CN109209479A - 一种巷道掘进工作面灾害隔离方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种巷道掘进工作面灾害隔离方法，属于巷道隔离领域，包括安装阶段和隔离阶段，安装阶段为：在巷道掘进面的安全有效距离安装防水闸墙的可移动伸缩门柱；将可移动伸缩门柱收拢至巷道角落；将防水闸墙的防水帷幕安装在可移动伸缩门柱的上方的巷道顶壁；将防水帷幕全部收起，并悬挂在巷道顶壁上；隔离阶段为：使用防水闸墙的牵引装置牵引可移动伸缩门柱，使可移动伸缩门柱均布在巷道截面上；伸长可移动伸缩门柱，使可移动伸缩门柱顶部和底部均抵在巷道内壁上；将防水帷幕放开，并被可移动伸缩门柱支撑形成防水闸墙，完成巷道隔离。本发明保证巷道内所有人员逃离后将巷道灾害永久性隔离，防止灾害扩大危害整个矿井的安全正常生产。

Description

一种巷道掘进工作面灾害隔离方法

技术领域

本发明涉及巷道隔离技术领域，尤其涉及一种巷道掘进工作面灾害隔离方法。

背景技术

事故隔离闸墙主要设置在距掘进头50-100m(自移式为20m左右)处，随着掘进工作面的推进不断前移，将掘进头与外部巷道进行物理隔离。主要有两个作用：第一，灾害发生瞬间将其进行物理隔离，保证百米以外巷道内作业人员的安全；第二，进行灾害缓冲，为巷道内作业人员逃离提供充足的逃离时间。现有隔离闸墙大多采用固定结构，虽然能够保证安全性，但是需要不断重新设置隔离闸墙，消耗大量人力物力。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种巷道掘进工作面灾害隔离方法，用以解决现有隔离闸墙打开和隔离效率较低的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

本发明技术方案中，一种巷道掘进工作面灾害隔离方法，巷道掘进工作面灾害隔离方法使用防水闸墙，包括安装阶段和隔离阶段，安装阶段为：

S1.1、在巷道掘进面的安全有效距离安装防水闸墙的可移动伸缩门柱；

S1.2、将可移动伸缩门柱收拢至巷道角落；

S1.3、将防水闸墙的防水帷幕安装在可移动伸缩门柱的上方的巷道顶壁；

S1.4、将防水帷幕全部收起，并悬挂在巷道顶壁上；

隔离阶段为：

S2.1、使用防水闸墙的牵引装置牵引可移动伸缩门柱，使可移动伸缩门柱均布在巷道截面上；

S2.2、伸长可移动伸缩门柱，使可移动伸缩门柱顶部和底部均抵在巷道内壁上；

S2.3、将防水帷幕放开，并被可移动伸缩门柱支撑形成防水闸墙，完成巷道隔离。

本发明技术方案中，可移动伸缩门柱设有多根，依次排列；可移动伸缩门柱中的一个与巷道一侧壁固定连接，在牵引装置的牵引下，其余可移动伸缩门柱能够被牵引以形成闸墙；

可移动伸缩门柱伸长后能够抵接巷道顶壁；

防水帷幕悬挂于可移动伸缩门柱的上方，当防水帷幕被放下时，可移动伸缩门柱能够为防水帷幕提供支撑；防水帷幕尺寸大于巷道截面尺寸。

本发明技术方案中，可移动伸缩门柱为三级嵌套门柱，包括一级子门柱、二级子门柱和三级子门柱；三级子门柱能够收缩进二级子门柱中；二级子门柱能够收缩进一级子门柱中；凸出结构设置在三级子门柱的顶部和一级子门柱的底部；相邻的两根可移动伸缩门柱的一级子门柱铰接；

可移动伸缩门柱的顶部和底部均设有凸出结构；可移动伸缩门柱伸长时，凸出结构能够嵌入到巷道壁内。

本发明技术方案中，可移动伸缩门柱的截面为圆形或方形；可移动伸缩门柱的底部设有至少3个万向轮；

所有的可移动伸缩门柱通过液压系统控制同时伸缩；液压系统还驱动牵引装置。

本发明技术方案中，防水帷幕包括核心封闭区和周边柔性区；

核心封闭区的上缘通过悬挂装置的固定结构与巷道顶壁固定；核心封闭区的形状和尺寸均与巷道截面形状和尺寸相同，且防水帷幕完全打开时，核心封闭区与巷道截面重合；周边柔性区包围核心封闭区，且周边柔性区为粘性面，能够与巷道壁黏贴；核心封闭区设有水平的刚性骨架。

本发明技术方案中，悬挂装置还设有卷绳；防水帷幕卷曲在悬挂装置的下方，并通过卷绳固定。

本发明技术方案中，悬挂装置还设有多个帷幕固定装置；防水帷幕平铺在巷道顶壁，并通过帷幕固定装置固定。

本发明技术方案中，步骤S1.1中，防水闸墙初始安装的安全有效距离为掘进面后20-50m，掘进面每向前掘进50m，防水闸墙朝掘进面方向一次性移动50m。

本发明技术方案中，步骤S1.2中，可移动伸缩门柱收拢时，排列成方阵。

本发明技术方案中，步骤S2.1中，牵引可移动伸缩门柱之前，将掘进面的设备断电，并切断通风管和水管。

本发明技术方案的有益效果是：

1、本发明通过可移动伸缩门柱的设置，方便了隔离闸墙的安装拆卸和开启关闭，在保证巷道内所有人员逃离后将巷道灾害永久性隔离，防止灾害扩大危害整个矿井的安全正常生产；

2、本发明通过粘性的防水帷幕具备较好的密封效果，能够有效地将水、火、瓦斯等灾害进行隔离，保证巷道内其他部分的安全。

本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1-1为本发明实施例的防水闸墙打开状态示意图；

图1-2为本发明实施例的防水闸墙打开状态时可移动伸缩门柱的排列俯视示意图；

图2-1为本发明实施例的防水闸墙关闭过程中可移动伸缩门柱的牵引过程示意图；

图2-2为本发明实施例的防水闸墙关闭过程中可移动伸缩门柱的牵引过程的排列俯视示意图；

图3-1为本发明实施例的防水闸墙关闭过程中可移动伸缩门柱的牵引到位示意图；

图3-2为本发明实施例的防水闸墙关闭过程中可移动伸缩门柱的牵引到位的排列俯视示意图；

图4为本发明实施例的防水闸墙关闭状态示意图；

图5为本发明实施例的防水闸墙的防水帷幕示意图；

图6为本发明实施例的防水闸墙的防水帷幕卷曲悬挂示意图；

图7为本发明实施例的防水闸墙的防水帷幕平铺悬挂示意图。

附图标记：

1-防水帷幕；11-核心封闭区；12-周边柔性区；2-可移动伸缩门柱；21-一级子门柱；22-二级子门柱；23-三级子门柱；3-刚性骨架；4-固定结构；5-卷绳；6-帷幕固定装置。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

现有的巷道隔离闸墙往往都是固定式的，在设置和拆除时十分困难，此外也几乎不能调整隔离闸墙的位置，因此需要设计能够便于拆装和开闭的隔离闸墙。

如图4所示，本发明实施例提供了一种巷道掘进工作面灾害隔离的防水闸墙，防水闸墙包括可移动伸缩门柱2和防水帷幕1。防水帷幕1悬挂于可移动伸缩门柱2的上方，并能够附在可移动伸缩门柱2上，且防水帷幕1尺寸大于巷道截面尺寸，本发明实施例通过防水帷幕1来进行灾害的隔离的阻挡。可移动伸缩门柱2设有至少3根，依次排列，形成用于支撑防水帷幕1的竖直方向立柱。两端的可移动伸缩门柱2中的一根与巷道一侧壁固定，另一根与牵引装置连接，且能够被牵引至巷道的另一侧壁，相邻的两根之间铰接，通过牵引可移动伸缩门柱2，即可实现防水闸墙的快速开启和关闭，也可另一侧壁设置无极绳牵引可移动伸缩门柱2完成巷道横向封闭。可移动伸缩门柱2伸长时，能够抵在巷道顶壁，即上下均能与巷道壁牢固接触，为防水帷幕1提供稳定的支撑，使防水闸墙能够抵挡一定的冲击力和作用力。

为了能够进一步提高防水闸墙的抗冲击能力，本发明技术方案中，可移动伸缩门柱2的顶部和底部均设有凸出结构；可移动伸缩门柱2伸长时，凸出结构能够嵌入到巷道壁内。当可移动伸缩门柱2完成封闭巷道时，凸出结构可以嵌入围岩中，使防水闸墙能够抵抗水压等作用力。凸出结构的形状不做限定，可以为锥状、柱状或放射状，数量也可以设置多个。

可移动伸缩门柱2可以采用多种形式来实现伸缩功能，例如连杆、阶梯状的错位滑动等等。出于使可移动伸缩门柱2结构更加紧凑的角度出发，本发明实施例中，可移动伸缩门柱2采用多级嵌套的伸缩形式，原理类似于可伸缩的天线，考虑到可移动伸缩门柱2需要在收起时尽量占用较小的空间，级数一般需要大于等于3，而级数过多反而会影响可移动伸缩门柱2的伸缩相应速度，也会增加控制难度，所以优选为三级嵌套。

具体的，如图4所示，可移动伸缩门柱2为三级嵌套门柱，包括一级子门柱21、二级子门柱22和三级子门柱23；三级子门柱23能够收缩进二级子门柱22中；二级子门柱22能够收缩进一级子门柱21中；可移动伸缩门柱2伸长时，二级子门柱22和三级子门柱23均伸出，三级子门柱23抵在巷道顶壁，一级子门柱21抵在巷道底壁。凸出结构设置在三级子门柱23的顶部和一级子门柱21的底部，以便于在可移动伸缩门柱2伸长时，凸出结构能够嵌入到巷道壁内。相邻的两根可移动伸缩门柱2的一级子门柱21铰接，在牵引可移动伸缩门柱2时，可移动伸缩门柱2为收缩状态，因此只需要一级子门柱21之间进行铰接。

如图1-1所示，为了使可移动伸缩门柱2在受到作用力时不会轻易弯曲，可移动伸缩门柱2的截面为圆形或正多边形，但是考虑到加工的难易程度，本发明技术方案中，可移动伸缩门柱2的截面为圆形或方形。

可移动伸缩门柱2的移动可以通过滑槽或轨道等形式来实现，考虑到巷道内地形可能较为复杂，本发明实施例采用更加易于使用且适应性更强的万向轮来实现可移动伸缩门柱2的移动功能。可移动伸缩门柱2的底部设有至少3个万向轮，保证可移动伸缩门柱2能够稳定移动，不会发生倾倒的情况。万向轮在一级子门柱21抵在巷道底壁时，能够收入一级子门柱21内，防止损坏。

巷道内的灾害很可能是突发的，因此防水闸墙需要能够快速展开，为了让可移动伸缩门柱2快速就位，本发明技术方案中，所有的可移动伸缩门柱2通过液压系统控制同时伸缩；液压系统还驱动牵引装置。通过液压系统来驱动牵引装置，进而使每个可移动伸缩门柱2快速就位，同时液压系统还控制可移动伸缩门柱2的伸长，进而使所有可移动伸缩门柱2能够快速形成防水帷幕1的竖向支撑，保证防水闸墙能够快速关闭。

如图5所示，本发明实施例中，可移动伸缩门柱2作为防水帷幕1的支撑结构使用，直接实现隔离效果的是防水帷幕1，防水帷幕1包括核心封闭区11和周边柔性区12，核心封闭区11用来封闭巷道截面，周边柔性区12用来保证防水帷幕1四周的封闭效果。

如图5所示，核心封闭区11的上缘通过悬挂装置的固定结构4与巷道顶壁固定，防水闸墙在打开状态下，防水帷幕1通过核心封闭区11的悬挂装置悬挂在巷道顶壁，防止占用空间，一旦防水闸墙关闭，悬挂装置打开，防水帷幕1除核心封闭区11的上缘的悬挂点之外的其他部分落下，封住巷道。核心封闭区11的形状和尺寸均与巷道截面形状和尺寸相同，且防水帷幕1完全打开时，核心封闭区11与巷道截面重合，保证核心封闭区11能够完全的将巷道截面封闭。周边柔性区12包围核心封闭区11，使得防水帷幕1的与巷道壁之间也能够良好的封闭，周边柔性区12为粘性面，能够与巷道壁黏贴，在水压作用下能够进一步紧贴围岩壁，减少漏水，进一步保证封闭的效果。

考虑到可移动伸缩门柱2仅仅对防水帷幕1提供了竖向的支撑，为了进一步提高整个防水闸墙的抗冲击能力，如图5所示，本发明实施例中，核心封闭区11设有水平的刚性骨架3，刚性骨架3和可移动伸缩门柱2形成正交的支撑网，能够提高防水闸墙对作用力的承受能力。

在防水闸墙打开状态时，防水帷幕1需要悬挂在巷道顶壁，可以采用卷曲或平铺的形式来进行悬挂。如图6所示，采用卷曲形式时，悬挂装置还设有卷绳5，防水帷幕1卷曲在悬挂装置的下方，并通过卷绳5固定，只要打开卷绳5，防水帷幕1就能落下封闭巷道。如图7所示，采用平铺形式时，悬挂装置还设有多个帷幕固定装置6，防水帷幕1平铺在巷道顶壁，并通过帷幕固定装置6固定，只要打开帷幕固定装置6，防水帷幕1就能落下封闭巷道。

为了提高防水闸墙的响应速度，本发明技术方案中，悬挂装置和液压系统均通过电控系统控制。考虑到突发情况下，电控系统的电源可能会损坏，因此电控系统设有备用电源。为了以防万一，悬挂装置和液压系统也可通过人工手动控制。

本发明实施例还提供了一种巷道掘进工作面灾害隔离方法，巷道掘进工作面灾害隔离方法使用防水闸墙，包括安装阶段和隔离阶段，安装阶段为：

S1.1、在巷道掘进面的安全有效距离安装防水闸墙的可移动伸缩门柱2；实际使用时，掘进面会逐渐推进，但是如果防水闸墙也随掘进面一同移动会增加工作量，所以在初始安装防水闸墙时，通常在掘进面后20-50m进行设置，掘进面每向前前进50m，防水闸墙一次性向前移动50m。

S1.2、将可移动伸缩门柱2收拢至巷道角落；可移动伸缩门柱2的个数通常会较多，为了减少可移动伸缩门柱2占用的空间，可移动伸缩门柱2可以使用合数个，并排列成方阵，置于巷道角落。

S1.3、将防水闸墙的防水帷幕1安装在可移动伸缩门柱2的上方的巷道顶壁；防水帷幕1的固定位置为设置防水闸墙的位置对应的巷道顶部，且固定处需要与巷道紧密接触

S1.4、将防水帷幕1全部收起，并悬挂在巷道顶壁上；具体的安装方式可以根据防水帷幕1的悬挂方式来适应性的调整。

隔离阶段为：

S2.1、使用防水闸墙的牵引装置牵引可移动伸缩门柱2，使可移动伸缩门柱2均布在巷道截面上；考虑到掘进面和防水闸墙之间会灌水，牵引可移动伸缩门柱2之前，将掘进面的设备断电，并切断通风管和水管。

S2.2、伸长可移动伸缩门柱2，使可移动伸缩门柱2顶部和底部均抵在巷道内壁上，能够使作为支撑的可移动伸缩门柱2承受一定的作用力。

S2.3、将防水帷幕1放开，并被可移动伸缩门柱2支撑形成防水闸墙，完成巷道隔离。

如图1-1、2-1、3-1、4所示，在某一巷道内使用本发明实施例，防巷道宽度为5.0m，高度为3.0m。

安装阶段，防水帷幕1高度4.0m，宽度为6m，周边柔性区12跨度为0.5m，一级子门柱211m，二级子门柱221.05m，三级子门柱231.1m。如图1-2所示，将5根可移动伸缩门柱2设为一组，共设置5组。可移动伸缩门柱2收起时，紧密排列为5×5的方阵，以减少占用空间，牵引时，如图2-2所示，以组为单位，呈“之”字形展开，并最终牵引成一行，如图3-2所示。防水闸墙与作业面距离在20m左右，作业面每前进50m往前移动一次防水闸墙的位置。防水闸墙前后1m的范围内风、水管路和皮带管全部为可切断材料，如高刚度抗高压塑料管等。

隔离阶段，作业面所有设备断电，开启液压系统，5s～10s之内即可将可移动伸缩门柱2完全展开，同时切断风、水管路和皮带管，将二级子门柱22和三级子门柱23伸出，并施加不小90t的推力，是凸出结构能够嵌入到巷道壁内，打开悬挂装置，将防水帷幕1放下，封闭巷道。

综上所述，本发明实施例提供了一种巷道掘进工作面灾害隔离的防水方法，本发明通过可移动伸缩门柱2的设置，方便了隔离闸墙的安装拆卸和开启关闭，在保证巷道内所有人员逃离后将巷道灾害永久性隔离，防止灾害扩大危害整个矿井的安全正常生产；本发明通过粘性的防水帷幕1具备较好的密封效果，能够有效地将水、火、瓦斯等灾害进行隔离，保证巷道内其他部分的安全。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种巷道掘进工作面灾害隔离方法，其特征在于，所述巷道掘进工作面灾害隔离方法使用防水闸墙，包括安装阶段和隔离阶段，安装阶段为：

S1.1、在巷道掘进面的安全有效距离安装防水闸墙的可移动伸缩门柱(2)；

S1.2、将可移动伸缩门柱(2)收拢至巷道角落；

S1.3、将防水闸墙的防水帷幕(1)安装在可移动伸缩门柱(2)的上方的巷道顶壁；

S1.4、将防水帷幕(1)全部收起，并悬挂在巷道顶壁上；

隔离阶段为：

S2.1、使用防水闸墙的牵引装置牵引可移动伸缩门柱(2)，使可移动伸缩门柱(2)均布在巷道截面上；

S2.2、伸长可移动伸缩门柱(2)，使可移动伸缩门柱(2)顶部和底部均抵在巷道内壁上；

S2.3、将防水帷幕(1)放开，并被可移动伸缩门柱(2)支撑形成防水闸墙，完成巷道隔离。

2.根据权利要求1所述的巷道掘进工作面灾害隔离方法，其特征在于，所述可移动伸缩门柱(2)设有多根，依次排列；所述可移动伸缩门柱(2)中的一个与巷道一侧壁固定连接，在所述牵引装置的牵引下，其余可移动伸缩门柱(2)能够被牵引以形成闸墙；

所述可移动伸缩门柱(2)伸长后能够抵接巷道顶壁；

所述防水帷幕(1)悬挂于所述可移动伸缩门柱(2)的上方，当所述防水帷幕(1)被放下时，所述可移动伸缩门柱(2)能够为所述防水帷幕(1)提供支撑；所述防水帷幕(1)尺寸大于巷道截面尺寸。

3.根据权利要求2所述的巷道掘进工作面灾害隔离方法，其特征在于，所述可移动伸缩门柱(2)的顶部和底部均设有凸出结构；所述可移动伸缩门柱(2)伸长时，所述凸出结构能够嵌入到巷道壁内

所述可移动伸缩门柱(2)为三级嵌套门柱，包括一级子门柱(21)、二级子门柱(22)和三级子门柱(23)；所述三级子门柱(23)能够收缩进所述二级子门柱(22)中；所述二级子门柱(22)能够收缩进一级子门柱(21)中；所述凸出结构设置在所述三级子门柱(23)的顶部和一级子门柱(21)的底部；相邻的两根所述可移动伸缩门柱(2)的一级子门柱(21)铰接。

4.根据权利要求3所述的巷道掘进工作面灾害隔离方法，其特征在于，所述可移动伸缩门柱(2)的截面为圆形或方形；所述可移动伸缩门柱(2)的底部设有至少3个万向轮；

所有的所述可移动伸缩门柱(2)通过液压系统控制同时伸缩；所述液压系统还驱动所述牵引装置。

5.根据权利要求4所述的巷道掘进工作面灾害隔离方法，其特征在于，所述防水帷幕(1)包括核心封闭区(11)和周边柔性区(12)；

所述核心封闭区(11)的上缘通过悬挂装置的固定结构(4)与巷道顶壁固定；所述核心封闭区(11)的形状和尺寸均与巷道截面形状和尺寸相同，且所述防水帷幕(1)完全打开时，所述核心封闭区(11)与巷道截面重合；所述周边柔性区(12)包围所述核心封闭区(11)，且所述周边柔性区(12)为粘性面，能够与巷道壁黏贴；所述核心封闭区(11)设有水平的刚性骨架(3)。

6.根据权利要求5所述的巷道掘进工作面灾害隔离方法，其特征在于，所述悬挂装置还设有卷绳(5)；所述防水帷幕(1)卷绕在所述悬挂装置的下方，并通过卷绳(5)固定。

7.根据权利要求5所述的巷道掘进工作面灾害隔离方法，其特征在于，所述悬挂装置还设有多个帷幕固定装置(6)；所述防水帷幕(1)平铺在巷道顶壁，并通过所述帷幕固定装置(6)固定。

8.根据权利要求6至7所述的巷道掘进工作面灾害隔离方法，其特征在于，所述步骤S1.1中，防水闸墙初始安装的安全有效距离为掘进面后方20-50m，掘进面每向前掘进50m，防水闸墙朝掘进面方向一次性移动50m。

9.根据权利要求8所述的巷道掘进工作面灾害隔离方法，其特征在于，所述步骤S1.2中，可移动伸缩门柱(2)收拢时，排列成方阵。

10.根据权利要求9所述的巷道掘进工作面灾害隔离方法，其特征在于，所述步骤S2.1中，牵引可移动伸缩门柱(2)之前，将掘进面的设备断电，并切断通风管和水管。