一種瓦斯爆炸沖力檢測裝置與檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及爆破試驗(yàn)裝置與方法的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種專門設(shè)計(jì)的瓦斯爆炸沖力檢測裝置與檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]煤與瓦斯突出是我國煤炭開采中最為嚴(yán)重的災(zāi)害之一。突出發(fā)生時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)力效應(yīng)能夠摧毀生產(chǎn)系統(tǒng)，造成人員傷亡，且易引發(fā)煤塵和瓦斯爆炸等重大事故。因此，要最大限度的降低災(zāi)害的破壞作用，就必須對(duì)煤與瓦斯突出的致災(zāi)機(jī)理進(jìn)行研究，探索有效的災(zāi)害控制方法和措施。
[0003]由于煤與瓦斯突出的復(fù)雜性以及研究方法和手段的限制，國內(nèi)外對(duì)煤與瓦斯突出后的致災(zāi)理論研究較少。突出動(dòng)力災(zāi)害實(shí)驗(yàn)室模擬和現(xiàn)場實(shí)際觀測都存在著無法克服的困難。雖然目前國內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)開展了大量的煤與瓦斯突出實(shí)驗(yàn)，并取得了許多突破性的進(jìn)展，但研究成果大多集中在吸附解吸規(guī)律、煤體破壞規(guī)律、地應(yīng)力作用、型煤參數(shù)等方面，很多問題如煤與瓦斯突出過程中的流體運(yùn)動(dòng)參數(shù)及流動(dòng)狀態(tài)、沖擊波形成機(jī)理及對(duì)主要通風(fēng)設(shè)施的沖擊破壞作用、破壞效果、致災(zāi)條件及預(yù)警防護(hù)等方面的研究比較少，其主要原因有:①由于固氣兩相流問題的復(fù)雜性，目前仍沒有非常成熟的理論成果來解釋兩相流的運(yùn)動(dòng)規(guī)律;②現(xiàn)有的煤與瓦斯突出實(shí)驗(yàn)室突出模型很難達(dá)到現(xiàn)場實(shí)際條件的要求，動(dòng)力效應(yīng)實(shí)驗(yàn)效果不明顯;③突出現(xiàn)場產(chǎn)生動(dòng)力破壞和沖擊的有關(guān)描述不夠詳細(xì)，且由于煤礦安全法規(guī)和安全設(shè)備限制，突出現(xiàn)場圖片和視頻資料很少，不利于問題的研究。以上這些原因?qū)е峦怀鲋聻?zāi)研究方面相對(duì)滯后，人們無法從根本上闡述突出所帶來的危害，更無法直接應(yīng)用理論分析得出的結(jié)論來指導(dǎo)實(shí)踐。實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)是了解煤與瓦斯突出的致災(zāi)及控制條件的可靠途徑，通過動(dòng)力效應(yīng)實(shí)驗(yàn)研究能夠更清楚地認(rèn)識(shí)煤與瓦斯突出致災(zāi)機(jī)理及發(fā)生、發(fā)展規(guī)律，對(duì)有效控制煤與瓦斯突出災(zāi)害具有積極意義。
