RU2333362C1 - Automatic system for detection and suppression of explosions of methane and coal dust in working faces at early stages - Google Patents

Abstract

FIELD: mining.

SUBSTANCE: invention relates to the mining industry and is used for detection and suppression of explosions of methane and coal dust in working faces at early stages. The automatic system includes pyrometric sensors 1 with lenses 7, explosion suppression units 2 with nozzles 3 and control unit 4. The system is mounted on the mining machine, explosion suppression units 2 are mounted at either side of jib 5 of the mining machine and nozzles 3 are directed towards actuator 6 of the mining machine. Lenses 7 of pyrometric sensors 1 are located at a greater distance from actuator 6 of the mining machine than nozzles 3 of explosion suppression units 2. Such arrangement of the system enables to suppress fire hazard within a very short period of time.

EFFECT: prevention of inflammation and explosions of methane and coal dust in working faces, increase of safety of drifting operations and reduction of accident rate among workers.

2 dwg

Description

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, в частности к угольной, и может быть использовано на угольных шахтах для обнаружения и подавления взрывов метана и угольной пыли на ранней стадии возникновения в проходческих забоях, вызванных фрикционным искрением резцов рабочего органа проходческого комбайна.The invention relates to the mining industry, in particular to coal, and can be used in coal mines to detect and suppress explosions of methane and coal dust at an early stage of occurrence in tunnel faces, caused by frictional sparking of cutters of the working body of a tunneling machine.

Известен пирометрический датчик (патент РФ №2109345, кл. G08B 17/12, опубл. 1998.04.20), включающий объектив, который фокусирует тепловое излучение на фотодетекторе внутри корпуса датчика. Пирометрический датчик предназначен для обнаружения возгорания по инфракрасному излучению источника повышенной температуры и может быть использован в автоматических системах пожарной сигнализации, однако в настоящее время он не применяется для обнаружения возгораний в проходческих забоях.Known pyrometric sensor (RF patent No. 2109345, class G08B 17/12, publ. 1998.04.20), including a lens that focuses the thermal radiation on the photodetector inside the sensor housing. The pyrometric sensor is designed to detect a fire by infrared radiation of a source of elevated temperature and can be used in automatic fire alarm systems, however, it is not currently used to detect fires in tunnel faces.

Известно взрывоподавляющее устройство (патент РФ №2070967, кл. E21F 5/00, опубл. 1996.12.27). Оно предназначено для гашения вспышек метана и угольной пыли на ранней стадии возникновения горения, однако в настоящее время оно не применяется для гашения возгораний в проходческих забоях.Known explosive suppression device (RF patent No. 2070967, class E21F 5/00, publ. 1996.12.27). It is designed to extinguish flashes of methane and coal dust at an early stage of combustion, however, at present it is not used to extinguish fires in tunnel faces.

Известна автоматическая система взрывоподавления - локализации взрывов [«Автоматическая система взрывоподавления - локализации взрывов» (АСВП-ЛВ), ЗАО «Межведомственная комиссия по взрывному делу» при Академии горных наук (ЗАО «МВК по ВД при АГН»), Москва, ул.Новорязанская, 16], включающая приемный щит автономного командного устройства, выносные штанги, устройство срабатывания устройства локализации взрыва, промежуточную камеру и бункер устройства локализации взрыва, огнетушащий порошок.The automatic system of explosion suppression - localization of explosions is known ["Automatic system of explosion suppression - localization of explosions" (ASVP-LV), CJSC Interdepartmental Commission for Explosive Affairs at the Academy of Mining Sciences (CJSC MVK VD at AGN), Moscow, ul.Novoryazanskaya , 16], including the receiving shield of an autonomous command device, remote rods, a device for activating an explosion localization device, an intermediate chamber and a hopper for an explosion localization device, fire extinguishing powder.

