防火防爆密闭系统的研究目标是保证井下发生事故时,可以抵抗 1 000 益 以上的瞬时高温、持续高温以及至少 0郾 3 MPa 爆炸侧面冲击波对硐室系统及结构的破坏,防止 CO,CH4 ,CO2等有毒有害气体渗入硐室中[3]。 因此,防火防爆密闭系统的研究包括以下几个方面:淤 门、墙防火防爆密闭性研究;于 硐室外管路防火防爆密闭性研究[4];盂 回风系统防火防爆密闭性研究;榆 硐室围岩密闭性研究;虞 硐室整体气密试验研究。
2 防火防爆密闭门研究
通过模拟计算确定门体的厚度、结构及材料[5],由抗压密闭试验验证门体的防护性能
门体厚度确定
考虑到避难硐室的结构、避险人员的身高、逃生速度和设备运输等因素,确定门体尺寸为 1 600 mm伊960 mm。 通过瓦斯爆炸冲击波压力计算确定门体厚度
门体结构与材料选择
通过研究确定避难硐室门体应设置抗爆层、隔温层和密闭支撑内层的复合结构,用以分散门体所受各种冲击力的破坏、阻隔高温的传递和实现良好的密闭功能,复合结构如图 1 所示。 防火防爆密闭门的启闭必需灵活,开启时间不宜超过 15 s
。
可选择 16Mn,Q235,45 钢和 70 钢等金属作为硐室防护门材料,但 45 钢和 70 钢的成型工艺要求苛刻,16Mn 钢 的 屈 服 强 度 为 350 MPa, 能 够 抵 抗1郾 073 MPa的冲击,且具有较好的耐腐蚀和防锈功能,所以选择其作为门体外板材料;Q235 的屈服强度为 235 MPa,但抗腐蚀性较低,成本较 16Mn 低,因此选其作为门体内侧支撑层;中间隔温层选择聚酯或纤维阻燃隔温材料,如图 1 所示。 门体表面应喷涂耐高温、防腐蚀、防静电的材料。 门扇与门板间使用阻燃密封胶条保证密闭
结 论
(1)确定了矿井避难硐室防火防爆密闭系统的组成及研究内容。
(2)确定了防爆门板抗爆厚度至少为 8 mm,门体采用复合结构材料,表面喷涂防火、防锈,耐腐蚀面漆。
(3)确定了井下避难硐室防火防爆密闭墙厚度为 1郾 6 m,选用强度不小于 C40 的钢筋混凝土材料,但可通过加筋减小厚度。
(4)确定了硐室外部“管路预埋冶的布置方式,埋深不小于 0郾 5 m。
(5)选址煤巷的硐室与围岩间需设置密闭缓冲层,以防止毒气渗入。
(6 ) 验 证 了 避 难 硐 室 的 最 大 承 压 能 力 为2 700 Pa,具有良好的气密性,可保证正压。
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