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基于红外热成像的煤矿电气设备故障检测系统研究
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作者 龙昊 《计算机应用文摘》 2026年第2期104-106,共3页
针对现有系统红外图像处理性能不足、故障检测率较低等问题,文章开展了基于红外热成像的煤矿电气设备故障检测系统研究。系统硬件部分包括红外热成像仪及核心控制器的选型与配置;软件模块涵盖红外图像采集和增强,以及电气设备故障检测... 针对现有系统红外图像处理性能不足、故障检测率较低等问题,文章开展了基于红外热成像的煤矿电气设备故障检测系统研究。系统硬件部分包括红外热成像仪及核心控制器的选型与配置;软件模块涵盖红外图像采集和增强,以及电气设备故障检测两大功能。通过软硬件协同工作,实现了对煤矿电气设备故障的精确识别。实验结果表明,该系统能有效去除红外图像噪点,图像均匀性良好,整体质量显著提升,电气设备故障检测率达到99.71%,验证了系统的有效性与可靠性。 展开更多
关键词 故障检测 煤矿电气设备 改进YOLOv7模型 红外热成像 注意力机制SE模块
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基于单分类支持向量机的煤矿防爆电气设备振动故障自动检测 被引量:10
2
作者 郑铁华 王飞 +1 位作者 赵格兰 杜春晖 《工矿自动化》 北大核心 2025年第2期106-112,共7页
煤矿防爆电气设备在运行过程中产生的振动会损害其机械完整性,导致紧固件松动、零部件磨损,并改变设备的结构与振动模态,进而引发信号特征的复杂变化,使得正常振动频率与故障引发的新频率成分相互混淆,模糊了正常信号与故障信号之间的界... 煤矿防爆电气设备在运行过程中产生的振动会损害其机械完整性,导致紧固件松动、零部件磨损,并改变设备的结构与振动模态,进而引发信号特征的复杂变化,使得正常振动频率与故障引发的新频率成分相互混淆,模糊了正常信号与故障信号之间的界限,从而降低传统检测方法在故障检测中的准确性。针对上述问题,提出一种基于单分类支持向量机(OCSVM)的煤矿防爆电气设备振动故障自动检测方法。首先,构造设备的正常状态特征和振动故障状态特征,根据OCSVM的特性,将正常状态特征序列设定为OCSVM核函数的决策边界学习目标。考虑煤矿防爆电气设备振动故障信号呈现非线性和高维特征,选定多项式核作为OCSVM的核函数。然后,采用网格搜索和K−交叉验证相结合的方式对OCSVM进行参数调优,以使OCSVM达到更好的性能。最后,通过求取OCSVM目标函数的最优解,确定最优决策边界,以此实现煤矿防爆电气设备振动故障的自动检测。实验结果显示:①在迭代次数为20时,OCSVM算法算法可完成收敛,达到稳定。②基于OCSVM的电气设备信号划分实验中,借助多项式核函数能精准划分样本实现检测。③振动故障自动检测性能分析中,所提方法在各样本量下准确率均显著高于红外热成像技术检测方法、基于灰狼优化支持向量机模型检测方法,小样本量时准确率达98.25%且稳定性好。 展开更多
关键词 煤矿防爆电气设备 振动故障检测 单分类支持向量机 变分模态分解 熵矩阵
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碳纤维复合材料矿用低压变压器结构设计与静压模拟研究
3
作者 祖安 张红奎 +1 位作者 沈航 赵川 《煤矿机械》 2025年第11期133-136,共4页
防爆电气设备是煤矿井下生产中的重要设备,由于煤矿井下潮湿、高低温交替、存在易燃性气体,其安全性要求远高于其他设备。目前,防爆电气设备主要采用钢材做为外壳结构材料,虽能有效阻止内部发生爆炸而损坏,但其防爆外壳重量非常大,极大... 防爆电气设备是煤矿井下生产中的重要设备,由于煤矿井下潮湿、高低温交替、存在易燃性气体,其安全性要求远高于其他设备。目前,防爆电气设备主要采用钢材做为外壳结构材料,虽能有效阻止内部发生爆炸而损坏,但其防爆外壳重量非常大,极大限制了其在井下小空间内的移动能力和所需要电池供电设备的续航能力。为解决此问题,采用碳纤维复合材料做为防爆外壳材料并设计了矿用低压变压器,采用有限元法进行分析并优化结构方案,凭借相对于钢材高强、轻质、高模、耐腐蚀的优势,在重量大幅减轻的同时有很好的结构性能。 展开更多
