
步骤4，建立煤矿防爆门的试验方法的指标体系及评价模型，以定量检测的方法确保风机扇叶安全稳定的运行。
2.根据权利要求1所述的一种煤矿防爆门的试验方法，其特征在于，步骤2中对所述防爆门开启程度进行指标确定，包括以下步骤：
S1：防爆门处于平衡状态时，受自身的重力和平衡锤的拉力以及基础座的支撑力，取能够损坏扇叶的最小的冲击波的破坏力的1% - 2%作为标准，在盖板上挂一根钢丝绳和拉力计，拉力计的另一端挂在一个驱动机构上；
S2：拉动驱动装置，只要检测到拉力计示数到取能够损坏扇叶的最小的冲击波的破坏力的1%-2%，则说明配重锤的配重合理，如果小于1%，说明配重锤的配重太重，需要减少配重，如果大于2%，说明配重锤的配重太轻，需要补装配重。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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