[0004]我國煤礦眾多，瓦斯事故頻發(fā)，研究瓦斯爆炸的沖力影響，其能導(dǎo)致哪些、何種程度的損傷，礦井的堅(jiān)固程度是否足夠，這些需要先進(jìn)的試驗(yàn)裝置以模擬和分析，而目前本領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)裝置多比較原始，或比較簡單，判斷依據(jù)多為防爆膜是否爆裂，爆裂幾層，爆裂狀況如何等，難以據(jù)此研究爆炸沖擊的具體情況。難以滿足實(shí)際需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明基于現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種能夠具體化、具象化爆炸產(chǎn)生的沖力的實(shí)驗(yàn)裝置，具體的來說，其利用爆炸沖力推動(dòng)滑片運(yùn)動(dòng)，并由攝像器材采集滑片運(yùn)動(dòng)圖像并分析，對(duì)于分析沖力強(qiáng)度，衰減情況，衰減比例、距離、極限，沖力強(qiáng)度的峰值等，都有直觀有效的效果。本發(fā)明具體提出了以下方案:
[0006]一種瓦斯爆炸沖力檢測裝置，其特征在于:
[0007]所述檢測裝置包括緩沖倉、泄爆管、管道、爆破倉、攝像機(jī)部；
[0008]其中，緩沖倉體積為爆破倉的10-30倍，材質(zhì)為鋼制或不銹鋼制，內(nèi)部涂有阻燃材料，外部涂有防鎊漆；
[0009 ]所述泄爆管連接所述管道和爆破倉，并且在泄爆管中從連接爆破倉方向到連接所述管道方向依次在泄爆管中設(shè)置有第一泄爆膜、第二泄爆膜、第三泄爆膜；
[0010]所述管道為防爆材料管道，且防爆材料為透明，所述管道中設(shè)置滑片滑槽和滑片，滑片卡置在平行于管道對(duì)稱設(shè)置在內(nèi)側(cè)的至少三個(gè)的滑片滑槽中，且能夠在爆炸形成的沖擊氣壓之下，在第一泄爆膜、第二泄爆膜、第三泄爆膜均破裂后向緩沖倉方向被滑移推動(dòng)；
[0011]所述爆破倉為引發(fā)瓦斯爆炸的場所，且爆破倉具備溫度傳感器，用于倉內(nèi)溫度的感測，所述爆破倉還具備進(jìn)料口，用于瓦斯氣體的引入，所述爆破倉還具備氣壓調(diào)節(jié)口，用于調(diào)節(jié)倉內(nèi)氣壓，所述爆破倉還具備壓力傳感器，用于感測倉內(nèi)壓力，所述爆破倉還具備第一鞍型襯墊、第一固定托架、第二鞍型襯墊、第二固定托架，所述第一鞍型襯墊、第一固定托架和所述第二鞍型襯墊、第二固定托架分別配套，用于托置并固定爆破倉，所述出料口用于在實(shí)驗(yàn)后爆破倉內(nèi)的爆炸產(chǎn)物和剩余氣體；
[0012]所述攝像機(jī)部包括運(yùn)動(dòng)攝像機(jī)、運(yùn)動(dòng)攝像托架、靜止攝像機(jī)，靜止攝像機(jī)在所述管道之下拍攝滑片運(yùn)動(dòng)的影片用于分析，運(yùn)動(dòng)攝像托架位于所述管道之上，并平行于所述管道，且所述運(yùn)動(dòng)攝像機(jī)固定于其上，并能夠在運(yùn)動(dòng)中進(jìn)行拍攝滑片運(yùn)動(dòng)的影片；
[0013]前述運(yùn)動(dòng)攝像機(jī)和精致攝像機(jī)采集的滑片運(yùn)動(dòng)的影片被計(jì)算機(jī)處理并形成滑片運(yùn)動(dòng)的數(shù)據(jù)，用于瓦斯爆炸沖力的分析。
[0014]前述的一種瓦斯爆炸沖力檢測裝置，其特征在于:
[0015]所述緩沖倉與關(guān)傲的連接處有防塵塞，在試驗(yàn)中可取下；
[0016]所述泄爆管具備與爆破倉相同的外殼材質(zhì)；
[0017]所述防爆材料為高強(qiáng)度聚碳酸酯透明材料；
[0018]所述滑片由聚碳酸酯制成，且表面涂覆有阻燃材料；
[0019]所述對(duì)稱設(shè)置在內(nèi)側(cè)的至少三個(gè)的滑片滑槽，其具體為對(duì)稱設(shè)置在內(nèi)側(cè)的五個(gè)滑片滑槽；
[0020]所述所述第一鞍型襯墊和第二鞍型襯墊為石棉材料制成；