关键词 防爆电气设备 低压变压器 有限元法 静压模拟
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矿用磷酸铁锂电池过充电热失控特性研究
4
作者 刘隽宁 郭爱军 许联航 《矿业研究与开发》 北大核心 2025年第10期236-241,共6页
随着锂离子电池在地下矿山的广泛应用,矿用电池安全问题日益突出。在不同过充电倍率(0.5 C、1 C、1.5 C)条件下对200 Ah的LiFePO_(4)/C电池单体以及电池模块进行过充电试验,研究了矿用大容量磷酸铁锂电池的热失控特性。结果表明:矿用磷... 随着锂离子电池在地下矿山的广泛应用,矿用电池安全问题日益突出。在不同过充电倍率(0.5 C、1 C、1.5 C)条件下对200 Ah的LiFePO_(4)/C电池单体以及电池模块进行过充电试验,研究了矿用大容量磷酸铁锂电池的热失控特性。结果表明:矿用磷酸铁锂电池的热失控行为分为壳体膨胀、缓慢烟气喷射、剧烈烟气喷射及后续自然降温等3个阶段;随过充电倍率增大,各阶段所需过充电电量逐渐减小;电池热失控后的温度最高可达400℃以上,且电池模块试验中的最高温度显著高于电池单体试验,高温将给地下矿山安全带来严峻挑战,需要进行相应的降温防护措施;电池模块中被过充电电池的热失控效应未引发相邻电池的热失控反应,矿用电池热失控连锁反应的临界条件还需进一步研究。 展开更多
关键词 地下矿山 矿用磷酸铁锂电池 热失控 过充电 高温防护
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爆炸性环境用电动机轴承火花放电的研究
5
作者 宋占松 《煤矿机械》 2025年第1期43-45,共3页
隔爆型电动机在工业生产中具有重要地位,然而轴承火花放电问题可能对其安全运行和性能产生重大影响。首先阐述了隔爆型电动机的工作原理及重要性;然后深入分析了轴承火花放电的产生机制,包括摩擦、电蚀等因素的作用;通过对实际案例的研... 隔爆型电动机在工业生产中具有重要地位,然而轴承火花放电问题可能对其安全运行和性能产生重大影响。首先阐述了隔爆型电动机的工作原理及重要性;然后深入分析了轴承火花放电的产生机制,包括摩擦、电蚀等因素的作用;通过对实际案例的研究和试验数据分析,探讨了轴承火花放电对电动机性能和可靠性的危害,如降低轴承寿命、增加故障风险等;进一步提出了预防和控制轴承火花放电的措施。 展开更多
关键词 隔爆型电动机 轴承 火花放电 爆炸环境
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矿用隔爆型干式变压器故障预警系统设计 被引量:10
6
作者 温敏敏 宋建成 +2 位作者 宋渊 刘媛 万志强 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2014年第5期72-76,80,共6页
为保证矿用隔爆型干式变压器安全连续地运行,以矿用隔爆型干式变压器故障诊断预警系统硬件装置为基础,在LabVIEW平台下开发基于多源信息融合的矿用隔爆型干式变压器故障预警系统软件。实时采集电流、电压、温度及局部放电等矿用隔爆型... 为保证矿用隔爆型干式变压器安全连续地运行,以矿用隔爆型干式变压器故障诊断预警系统硬件装置为基础,在LabVIEW平台下开发基于多源信息融合的矿用隔爆型干式变压器故障预警系统软件。实时采集电流、电压、温度及局部放电等矿用隔爆型干式变压器参量作为故障征兆信息,并提取各监测参量的特征量作为故障诊断系统的输入信息;设计基于RBF神经网络的故障诊断模块,综合诊断确定变压器的故障情况;设计故障预警界面,实时显示变压器的故障情况,并对潜在故障进行预警。矿用隔爆型干式变压器故障预警系统在山西晋城无烟煤矿业集团寺河二号井井下安装试运行结果表明,该系统可以实现对矿用隔爆型干式变压器多种潜在故障的在线预警。 展开更多