Недостатками известной системы является то, что она предназначена для стационарной установки в горной выработке через определенное расстояние, а также то, что автоматическая система взрывоподавления - локализации взрывов реагирует на ударную волну взрыва, т.е. взрыв должен пройти стадию вспышки, что не исключает прорыва взрыва за защищаемую зону устройства, а также нанесение взрывом и ударной волной материального ущерба и человеческих жертв.The disadvantages of the known system is that it is designed for stationary installation in a mine through a certain distance, as well as the fact that the automatic system of explosion suppression - localization of explosions responds to the shock wave of the explosion, i.e. the explosion must go through the flash stage, which does not exclude a breakthrough of the explosion beyond the protected area of the device, as well as the application of the explosion and shock wave of material damage and human casualties.

Известна система локализации взрывов СЛВА [«Система локализации взрывов СЛВА», ООО «Штрих-М», 653033, Кемеровская область, г.Прокопьевск, пр-т Гагарина, 26, КУЗНИУИ, горный корпус, офис 8], принятая за прототип, включающая датчик пламени компактный ДПК, устройство подавления взрыва УПВ-ЗОП, блок сопряжения с пускателем БСП, коробка распределительная КР.The known localization system for explosions SLVA ["Localization system for explosions SLVA", LLC "Shtrikh-M", 653033, Kemerovo region, Prokopyevsk, 26, Gagarina avenue, KUZNIUI, mountain building, office 8], adopted as a prototype, including compact flame detector DPK, UPV-ZOP explosion suppression device, interface unit with a BSP starter, distribution box KR.

Недостатками известного технического решения, принятого за прототип, является то, что оно имеет низкую чувствительность, а также предназначено для стационарной установки в выработке, т.е. оно не мобильно и требует или периодического переноса в новое место, или установки дополнительно таких же устройств.The disadvantages of the known technical solution adopted for the prototype is that it has a low sensitivity, and is also intended for stationary installation in the development, i.e. it is not mobile and requires either periodic transfer to a new location, or the installation of additionally the same devices.

Задачами заявляемого технического решения являются обнаружение на ранней стадии возникновения и предотвращение распространения возгораний и взрывов метана и угольной пыли из забоя по выработке, предотвращение материального ущерба вследствие взрыва, гашение возгорания и взрыва метана и угольной пыли в начальной стадии без необходимости перемонтажа системы, снижение травматизма и гибели рабочих.The objectives of the proposed technical solution are to detect at an early stage of occurrence and to prevent the spread of fires and explosions of methane and coal dust from the bottom of the production, to prevent material damage due to the explosion, to extinguish the fire and explosion of methane and coal dust in the initial stage without the need to remount the system, reduce injuries and the deaths of workers.

Технический результат заявляемого изобретения - обнаружение и предотвращение распространения возгораний и взрывов метана и угольной пыли по выработке, предотвращение материального ущерба вследствие взрыва, гашение возгораний и взрывов в начальной стадии без необходимости перемонтажа системы, повышение безопасности ведения проходческих работ, снижение травматизма и гибели рабочих.The technical result of the claimed invention is the detection and prevention of the spread of fires and explosions of methane and coal dust in production, the prevention of material damage due to the explosion, the extinction of fires and explosions in the initial stage without the need to remount the system, improving the safety of tunneling, reducing injuries and death of workers.

Указанные задачи достигаются тем, что в автоматической системе обнаружения и подавления на ранней стадии возникновения взрывов метана и угольной пыли в проходческих забоях, включающей пирометрические датчики с объективами, взрывоподавляющие устройства с соплами и блок управления, взрывоподавляющие устройства расположены по обеим сторонам стрелы проходческого комбайна и направлены соплами в сторону исполнительного органа проходческого комбайна, а пирометрические датчики размещены на внешней стороне корпуса взрывоподавляющих устройств и направлены своими объективами в сторону исполнительного органа проходческого комбайна, причем объективы пирометрических датчиков находятся на большем расстоянии от исполнительного органа проходческого комбайна, чем сопла взрывоподавляющих устройств.These tasks are achieved by the fact that in the automatic detection and suppression system at an early stage of the occurrence of methane and coal dust explosions in the faces, including pyrometric sensors with lenses, explosion suppression devices with nozzles and a control unit, explosion suppression devices are located on both sides of the boom of the tunneling machine and are directed nozzles in the direction of the executive body of the roadheader, and pyrometric sensors are located on the outside of the housing of the explosion suppression devices operatio ns and their lenses directed towards the executive roadheader, wherein the lenses of pyrometric sensors are at a greater distance from the actuator body roadheader than vzryvopodavlyayuschih nozzle devices.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен вид сверху на проходческий комбайн с установленной системой, а на фиг.2 показан вид сбоку.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a top view of a tunneling machine with an installed system, and figure 2 shows a side view.