[0021]所述進(jìn)料口采取留置引線或電子點(diǎn)火裝置，以引發(fā)爆破倉內(nèi)的瓦斯爆炸；
[0022]所述緩沖倉、溫度傳感器、進(jìn)料口、氣壓調(diào)節(jié)口、壓力傳感器、運(yùn)動(dòng)攝像機(jī)、運(yùn)動(dòng)攝像托架、靜止攝像機(jī)均連接到控制檢測裝置，用于控制開閉或采集數(shù)據(jù)，采集到的開閉信息、溫度、壓力、滑片靜止和運(yùn)動(dòng)攝像，被傳送至計(jì)算機(jī)以存儲(chǔ)和計(jì)算、顯示。
[0023]前述一種瓦斯爆炸沖力檢測方法，其特征在于:
[0024]利用一種瓦斯爆炸沖力檢測裝置進(jìn)行檢測，所述檢測裝置包括緩沖倉、泄爆管、管道、爆破倉、攝像機(jī)部；
[0025]其中，緩沖倉體積為爆破倉的10-30倍，材質(zhì)為鋼制或不銹鋼制，內(nèi)部涂有阻燃材料，外部涂有防鎊漆；
[0026]所述泄爆管連接所述管道和爆破倉，并且在泄爆管中從連接爆破倉方向到連接所述管道方向依次在泄爆管中設(shè)置有第一泄爆膜、第二泄爆膜、第三泄爆膜；
[0027]所述管道為防爆材料管道，且防爆材料為透明，所述管道中設(shè)置滑片滑槽和滑片，滑片卡置在平行于管道對(duì)稱設(shè)置在內(nèi)側(cè)的至少三個(gè)的滑片滑槽中，且能夠在爆炸形成的沖擊氣壓之下，在第一泄爆膜、第二泄爆膜、第三泄爆膜均破裂后向緩沖倉方向被滑移推動(dòng)；
[0028]所述爆破倉為引發(fā)瓦斯爆炸的場所，且爆破倉具備溫度傳感器，用于倉內(nèi)溫度的感測，所述爆破倉還具備進(jìn)料口，用于瓦斯氣體的引入，所述爆破倉還具備氣壓調(diào)節(jié)口，用于調(diào)節(jié)倉內(nèi)氣壓，所述爆破倉還具備壓力傳感器，用于感測倉內(nèi)壓力，所述爆破倉還具備第一鞍型襯墊、第一固定托架、第二鞍型襯墊、第二固定托架，所述第一鞍型襯墊、第一固定托架和所述第二鞍型襯墊、第二固定托架分別配套，用于托置并固定爆破倉，所述出料口用于在實(shí)驗(yàn)后爆破倉內(nèi)的爆炸產(chǎn)物和剩余氣體；
[0029]所述攝像機(jī)部包括運(yùn)動(dòng)攝像機(jī)、運(yùn)動(dòng)攝像托架、靜止攝像機(jī)，靜止攝像機(jī)在所述管道之下拍攝滑片運(yùn)動(dòng)的影片用于分析，運(yùn)動(dòng)攝像托架位于所述管道之上，并平行于所述管道，且所述運(yùn)動(dòng)攝像機(jī)固定于其上，并能夠在運(yùn)動(dòng)中進(jìn)行拍攝滑片運(yùn)動(dòng)的影片；
[0030]所述檢測方法的具體步驟為:
[0031]1)在爆破倉中引入瓦斯，并通過溫度傳感器和壓力傳感器監(jiān)測其達(dá)到所需溫度和壓力；
[0032]2)引爆爆破倉中的瓦斯，使得第一泄爆膜、第二泄爆膜、第三泄爆膜均破裂，滑片在沖力作用下向緩沖倉方向滑移；
[0033]3)在滑片滑移的過程中，靜止攝像機(jī)和運(yùn)動(dòng)攝像機(jī)同時(shí)拍攝圖像；
[0034]4)確認(rèn)第一泄爆膜、第二泄爆膜、第三泄爆膜是否均破裂，滑片是否未滑入緩沖倉;如果是，則確認(rèn)試驗(yàn)結(jié)果有效，進(jìn)入步驟(5)，不是則恢復(fù)整個(gè)裝置為原始狀態(tài)，回到步驟(1)從新開始；
[0035]5)將靜止攝像機(jī)和運(yùn)動(dòng)攝像機(jī)拍攝的圖像進(jìn)行分析，前述運(yùn)動(dòng)攝像機(jī)和精致攝像機(jī)采集的滑片運(yùn)動(dòng)的影片被計(jì)算機(jī)處理并形成滑片運(yùn)動(dòng)的數(shù)據(jù)，用于瓦斯爆炸沖力的分析。
[0036]前述的一種瓦斯爆炸沖力檢測方法，其特征在于: