5温学雷--煤矿井下应急救援超前侦测发射装置设计研究.pdf

第 ４７ 卷第 ８ 期煤 炭 科 学 技 术Ｖｏｌ􀆱 ４７ Ｎｏ􀆱 ８ ２０１９ 年８ 月Ｃｏａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ａｕｇ.２０１９ 移动扫码阅读 温学雷.煤矿井下应急救援超前侦测发射装置设计研究[Ｊ].煤炭科学技术ꎬ２０１９ꎬ４７８１６４－１６８.ｄｏｉ １０􀆱 １３１９９/ ｊ􀆱 ｃｎｋｉ􀆱 ｃｓｔ􀆱 ２０１９􀆱 ０８􀆱 ０２２ ＷＥＮ Ｘｕｅｌｅｉ.Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ ａｄｖａｎｃｅｄ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｌａｕｎｃｈｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ ｆｏｒ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｃｏａｌ ｍｉｎｅ ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ ｒｅｓ￣ ｃｕｅ[Ｊ].Ｃｏａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ２０１９ꎬ４７８１６４－１６８.ｄｏｉ１０􀆱 １３１９９/ ｊ􀆱 ｃｎｋｉ􀆱 ｃｓｔ􀆱 ２０１９􀆱 ０８􀆱 ０２２ 煤矿井下应急救援超前侦测发射装置设计研究 温 学 雷 中煤科工集团重庆研究院有限公司ꎬ重庆 ４０００３７ 摘 要为了在煤矿井下灾区救援过程中将环境侦测探头发射至救援队员前方 ５０１００ ｍ 处ꎬ进而实现 对灾区环境的超前侦测ꎬ避免救援过程中次生灾害发生ꎬ保障救援人员的生命安全ꎬ基于气动原理设计 了一种煤矿井下超前侦测发射装置ꎬ分别通过对该装置的发射过程及发射后探头飞行过程进行数学建 模并求解ꎬ获取发射压力、发射角度与后坐力、出膛速度及发射距离的关系ꎻ依据发射瞬间及飞行过程关 键参数ꎬ研究分析了发射装置在煤矿巷道受限空间的发射策略ꎬ并进行巷道实际发射试验ꎮ 试验结果表 明煤矿井下超前侦测发射装置的理论设计及计算正确合理ꎬ发射距离大于 ５０ ｍ 满足设计要求ꎻ并得出 巷道受限空间的最佳发射策略是 ３４ ＭＰａ 的压力下于巷道中线处采用半蹲水平方式发射ꎮ 关键词煤矿井下ꎻ应急救援ꎻ超前侦测ꎻ发射装置ꎻ环境侦测ꎻ煤矿智能化 中图分类号ＴＤ６７ꎻＴＤ１５ 文献标志码Ａ 文章编号０２５３－２３３６２０１９０８－０１６４－０５ Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ ａｄｖａｎｃｅｄ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｌａｕｎｃｈｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ ｆｏｒ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｃｏａｌ ｍｉｎｅ ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ ｒｅｓｃｕｅ ＷＥＮ Ｘｕｅｌｅｉ Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ＩｎｓｔｉｔｕｔｅꎬＣｈｉｎａ Ｃｏａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ＧｒｏｕｐꎬＣｈｏｎｇｑｉｎｇ ４０００３７ꎬＣｈｉｎａ ＡｂｓｔｒａｃｔＩｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｌａｕｎｃｈ ｔｈｅ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｐｒｏｂｅ ｔｏ ５０１００ ｍ ｉｎ ｆｒｏｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｓｃｕｅ ｔｅａｍ ｉｎ ｔｈｅ ｒｅｓｃｕｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｕｎｄｅｒ￣ ｇｒｏｕｎｄ ｃｏａｌ ｍｉｎｅ ｄｉｓａｓｔｅｒ ａｒｅａꎬ ｔｏ ｈａｖｅ ａｎ ｅａｒｌｙ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｄｉｓａｓｔｅｒ ａｒｅａ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔꎬ ｔｏ ａｖｏｉｄ ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｄｉｓａｓｔｅｒｓ ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｒｅｓｃｕｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ ｔｏ ｅｎｓｕｒｅ ｔｈｅ ｓａｆｅｔｙ ｏｆ ｒｅｓｃｕｅ ｗｏｒｋｅｒｓꎬ ｔｈｅ ｅａｒｌｙ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｌａｕｎｃｈｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ ｉｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｐｎｅｕｍａｔｉｃ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ. Ｂｙ ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｌｙ ｍｏｄｅｌｉｎｇ ａｎｄ ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇ ｔｈｅ ｄａｔａ ａｂｏｕｔ ｔｈｅ ｌａｕｎｃｈｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｄｅｖｉｃｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｆｌｉｇｈｔ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｂｅ ａｆｔｅｒ ｌａｕｎｃｈ￣ ｉｎｇꎬ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｌａｕｎｃｈｉｎｇ ｐｒｅｓｓｕｒｅꎬ ｔｈｅ ｌａｕｎｃｈｉｎｇ ａｎｇｌｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｃｏｉｌꎬ ｔｈｅ ｅｘｉｔｉｎｇ ｓｐｅｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｌａｕｎｃｈｉｎｇ ｄｉｓｔａｎｃｅ ａｒｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ. Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｋｅｙ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｌａｕｎｃｈｉｎｇ ｍｏｍｅｎｔ ａｎｄ ｆｌｉｇｈｔ ｐｒｏｃｅｓｓꎬ ｌａｕｎｃｈｉｎｇ ｓｔｒａｔｅｇｙ ｏｆ ｌａｕｎｃｈｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ ｉｎ ｃｏｎｆｉｎｅｄ ｓｐａｃｅ ｏｆ ｃｏａｌ ｍｉｎｅ ｒｏａｄｗａｙ ｉｓ ｓｔｕｄｉｅｄ ａｎｄ ａｎａｌｙｚｅｄꎬ ａｎｄ ａｃｔｕａｌ ｌａｕｎｃｈｉｎｇ ｔｅｓｔ ｏｆ ｒｏａｄｗａｙ ｉｓ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ. Ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｅａｒｌｙ ｃｏａｌ ｍｉｎｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｌａｕｎｃｈｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ ａｒｅ ｃｏｒｒｅｃｔ ａｎｄ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅꎬ ａｎｄ ｌａｕｎｃｈｉｎｇ ｄｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ ｏｖｅｒ ５０ ｍ ｃａｎ ｍｅｅｔ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ.Ｉｔ ｉｓ ｃｏｎｃｌｕｄｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍａｌ ｌａｕｎｃｈｉｎｇ ｓｔｒａｔｅｇｙ ｆｏｒ ｒｅｓｔｒｉｃｔｅｄ ｓｐａｃｅ ｏｆ ｒｏａｄｗａｙ ｉｓ ｔｏ ｌａｕｎｃｈ ｉｔ ｈｏｒｉｚｏｎ￣ ｔａｌｌｙ ａｔ ｔｈｅ ｍｉｄ－ｌｉｎｅ ｏｆ ｒｏａｄｗａｙ ｕｎｄｅｒ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｏｆ ３４ ＭＰａ ｉｎ ｐｏｓｔｕｒｅ ｏｆ ｓｅｍｉ－ｃｒｏｕｃｈｉｎｇ. Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｃｏａｌ ｍｉｎｅꎻｅｍｅｒｇｅｎｃｙ ｒｅｓｃｕｅꎻａｄｖａｎｃｅｄ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎꎻ ｌａｕｎｃｈｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅꎻｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎꎻｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｍｉｎｅ 收稿日期２０１９－０３－１１ꎻ责任编辑赵 瑞 基金项目国家重点研发计划资助项目２０１６ＹＦＣ０８０１４０４ 作者简介温学雷１９８７ꎬ男ꎬ山东济宁人ꎬ助理研究员ꎬ硕士ꎮ Ｅ－ｍａｉｌ５４７３９４１２５＠ ｑｑ.ｃｏｍ ０ 引 言 我国是煤矿事故多发国家ꎬ且常伴有次生事故 发生ꎬ建国以来我国已有数百名矿山救援指战员在 矿山事故抢险救援中牺牲[１]ꎮ 事故发生后开展科 学、有效的救援工作直接关系救援人员、遇险人员的 人身安全ꎬ是值得深入研究的重要课题[ ２ －５]ꎮ 我国 煤矿安全规程和矿山救护规程中明确规定矿 井发生事故后必须首先组织救援人员进行灾区侦 测ꎬ探明事故类别、范围及有毒有害气体、温度等情 ４６１ 温学雷煤矿井下应急救援超前侦测发射装置设计研究２０１９ 年第 ８ 期 况ꎬ这是救援过程中最重要的环节之一ꎬ是实现对 灾区未知环境侦测的最有效手段ꎬ为救援指挥和 救援工作的顺利开展提供依据ꎮ 但是ꎬ目前救援 人员对井下灾区环境侦测主要通过随身携带各种 环境参数传感设备ꎬ实现救援人员站立位置的环 境参数检测ꎬ不能对前方 ５０１００ ｍ 处区域进行超 前侦测ꎬ导致救援过程中无法规避行进中可能存 在的潜在危险ꎬ极易发生次生灾害ꎬ威胁救援人员 与被困人员的生命安全ꎮ 针对上述问题ꎬ行业内 相关单位及专家提出利用救援机器人代替救援队 员进行灾区侦测[６－９]ꎬ但由于井下灾区环境对防爆 等级要求较高ꎬ同时地形条件极其复杂ꎬ尤其针对 ０ 区环境要求防爆等级为本质安全防爆ꎬ使得救援 机器人难以兼具本质安全防爆性能及较大的动力 性能、越障性能ꎮ 当前煤矿井下救援机器人仍处 于试验研究阶段ꎬ距实用化研究阶段还有较大距 离ꎮ 基于此ꎬ笔者设计研究了一种基于气压原理 的惰性气体发射装置ꎬ具备本质安全防爆性能ꎬ适 用于井下灾区受限空间远距离发射环境的侦测探 头ꎬ可满足救援队员对灾区环境超前侦测的需求ꎬ 对保障救援队员的生命安全及救援工作的有效开 展具有重要意义ꎮ １ 超前侦测发射装置结构设计及工作原理 １.１ 总体结构设计 煤矿井下超前侦测发射装置总体结构如图 １ 所 示ꎬ主要由充气组、肩托组、发射管、主体组及背带组 等组成[１０－１３]ꎮ 其中充气组可通过 ２ 种方式提供发 射气体动力ꎬ一是通过装卸小气瓶供气ꎬ二是通过充 气组端部的快插接头连接外置高压气瓶供气ꎬ适用 于各种场所供气ꎻ肩托组用于发射时提供支撑ꎬ可折 叠收放ꎬ便于携带ꎻ发射管用于放置探头ꎬ主体组通 过内部阀芯移动ꎬ利用气体压力将探头射出ꎮ 发射 装置主体材料选用铝合金ꎬ轻便携带ꎮ 发射装置及 探头关键参数见表 １ꎮ １充气组ꎻ２肩托组ꎻ３发射管ꎻ４主体组ꎻ５背带组 图 １ 井下超前侦测发射装置结构 Ｆｉｇ.１ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｍｉｎｅ ａｄｖａｎｃｅｄ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｌａｕｎｃｈｅｒ 表 １ 井下超前侦测发射装置及探头关键参数 Ｔａｂｌｅ １ Ｋｅｙ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｍｉｎｅ ａｄｖａｎｃｅｄ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｌａｕｎｃｈｅｒ ａｎｄ ｐｒｏｂｅ 气室容积/ ｍ３ 发射管长/ ｍ 发射压 力/ ＭＰａ 探头质量/ ｋｇ 探头尾管 半径/ ｍ ２.５１０ －４ ０.３２５６０.８０.０２ １.２ 发射装置工作原理 发射 装 置 的 作 业 包 括 充 气 和 发 射 ２ 个 过 程[１１－１４]ꎬ其中充气过程是以压缩气体为动力ꎬ通过高 压气瓶充气ꎬ其工作原理如图 ２ 所示ꎮ 充气时气瓶内 的高压空气由减压阀降至适当压力ꎬ通过充气管路同 时进入辅气室和主气室ꎮ 活塞在气体压力的作用下 与外壳紧密地贴在一起形成密封ꎬ将压缩空气密封在 发射器的气室内ꎮ 当气室内的压力达到预定值时ꎬ关 闭瓶阀ꎬ拔掉快速接头ꎬ充气过程结束ꎻ发射过程是通 过扣动扳机打开触发阀门ꎬ使辅气室与大气相通ꎬ同 时阻断辅气室与主气室之间的通路ꎮ 由于辅气室气 体压力瞬间减小ꎬ而主气室气体压力不变ꎬ活塞在瞬 间压力差的作用下产生向左的冲击力使主气室与外 界瞬间连通ꎬ压缩气体被迅速释放进入发射管内对探 头做功ꎬ并将其推射至前方ꎬ发射完成ꎮ １压缩气瓶ꎻ２压力表ꎻ３截止阀ꎻ４减压阀ꎻ ５安全阀ꎻ ６快速接头ꎻ７单向阀ꎻ８触发阀门ꎻ９辅气室ꎻ１０复位弹簧ꎻ １１阀芯ꎻ１２主气室ꎻ１３发射管ꎻ１４探头 图 ２ 井下超前侦测发射装置工作原理 Ｆｉｇ􀆱 ２ Ｗｏｒｋｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｍｉｎｅ ａｄｖａｎｃｅｄ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｌａｕｎｃｈｅｒ ａｎｄ ｐｒｏｂｅ ２ 超前侦测发射装置作业过程建模与分析 ２.１ 发射过程建模 探头发射过程受力模型如图 ３ 所示[１４]ꎮ 图 ３ 探头发射过程受力模型 Ｆｉｇ􀆱 ３ Ｆｏｒｃｅ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｐｒｏｂｅ ｌａｕｎｃｈ ｐｒｏｃｅｓｓ ５６１ ２０１９ 年第 ８ 期煤 炭 科 学 技 术第 ４７ 卷 由于发射过程瞬间完成ꎬ可假设温度不变ꎮ 此 外ꎬ为简化计算ꎬ忽略气体泄露的影响和发射过程中 的空气阻力ꎬ建立探头运动到发射管 ｌ 处的微分方 程为 ｍ ｄ２ｌ ｄｔ２ ＝ πｒ２ｐＶ Ｖ＋πｒ２ｌ －ｍｇｓｉｎ θ 求得探头的出膛速度 ｖ０为 ｖ０＝ ２ｐＶ ｍ ｌｎＶ＋πｒ ２Ｌ Ｖ －２ｇＬｓｉｎ θ 式中ｍ 为探头质量ꎻｌ 为探头位移ꎻｔ 为时间ꎻｒ 为探 头尾管半径ꎻｐ 为发射压力ꎻＶ 为气室容积ꎻｇ 为重力 加速度ꎻθ 为发射角ꎻＬ 为发射管的长度ꎬｌ≤Ｌꎮ ２.２ 飞行过程建模 探头在飞行过程受力模型如图 ４ 所示ꎮ 由于探 头本身几何尺寸较小ꎬ飞行时间和距离较短ꎬ可忽略 探头升力的影响ꎬ假设探头各部分质量分布均匀ꎬ根 据牛顿第二定律建立飞行过程中的微分方程[ １５－２０]ꎮ 图 ４ 探头飞行过程受力模型 Ｆｉｇ􀆱 ４ Ｆｏｒｃｅ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｐｒｏｂｅ ｆｌｉｇｈｔ ｐｒｏｃｅｓｓ 将图 ４ 沿着探头速度切线和法向进行投影ꎬ得 到飞行过程中的微分方程组为 ｍ ｄｖ ｄｔ ＝－Ｆ１－ｍｇｓｉｎ α ｖ ｄα ｄｔ ＝－ｇｃｏｓ α ｄｘ ｄｔ ＝ｖｃｏｓ α ｄｙ ｄｔ ＝ｖｓｉｎ α 式中ρ 为空气密度ꎻＡ 为探头迎风面积ꎻＣｄ为空气 阻力系数ꎬ取 ０.４５ꎻｖ 为探头飞行速度ꎻＦ１为探头所 受空气阻力ꎬＦ１＝ １/２ρＡＣｄｖ２ꎻα 为探头速度方向 与水平面的夹角ꎻｘ 为探头飞行水平位移ꎻｙ 为探头 飞行高度ꎮ ２.