避難硐室防爆門體結(jié)構(gòu)與材料選擇
作者： 本站來源： 本站時(shí)間：2022-02-22
避難硐室防爆門體結(jié)構(gòu)與材料選擇
通過研究確定避難硐室門體應(yīng)設(shè)置抗爆層、隔溫層和密閉支撐內(nèi)層的復(fù)合結(jié)構(gòu)，用以分散門體所受各種沖擊力的破壞、阻隔高溫的傳遞和實(shí)現(xiàn)良好的密閉功能，復(fù)合結(jié)構(gòu)如圖 1 所示。防火防爆密閉門的啟閉必需靈活，開啟時(shí)間不宜超過 15 s［9］。
可選擇 16Mn，Q235，45 鋼和 70 鋼等金屬作為硐室防護(hù)門材料，但 45 鋼和 70 鋼的成型工藝要求苛刻，16Mn 鋼 的 屈 服 強(qiáng) 度 為 350 MPa，能 夠 抵 抗 1. 073 MPa的沖擊，且具有較好的耐腐蝕和防銹功能，所以選擇其作為門體外板材料; Q235 的屈服強(qiáng)度為 235 MPa，但抗腐蝕性較低，成本較 16Mn 低，因此選其作為門體內(nèi)側(cè)支撐層; 中間隔溫層選擇聚酯或纖維阻燃隔溫材料，如圖 1 所示。門體表面應(yīng)噴涂耐高
圖 1 門體復(fù)合結(jié)構(gòu)和材料
Fig. 1 Compound structures and materials of the door
溫、防腐蝕、防靜電的材料。門扇與門板間使用阻燃密封膠條保證密閉［10］。
2. 3 門體性能測(cè)試試驗(yàn)
為了驗(yàn)證避難硐室防火防爆密閉門的性能是否滿足《煤礦井下緊急避險(xiǎn)系統(tǒng)建設(shè)管理暫行規(guī)定》技術(shù)要求: “門體需承受至少 0. 3 MPa 壓力”，需對(duì)門體進(jìn)行抗爆、靜壓荷載、水壓及氣密性能測(cè)定試驗(yàn)。
2. 3. 1 抗爆試驗(yàn)
試驗(yàn)方法: 將待測(cè) 12 mm( 取 8 mm 的 1. 5 倍安全系數(shù)) 門體焊接固定在鋼體外殼兩端，在模擬巷道中放置煤塵，并釋放濃度為 8. 4% 的瓦斯與空氣混合氣體，門體放置在距引爆點(diǎn) 120 m 處，點(diǎn)燃并通過傳感器進(jìn)行壓力測(cè)試。
試驗(yàn) 結(jié) 果: 門 體 所 承 受 爆 炸 正 面 沖 擊 波 為 0. 61 MPa，側(cè)面沖擊波為 0. 281 MPa，受力后的門體外觀、觀察窗及門框均未受損變形并可開啟。
2. 3. 2 抗靜壓力性能試驗(yàn)
試驗(yàn)方法: 將 12 mm 待測(cè)門體固定在鋼筋混凝土支架上，通過安裝高壓氣囊，對(duì)門體進(jìn)行外力加載，使用壓力傳感器測(cè)定門體的承壓極限。
試驗(yàn)結(jié)果: 門體經(jīng)過大靜壓荷載 1. 86 MPa 后，仍能保持完整，且表面無開裂、翹曲和鼓包等現(xiàn)象，門體伴隨加載力變形情況如圖 2 所示。
避難硐室防護(hù)密閉門在煤礦井下安全防護(hù)工作中的特殊性，介紹了一種新型礦用避難硐室防護(hù)密閉門，詳細(xì)地闡述了其各機(jī)構(gòu)部件的組成和工作原理，并對(duì)抗沖擊結(jié)構(gòu)進(jìn)行了有限元模擬受力分析。結(jié)果表明，該結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)防護(hù)密閉門抵抗沖擊波、氣密防1、開閉靈活以及隔絕高溫等功能，能夠確保其在井下的安全可靠性。
避難硐室的防護(hù)密閉門，對(duì)于避難硐室實(shí)現(xiàn)上述功能，起著至關(guān)重要的作用?，F(xiàn)有的防護(hù)密閉門多用于防水閘門及人防工程，還沒有專門用于礦山緊急避險(xiǎn)系統(tǒng)的，其普遍存在以下不足: 整體抗沖擊性能較差; 開啟和閉 鎖費(fèi)力費(fèi)時(shí)，不夠靈活、快速; 開關(guān)門的鎖緊機(jī)構(gòu)容易松動(dòng); 沒有設(shè)計(jì)隔熱結(jié)構(gòu)和觀察窗等。為此，中煤科工集團(tuán)重慶研究院研制了一種新型的具備集抗壓、密閉、隔熱 3 種功能于一體，適用于井下避難硐室的鋼制式快速防護(hù)密閉門。