关键词 矿用隔爆型干式变压器 LABVIEW 特征提取 故障诊断 故障预警
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矿用防爆柴油机炭烟排放预测模型 被引量:6
7
作者 王桂梅 刘殿辉 +2 位作者 宋德玉 张平格 杨富贵 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第2期182-185,共4页
为了预测矿用防爆柴油机炭烟的排放特性 ,建立了一个数学模型 ,主要就防爆柴油机辅助装置对排放中炭烟浓度的影响进行了计算和分析 .结果表明 ,本文所建立的模型适用于预测小型防爆柴油机 (涡流燃烧室 )排放中炭烟的浓度 ,对防爆柴油机... 为了预测矿用防爆柴油机炭烟的排放特性 ,建立了一个数学模型 ,主要就防爆柴油机辅助装置对排放中炭烟浓度的影响进行了计算和分析 .结果表明 ,本文所建立的模型适用于预测小型防爆柴油机 (涡流燃烧室 )排放中炭烟的浓度 ,对防爆柴油机辅助装置的设计具有一定的指导意义 . 展开更多
关键词 矿用防爆柴油机 炭烟排放 预测模型 辅助装置 数学模型 废气排放
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我国煤矿机械防爆电气现状及其合理选用 被引量:11
8
作者 叶笑洋 徐光远 何早红 《煤矿机械》 北大核心 2001年第7期4-6,共3页
简要介绍我国煤矿机械防爆电气发展现状和煤矿实际使用状况 。
关键词 煤矿机械 防爆电气 合理选用 防爆电机 米爆变压器 节能 中国
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防爆变频器在煤矿应用中的关键技术 被引量:16
9
作者 祝龙记 张旭立 《工矿自动化》 北大核心 2012年第2期19-22,共4页
分析了防爆变频器在煤矿井下使用过程中存在的电压等级、散热、电磁兼容性、逆变器转换效率等问题,详细介绍了解决这些问题的方法,即通过采用隔爆兼本质安全型技术和热管散热技术解决变频器的防爆和散热问题,使防爆变频器具有性能高、... 分析了防爆变频器在煤矿井下使用过程中存在的电压等级、散热、电磁兼容性、逆变器转换效率等问题,详细介绍了解决这些问题的方法,即通过采用隔爆兼本质安全型技术和热管散热技术解决变频器的防爆和散热问题,使防爆变频器具有性能高、功能强、噪音低等特点;通过改变变频器的电路拓扑结构、改进控制策略等技术手段解决变频器的电磁兼容性和能耗问题,使防爆变频器满足煤矿生产的现代化要求。 展开更多
关键词 防爆变频器 电压等级 散热 电磁兼容性 热管散热器 三电平逆变器 隔爆兼本质安全型
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瓦斯输送管道内抑爆过程数值模拟研究 被引量:5
10
作者 祝钊 贾振元 罗海珠 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期37-42,共6页
基于流体动力学和燃烧理论,建立了管道直径为500 mm的瓦斯爆炸数学模型,借助Fluent流体力学软件,采用有限速率燃烧模型,对管道内甲烷预混气体爆炸后被惰性气体熄灭的过程进行了数值模拟研究,考察了瓦斯被点燃后,喷入不同流量高压... 基于流体动力学和燃烧理论,建立了管道直径为500 mm的瓦斯爆炸数学模型,借助Fluent流体力学软件,采用有限速率燃烧模型,对管道内甲烷预混气体爆炸后被惰性气体熄灭的过程进行了数值模拟研究,考察了瓦斯被点燃后,喷入不同流量高压、低温二氧化碳气体后管道内的燃烧流场特性。结果表明,二氧化碳喷入量低于12 kg/s不能使管内火焰熄灭;二氧化碳喷入量大于16 kg/s时,能大大降低管道内混合气体温度,同时降低甲烷和氧气浓度,导致火焰在二氧化碳喷入口所在管道截面处熄灭。此过程中管内最大反应速率降低过程可分为3个阶段,其中2个快速降低阶段均符合幂律模型。二氧化碳喷入量在16~100 kg/s时,火焰熄灭时间先迅速变短后变化缓慢;模拟结果与试验结果吻合较好。研究结果可为煤矿防爆抑爆研究工作提供理论依据和参考,同时对保障煤矿安全生产和人民生命安全也具有重要的现实意义。 展开更多