Автоматическая система обнаружения и подавления на ранней стадии возникновения взрывов метана и угольной пыли в проходческих забоях состоит из пирометрических датчиков 1, взрывоподавляющих устройств 2 с соплами 3, блока управления 4. Система установлена на стреле проходческого комбайна 5, взрывоподавляющие устройства 2 расположены по обеим сторонам стрелы 5 проходческого комбайна и направлены соплами 3 в сторону исполнительного органа 6 проходческого комбайна. Пирометрические датчики 1, размещенные на внешней стороне корпуса взрывоподавляющих устройств 2, направлены своими объективами 7 в сторону исполнительного органа 6 проходческого комбайна, причем объективы 7 пирометрических датчиков 1 находятся на большем расстоянии от исполнительного органа 6 проходческого комбайна, чем сопла 3 взрывоподавляющих устройств 2. Такое размещение пирометрических датчиков 1 предотвращает их повреждение струями ингибитора, выбрасываемого через сопла 3 взрывоподавляющих устройств 2, и, кроме того, нежелательное изменение формы струй ингибитора. Блок управления 4 размещен рядом с пультом управления проходческим комбайном.The automatic detection and suppression system at the early stage of the occurrence of methane and coal dust explosions in the faces consists of pyrometric sensors 1, explosive suppression devices 2 with nozzles 3, and a control unit 4. The system is mounted on the boom of the combine harvester 5, explosive suppressors 2 are located on both sides of the boom 5 tunneling machine and directed by nozzles 3 towards the executive body 6 of the tunneling machine. Pyrometric sensors 1 located on the outer side of the housing of the explosive suppression devices 2 are directed by their lenses 7 towards the actuator 6 of the tunneling machine, the lenses 7 of the pyrometric sensors 1 being located at a greater distance from the actuator 6 of the tunneling machine than the nozzle 3 of the explosive suppression devices 2. Such the placement of the pyrometric sensors 1 prevents their damage by the jets of the inhibitor ejected through the nozzles 3 of the explosive suppression devices 2, and, in addition, undesirable change in the shape of the jets of the inhibitor. The control unit 4 is located next to the control panel of the tunneling machine.

Предлагаемая автоматическая система обнаружения и подавления на ранней стадии возникновения взрывов метана и угольной пыли в проходческих забоях работает следующим образом. При возникновении возгорания в поле зрения любого из пирометрических датчиков, т.е. вблизи исполнительного органа 6 проходческого комбайна, на выходах пирометрических датчиков 1 появляются сигналы, свидетельствующие о начале возгорания. Блок управления 4, получив сигналы от пирометрических датчиков 1, формирует сигналы для запуска взрывоподавляющих устройств 2 и отключения электроэнергии в проходческом забое. После запуска взрывоподавляющие устройства 2 с высокой скоростью выбрасывают ингибитор через сопла 3 в сторону исполнительного органа 6 проходческого комбайна и гасят возгорание.The proposed automatic detection and suppression system at an early stage of the occurrence of explosions of methane and coal dust in sinking faces works as follows. If a fire occurs in the field of view of any of the pyrometric sensors, i.e. near the executive body 6 of the tunneling machine, at the outputs of the pyrometric sensors 1 there are signals indicating the onset of ignition. The control unit 4, having received signals from the pyrometric sensors 1, generates signals to start the explosive suppression devices 2 and turn off the electricity in the tunnel face. After starting, the explosive suppression device 2 with high speed eject the inhibitor through the nozzle 3 in the direction of the Executive body 6 tunneling machine and extinguish the fire.

