礦井單軌吊機車瓦斯檢測裝置研究與應用

山東新汶礦業集團有限公司協莊煤礦 山東新泰 271221

摘要：文章介紹了協莊煤礦單軌吊的使用現狀，針對現場運行中存在各類保護問題進行研究，解決單軌吊運輸存在安全隱患，保證設備安全可靠運行。

關鍵詞：單軌吊；瓦斯檢測

1概述

瓦斯爆炸是一種熱一鏈式反應（也叫鏈鎖反應）。當爆炸混合物吸收一定能量（通常是引火源給予的熱能）后，反應分子的鏈即行斷裂，離解成兩個或兩個以上的游離基（也叫自由基）。這類游離基具有很大的化學活性，成為反應連續進行的活化中心。在適合的條件下，每一個游離基又可以進一步分解，再產生兩個或兩上以上的游離基。這樣循環不已，游離基越來越多，化學反應速度也越來越快，最后就可以發展為燃燒或爆炸式的氧化反應。所以，瓦斯爆炸就其本質來說，是一定濃度的甲烷和空氣中的氧氣在一定溫度作用下產生的激烈氧化反應。

瓦斯爆炸的條件是：一定濃度的瓦斯、高溫火源的存在和充足的氧氣。

（1）瓦斯濃度

瓦斯爆炸有一定的濃度范圍，把在空氣中瓦斯遇火后能引起爆炸的濃度范圍稱為瓦斯爆炸界限。瓦斯爆炸界限為5%～16%瓦斯爆炸條件當瓦斯濃度低于5%時，遇火不爆炸，但能在火焰外圍形成燃燒層，當瓦斯濃度為9.5%時，其爆炸威力最大（氧和瓦斯完全反應）；瓦斯濃度在16%以上時，失去其爆炸性，但在空氣中遇火仍會燃燒。瓦斯爆炸界限并不是固定不變的，它還受溫度、壓力以及煤塵、其它可燃性氣體、惰性氣體的混入等因素的影響。

（2）引火溫度

瓦斯的引火溫度，即點燃瓦斯的最低溫度。一般認為，瓦斯的引火溫度為650℃～750℃。但因受瓦斯的濃度、火源的性質及混合氣體的壓力等因素影響而變化。當瓦斯含量在7%一8%時，最易引燃；當混合氣體的壓力增高時，引燃溫度即降低；在引火溫度相同時，火源面積越大、點火時間越長，越易引燃瓦斯。

（3）氧的濃度

實踐證明，空氣中的氧氣濃度降低時，瓦斯爆炸界限隨之縮小，當氧氣濃度減少到12%以下時，瓦斯混合氣體即失去爆炸性。這一性質對井下密閉的火區有很大影響，在密閉的火區內往往積存大量瓦斯，且有火源存在，但因氧的濃度低，并不會發生爆炸。如果有新鮮空氣進入，氧氣濃度達到12%以上，就可能發生爆炸。

瓦斯爆炸產生的高溫高壓，促使爆源附近的氣體以極大的速度向外沖擊，造成人員傷亡，破壞巷道和器材設施，揚起大量煤塵并使之參與爆炸，產生更大的破壞力。另外，爆炸后生成大量的有害氣體，造成人員中毒死亡。

2課題提出

目前，協莊煤礦共有9部單軌吊機車使用于各相關采區軌道上、下山，尤其適用于復雜條件下回采工作面，由于回采工作面在生產的過程中會釋放大量瓦斯氣體，而單軌吊機車源源不斷的為回采工作面運輸各類生產物料，機車內容易積聚瓦斯，一旦滿足瓦斯爆炸條件，將產生嚴重的后果。根據《煤礦安全規程》、《企業標準》及相關技術管理規范要求，對單軌吊機車安裝瓦斯檢測裝置，確保其安全運行，保證礦井安全生產。

3 實施過程

利用現成設備設施進行改造，主要使用瓦斯檢測報警裝置、電源接線盒、電源開關組成整套系統，整體構造簡單、便于組裝。當機車內瓦斯濃度超限后，瓦斯監測探頭會立即檢測到，同時將信號傳遞給PLC控制中心，由控制中心發出指令，將發動機熄火，停止其運行。

4 效益分析

通過改造后，瓦斯斷電保護裝置整體構造簡單、便于組裝，費用投入底，每套可節省資金5萬余元，安裝使用后確保了單軌吊機車的安全運行，消除礦井安全隱患。

作者簡介：

張慶，男，山東新泰人，1982年出生，本科學歷，助理工程師，從事井下機電運輸管理工作。