关键词 抑爆 有限速率燃烧模型 火焰熄灭 幂律模型
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软火花电路的本安特性及优化分析 被引量:14
11
作者 于月森 戚文艳 伍小杰 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期2134-2140,共7页
提出一种可以有效提高本质安全型开关电源输出功率的电路结构——软火花电路,即在开关电源等效容性电路模型的末端添加附加电感,利用电感可延缓电流变化的作用减小短路火花电压与火花电流的重叠面积(即火花功率),进而提高本安电源输出... 提出一种可以有效提高本质安全型开关电源输出功率的电路结构——软火花电路,即在开关电源等效容性电路模型的末端添加附加电感,利用电感可延缓电流变化的作用减小短路火花电压与火花电流的重叠面积(即火花功率),进而提高本安电源输出功率。为了探究软火花电路的本安特性,首先通过数学推导得到在振荡和非振荡两种状态下火花电流和火花功率的数学表达式,并利用Mathcad仿真软件分析两种状态下电容量和电感量对短路火花功率的影响,结果表明附加电感在非振荡状态范围内取值对提高本安电源输出功率具有良好的效果;然后分析附加电感对原电路电气性能的影响,结果表明附加电感的存在对原电路的启动性能和负载动态响应性能没有显著影响,在可接受范围内;接着采用粒子群算法对软火花电路在多约束条件下的功率进行最优化分析,得到火花功率最优参数值;最后通过实验验证了分析结果的正确性。 展开更多
关键词 本质安全特性 软火花电路 Mathcad仿真 粒子群算法
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防爆柴油机排气歧管冷却系统固流耦合热分析 被引量:7
12
作者 冯茂林 李静 韩鹏勃 《煤矿机械》 北大核心 2007年第2期65-67,共3页
防爆柴油机排气歧管采用夹层水套来冷却,由于管壁与烟气和冷却水之间的边界条件复杂,所以施加边界条件困难。固流耦合的办法可以将固、流结合面上比较难确定的外部边界转化为系统的内部边界。以6105FB防爆柴油机排气歧管为例,模拟排气... 防爆柴油机排气歧管采用夹层水套来冷却,由于管壁与烟气和冷却水之间的边界条件复杂,所以施加边界条件困难。固流耦合的办法可以将固、流结合面上比较难确定的外部边界转化为系统的内部边界。以6105FB防爆柴油机排气歧管为例,模拟排气岐管冷却系统的流场和温度场。试验证明该模型具有较高的精度。 展开更多
关键词 防爆柴油机 排气歧管 冷却系统 固流耦合
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矿用隔爆型圆筒外壳的设计方法 被引量:8
13
作者 巩利萍 宋志安 刘泽勇 《煤矿机械》 北大核心 2009年第1期30-33,共4页
将弹塑性力学理论运用到外壳的初始化设计中,得到壳体初始数据后,利用Solid-works软件对壳体进行三维建模,再利用COSMOSworks对模型做有限元分析,根据分析结果改进结构,再次计算实体应力,以检测改进后结构能否达到强度、刚度要求。
关键词 弹塑性力学 圆筒形壳体 有限元分析 应力分析
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进出气管对隔爆外壳爆炸压力测定影响的试验研究
14