Предотвращение распространения возгораний и взрывов по выработке достигается гашением воспламенения в начальной стадии с помощью быстродействующих взрывоподавляющих устройств 2.Prevention of the spread of fires and explosions in the production is achieved by extinguishing the ignition in the initial stage using high-speed explosive suppression devices 2.

Предотвращение материального ущерба достигается гашением возгорания метана и угольной пыли до того, как оно перейдет во взрыв.Prevention of material damage is achieved by extinguishing a fire of methane and coal dust before it goes into an explosion.

Повышение безопасности ведения проходческих работ достигается предотвращением перехода вспышки метана и угольной пыли во взрыв.Improving the safety of tunneling is achieved by preventing the transition of a flash of methane and coal dust into an explosion.

Использование пирометрических датчиков 1, работающих в инфракрасном диапазоне, позволяет по тепловому излучению своевременно распознать возгорание, возникшее вследствие искрения резцов рабочего органа 6 проходческого комбайна.The use of pyrometric sensors 1 operating in the infrared range makes it possible to timely recognize fire due to thermal radiation due to arcing of the cutters of the working body 6 of a roadheader.

Быстрое подавление возгорания достигается за счет использования взрывоподавляющих устройств 2, выбрасывающих с высокой скоростью ингибитор.Rapid suppression of fire is achieved through the use of explosive suppression devices 2, emitting an inhibitor at a high speed.

Снижение травматизма и гибели рабочих достигается тем, что система предотвращает взрыв метана и угольной пыли в проходческом забое.Reducing injuries and deaths of workers is achieved by the fact that the system prevents the explosion of methane and coal dust in the face.

Таким образом, заявляемая автоматическая система обнаружения и подавления на ранней стадии возникновения взрывов метана и угольной пыли в проходческих забоях позволяет достичь защиты от распространения возгораний и взрывов метана и угольной пыли по выработке, возможности ведения проходческих работ без перемонтажа системы, предотвращения материального ущерба вследствие взрыва, гашения возгораний и взрывов в начальной стадии, повышения безопасности ведения проходческих работ, снижения травматизма и гибели рабочих.Thus, the inventive automatic detection and suppression system at an early stage of the occurrence of methane and coal dust explosions in face faces allows you to achieve protection against the spread of fires and explosions of methane and coal dust in production, the possibility of tunneling without remounting the system, to prevent material damage due to the explosion, extinguishing fires and explosions in the initial stage, increasing the safety of tunneling, reducing injuries and deaths of workers.

Claims (1)

Автоматическая система обнаружения и подавления на ранней стадии возникновения взрывов метана и угольной пыли в проходческих забоях, включающая пирометрические датчики с объективами, взрывоподавляющие устройства с соплами и блок управления, отличающаяся тем, что система установлена на проходческом комбайне, взрывоподавляющие устройства расположены по обеим сторонам стрелы проходческого комбайна и направлены соплами в сторону исполнительного органа проходческого комбайна, а пирометрические датчики размещены на внешней стороне корпуса взрывоподавляющих устройств и направлены своими объективами в сторону исполнительного органа проходческого комбайна, причем объективы пирометрических датчиков находятся на большем расстоянии от исполнительного органа проходческого комбайна, чем сопла взрывоподавляющих устройств.An automatic detection and suppression system at an early stage of the occurrence of methane and coal dust explosions in the faces, including pyrometric sensors with lenses, explosion suppression devices with nozzles and a control unit, characterized in that the system is mounted on a tunneling machine, explosion suppression devices are located on both sides of the tunnel boom the combine and directed by nozzles towards the executive body of the tunneling machine, and pyrometric sensors are placed on the outside of the blast of explosive suppression devices and directed by their lenses towards the executive body of the tunneling machine, and the lenses of the pyrometric sensors are located at a greater distance from the executive body of the tunneling machine than the nozzles of the explosion suppressing devices.

Images