３ 发射过程求解 利用 Ｍａｔｌａｂ 软件对发射过程数学模型进行求 解ꎬ得到发射过程中气压 ｐ 与后坐力的关系ꎬ以及探 头出膛速度与发射角的关系分别如图 ５、图 ６ 所示ꎮ 由计算结果得知利用 ３４ ＭＰａ 压力发射所产 生的后坐力与口径 １２.７ ｍｍ 的重型狙击步枪相当ꎬ 只要发射姿势得当并不会对人体产生影响或伤害ꎮ 图 ５ 气压与后坐力的关系 Ｆｉｇ􀆱 ５ Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ａｎｄ ｒｅｃｏｉｌ 图 ６ 出膛速度与发射角角度的关系 Ｆｉｇ􀆱 ６ Ｒｅｌａｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ａｎｄ ａｎｇｌｅ 分析结果表明出膛速度主要与工作压力有关ꎬ 受发射角 θ 的影响可忽略不计ꎮ 出膛速度的增长速 率随压力的增大缓慢降低ꎬ发射器的最大出膛速度 可达 ４８.９ ｍ/ ｓꎮ ２.４ 飞行轨迹求解 通过对微分方程组求解可得到探头飞行过程中 的轨迹、速度、位移发射角等参数及相互之间关系ꎮ 初始条件为 ｖ ｜ｔ＝０ ＝ ｖ ０ꎬα ｜ｔ＝０＝ θꎬｘ ｜ｔ＝０＝ ０ꎬｙ ｜ｔ＝０＝ ｈꎮ 式中ｈ 为发射装置高度ꎮ 分别针对站立１.６ ｍ和 半蹲１.０ ｍ２ 种发射方式求解ꎬ如图 ７ 所示ꎬ为了 充分保证探头在发射过程中不发生碰壁现象ꎬ依据 我国目前煤矿巷道截面尺寸ꎬ将探头飞行轨迹的最 高点限制在 ２.２ ｍ 以内ꎮ ３ 巷道受限空间发射策略分析 通过上述理论计算得出发射气压和发射角是决 定后坐力和发射距离的关键因素ꎬ当气压到达 ３.５ ＭＰａ 以上时可将探头发射至５０ ｍ 以外ꎻ后坐力相同 的情况下站立发射时后坐力的作用力矩是半蹲时的 １.６ 倍ꎮ 综上所述ꎬ在巷道受限空间内最佳发射策略是 在 ３４ ＭＰａ 压力下于巷道中线处采用半蹲水平发 射ꎬ在发射过程中因后坐力影响ꎬ发射装置在发射人 员发射瞬间会自然轻微上扬ꎬ形成小角度的发射角ꎬ 可获得足够的发射距离ꎻ同时ꎬ半蹲发射可更好地保 持身体的稳固和获得更大的极限发射角度ꎮ ６６１ 温学雷煤矿井下应急救援超前侦测发射装置设计研究２０１９ 年第 ８ 期 如图 ７ 所示ꎬ若采用一定角度发射ꎬ发射距离明 显变大ꎬ但因矿山巷道高度限制ꎬ随着距离发射高度 的增加ꎬ发射距离反而减小ꎬ这也是在开敞空间与封 闭空间发射的最大区别ꎮ 其中ꎬ３４ ＭＰａ 半蹲小角 度发射距离可达 ５５ ｍꎬ满足超前侦测设计要求ꎮ 图 ７ 半蹲与站立发射最大距离对比 Ｆｉｇ􀆱 ７ Ｔｈｅ ｍａｘｉｍｕｍ ｄｉｓｔａｎｃｅ ｃｏｍｐａｒｉｓｉｏｎ ｏｆ ｓｑｕａｔ ａｎｄ ｓｔａｎｄｉｎｇ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ４ 发射试验及结果 发射装置在瓦斯灾害监控与应急技术国家重点 实验室清水溪煤矿巷道基地进行实际发射试验ꎬ如 图 ８ 所示ꎮ 在３.５ ＭＰａ 压力下ꎬ采取半蹲水平发射５ 次ꎬ利用测距仪测量探头第一落点ꎬ第 １５ 次发射 距离分别为 ５２.３、５３.１、５２.８、５３.４、５２.５ ｍꎬ平均发射 距离为 ５２.８２ ｍꎮ 图 ８ 发射试验 Ｆｉｇ􀆱 ８ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｔｅｓｔ ５ 结 论 １通过对井下应急救援超前侦测发射装置发 射过程的建模仿真研究ꎬ得出探头出膛速度和后坐 力主要与发射压力有关ꎬ并随发射压力升高而增大ꎬ 受发射角的影响可基本忽略ꎻ考虑后坐力对人员影 响ꎬ确定最佳发射压力为 ３４ ＭＰａꎮ ２通过对探头飞行过程的建模仿真研究ꎬ发射 角是影响发射距离和是否碰壁的关键因素ꎬ发射高 度可忽略不计ꎮ ３设定煤矿巷道最大飞行限制高度为 ２.２ ｍꎬ 确定巷道受限空间超前侦测发射最佳策略是在 ３４ ＭＰａ 压力下于巷道中线处采用半蹲水平发射ꎬ发射 距离超过 ５０ ｍ 以上ꎬ可解决矿山救援过程中超前侦 测存在距离不足的实际问题ꎮ 参考文献Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ [１] 孙继平ꎬ钱晓红.煤矿重特大事故应急救援技术及装备[Ｊ].煤 炭科学技术ꎬ２０１７ꎬ４５１１１２－１１６. 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