作者 张亚军 《煤矿机电》 2025年第5期12-16,共5页
为探究试验罐内进出气管对隔爆外壳爆炸压力测定的影响规律,选取了2种不同结构的隔爆外壳作为试验样品进行甲烷爆炸压力测定试验,结果表明:进出气管对隔爆外壳爆炸压力测定有着显著影响,且与隔爆外壳容积、内部结构、进出气口位置和测... 为探究试验罐内进出气管对隔爆外壳爆炸压力测定的影响规律,选取了2种不同结构的隔爆外壳作为试验样品进行甲烷爆炸压力测定试验,结果表明:进出气管对隔爆外壳爆炸压力测定有着显著影响,且与隔爆外壳容积、内部结构、进出气口位置和测压点位置有关。进出气管的存在会降低试验测得的最大爆炸压力和最大升压速率。对有小截面连通结构的隔爆外壳,进出气管的存在会加快、增强其压力重叠。在隔爆外壳爆炸压力测定时,应使进出气管截止阀尽量靠近试样,以避免进出气管的“泄爆”和“增强湍流”效应。隔爆设备爆炸压力测定的试验影响因素非常多,对试验配置和爆炸压力曲线进行合理性分析非常必要。 展开更多
关键词 隔爆外壳 隔爆设备 爆炸压力 参考压力 进出气管 压力重叠
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论隔爆电气控制箱内部元件温升
15
作者 程勇 曹海波 《电气防爆》 2025年第5期10-13,共4页
隔爆电气控制箱高温辐射场景下,内部元件常因环境温度与自身温升叠加超额定温度,引发PLC死机等故障,存在安全风险。以南海油气设施的一套应急关断系统隔爆箱选型为例,用SolidWorks建模与ANSYS Fluent流固耦合仿真,模拟南海实际条件仿真... 隔爆电气控制箱高温辐射场景下,内部元件常因环境温度与自身温升叠加超额定温度,引发PLC死机等故障,存在安全风险。以南海油气设施的一套应急关断系统隔爆箱选型为例,用SolidWorks建模与ANSYS Fluent流固耦合仿真,模拟南海实际条件仿真验证。结果表明:常规工业元件无法满足需求,需优先选择耐受温度≥70℃的元件及配套附件。 展开更多
关键词 温升控制 元件选型 数值仿真(ANSYS Fluent) PLC过热故障 防爆标准 南海高温环境
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基于ATEX标准的非煤隧道盾构机防爆系统设计及应用
16
作者 张立勋 崔利卫 +1 位作者 高博 林福龙 《煤矿机电》 2025年第4期81-84,共4页
为解决盾构机及带式输送机在欧洲非煤瓦斯隧道施工中的防爆问题,提出了一种经济可靠的盾构法防爆解决方案。研究了欧盟ATEX标准和意大利NIR44防爆标准,并根据不同防爆区域进行了相应的防爆设计,完成了防爆正压柜、带式输送机及输送机保... 为解决盾构机及带式输送机在欧洲非煤瓦斯隧道施工中的防爆问题,提出了一种经济可靠的盾构法防爆解决方案。研究了欧盟ATEX标准和意大利NIR44防爆标准,并根据不同防爆区域进行了相应的防爆设计,完成了防爆正压柜、带式输送机及输送机保护罩的设计。采用了防爆区域随掘进实时动态调整的方法,并改造优化了正压防爆柜,使整个防爆系统安全可靠,经济性好。该防爆系统已成功应用于意大利非煤瓦斯隧道项目。 展开更多
关键词 盾构机 防爆 ATEX NIR44 正压柜 带式输送机
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矿用防爆大功率永磁同步电动滚筒关键隔爆技术研究
17
作者 王珊 《仪器与设备》 2025年第2期253-263,共11页
针对矿用防爆大功率永磁同步电动滚筒在实际使用过程中隔爆外壳持续承受动态载荷,从而导致转轴隔爆接合面易发生形变、隔爆性能不稳定等特点,通过对实际工况进行受力分析,测算各零部件受力后的位移尺寸链,并结合有限元分析仿真,提出了... 针对矿用防爆大功率永磁同步电动滚筒在实际使用过程中隔爆外壳持续承受动态载荷,从而导致转轴隔爆接合面易发生形变、隔爆性能不稳定等特点,通过对实际工况进行受力分析,测算各零部件受力后的位移尺寸链,并结合有限元分析仿真,提出了考虑长期径向载荷影响的电动滚筒转轴隔爆面设计方案。本文进一步结合电动滚筒实际运行工况,提出了隔爆外壳带载状态的隔爆型式试验方法,并进行了试验验证。最后,基于本文研制的矿用防爆大功率永磁同步电动滚筒在矿山井下工业性试验中表现良好,经测量各项隔爆参数正常,隔爆性能稳定。 展开更多
关键词 电动滚筒 转轴隔爆接合面 有限元分析 耐压试验 不传爆试验 工业性试验
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矿井防爆门抗冲击及复位问题探讨 被引量:4
18
作者 魏春荣 张倍瑞 +2 位作者 姜天文 张锦鹏 张恒 《煤矿机械》 2016年第12期69-71,共3页
调研了现阶段立井、斜井防爆门使用现状及存在问题,针对矿井防爆门在爆炸以后不能准确复位,影响矿井通风系统快速恢复的问题,提出了一种新型立井防爆盖,可在瓦斯爆炸时有效增强矿井防爆门抗冲击变形和复位能力;对斜井防爆门在冬季使用... 调研了现阶段立井、斜井防爆门使用现状及存在问题,针对矿井防爆门在爆炸以后不能准确复位,影响矿井通风系统快速恢复的问题,提出了一种新型立井防爆盖,可在瓦斯爆炸时有效增强矿井防爆门抗冲击变形和复位能力;对斜井防爆门在冬季使用过程中存在的冷冻、本身材料过重问题进行了探讨,并给出了解决方案。 展开更多
关键词 防爆门 防爆井盖 自动复位 真空腔
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隔爆型水冷变频器内部结露机理及其试验研究 被引量:3
19
作者 高贵军 寇子明 +1 位作者 张俊 吴怀亮 《工矿自动化》 北大核心 2012年第9期59-62,共4页
针对隔爆型水冷变频器隔爆腔体内部的高湿度空气在冷热变化过程中会出现结露现象甚至产生冷凝水而导致电路短路的问题,对隔爆腔体内部结露机理进行了定性分析,提出了箱体内空气温度、空气湿度与露点温度的关系模型,并以此作为判断箱体... 针对隔爆型水冷变频器隔爆腔体内部的高湿度空气在冷热变化过程中会出现结露现象甚至产生冷凝水而导致电路短路的问题,对隔爆腔体内部结露机理进行了定性分析,提出了箱体内空气温度、空气湿度与露点温度的关系模型,并以此作为判断箱体内是否结露的依据;利用模拟试验方法验证了该关系模型的正确性,并分析了隔爆型水冷变频器的冷却水流量与温度对结露的影响情况,得出空气温度与露点温度的差值越大则结露越严重的结论,指出通过冷却或加热手段即可有效避免隔爆腔体内部出现结露现象。 展开更多
关键词 隔爆变频器 水冷变频器 结露 露点温度
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煤矿井下自动隔爆装置安全技术现状与发展对策研究
20
作者 李冰晶 张连军 《煤矿机械》 2025年第8期11-15,共5页
煤矿井下自动隔爆装置安装在有瓦斯、煤尘爆炸危险的巷道中,当发生瓦斯或煤尘爆炸时能自动喷出灭火物质,及时淬熄在其保护范围内的爆炸火焰,避免火焰继续蔓延引发危害更大的二次爆炸,在井下瓦斯爆炸事故中起着重要作用。阐释了煤矿井下... 煤矿井下自动隔爆装置安装在有瓦斯、煤尘爆炸危险的巷道中,当发生瓦斯或煤尘爆炸时能自动喷出灭火物质,及时淬熄在其保护范围内的爆炸火焰,避免火焰继续蔓延引发危害更大的二次爆炸,在井下瓦斯爆炸事故中起着重要作用。阐释了煤矿井下自动隔爆装置的产品类型、工作原理、技术现状、创新方向,剖析了在用煤矿井下自动隔爆装置的安装、管理、维护等方面的安全问题,提出了煤矿井下自动隔爆装置安装管理、使用维护的措施和原则,指出了煤矿井下自动隔爆装置技术的重点研究方向,并从管理规范、安装要求、产品标准、全生命周期管理四方面提出了改善和建议,为煤矿井下自动隔爆装置的安全使用提供了参考。 展开更多
关键词 煤矿安全 瓦斯煤尘爆炸 隔爆装置 对策措施 发展趋势
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