CN109372579B - 矿井灾变区域临时快速密闭装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种矿井灾变区域临时快速密闭装置及方法,该装置包括耐摩擦气囊、高压容器、风压泡沫发生器和两组隔离机构,隔离机构包括立式液压隔离件和横式液压隔离件;该方法包括步骤:一、隔离机构的位置选取;二、隔离机构的安装;三、选择适应的耐摩擦气囊及耐摩擦气囊的预装;四、耐摩擦气囊密闭灾变区域;五、耐摩擦气囊和隔离机构的缓冲保护。本发明利用两个隔离机构夹持充填有泡沫的耐摩擦气囊,耐摩擦气囊在泡沫的作用下后形成与矿井巷道截面相契合的囊袋式充填,能够适应各种形状的巷道且密闭性良好,能快速有效地隔断事故链式反应,避免有毒有害气体的蔓延。
Description
技术领域
本发明属于灾变区域临时密闭技术领域,具体涉及一种矿井灾变区域临时快速密闭装置及方法。
背景技术
近些年来,随着国家煤矿的整合,综合机械化也在井下大规模应用,井下发生事故的可能性和破坏性也在不同程度的加深,尤其在瓦斯爆炸,煤尘爆炸,以及井下火灾方面。当煤矿井下发生爆炸或火灾事故时,需要快速地确定火灾或爆炸的区域,找到所在的相关巷道,采用相关的封堵措施切断该区域的风流,达到控制灾害区域的供氧的目的。在现有的临时密闭装置中,常规做法就是采用木板密封,即在需要密闭的巷道中横向、竖向搭几根木柱,把木板钉在木柱上,然后往木柱上喷涂防火材料,但是这种方式的临时密闭很难确保其密闭性,且该密闭装置一旦发生瓦斯爆炸,煤尘爆炸等二次灾害时,极容易在冲击波的作用下被摧毁,无法有效地控制灾区事故的发展和蔓延,更不必说来保证工作人员的安全,财产安全。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足,提供一种矿井灾变区域临时快速密闭装置,其设计新颖合理,利用两个隔离机构夹持充填有泡沫的耐摩擦气囊,耐摩擦气囊在泡沫的作用下后形成与矿井巷道截面相契合的囊袋式充填,能够适应各种形状的巷道且密闭性良好,能快速有效地隔断事故链式反应,避免有毒有害气体的蔓延,来保证其他区域的人员、财产安全,便于推广使用。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:矿井灾变区域临时快速密闭装置,其特征在于:包括两组设置在矿井巷道内用于隔离灾变区域的隔离机构和设置在两组所述隔离机构之间的耐摩擦气囊,两组所述隔离机构远离所述灾变区域的一侧设置有盛放泡沫发生剂的高压容器和与高压容器连通的风压泡沫发生器,所述隔离机构包括立式液压隔离件和与所述立式液压隔离件配合的横式液压隔离件,所述立式液压隔离件中的液压件延伸线和所述横式液压隔离件中的液压件延伸线与矿井巷道相交位置处均设置有嵌入式铰接扣,所述立式液压隔离件包括立式液压支架和安装在立式液压支架上的凹槽,所述横式液压隔离件包括与凹槽配合的横式液压支架,立式液压支架和横式液压支架的活塞端沿长度方向均开设有螺纹槽,立式液压支架和横式液压支架的活塞端均设置有与所述螺纹槽配合的螺纹杆,螺纹杆远离活塞端的一端与嵌入式铰接扣配合,立式液压支架的固定端和横式液压支架的固定端均与嵌入式铰接扣配合,立式液压支架的固定端和横式液压支架的固定端均设置有与矿井高压水管连通的单向阀门,风压泡沫发生器通过第一矿用高压胶管与耐摩擦气囊连通,第二矿用高压胶管设置在耐摩擦气囊上方且依次穿过两组所述隔离机构,第二矿用高压胶管的一端与风压泡沫发生器连通,第二矿用高压胶管的一端暴露在两组所述隔离机构靠近所述灾变区域的一侧。
上述的矿井灾变区域临时快速密闭装置,其特征在于:所述高压容器通过第三矿用高压胶管与风压泡沫发生器连通。
上述的矿井灾变区域临时快速密闭装置,其特征在于:所述凹槽上设置有用于固定立式液压支架和横式液压支架的X型式锁扣。
上述的矿井灾变区域临时快速密闭装置,其特征在于:所述耐摩擦气囊的容积大于两组所述隔离机构之间区域的体积,所述耐摩擦气囊为阻燃性耐摩擦气囊。
上述的矿井灾变区域临时快速密闭装置,其特征在于:所述泡沫发生剂为阻燃泡沫发生剂或惰性泡沫发生剂。
上述的矿井灾变区域临时快速密闭装置,其特征在于:两组所述隔离机构之间的间距为5m~10m。
上述的矿井灾变区域临时快速密闭装置,其特征在于:一组所述隔离机构中的立式液压支架的数量为M个,一组所述隔离机构中的横式液压支架的数量为N个,其中,M和N均为正整数;一组所述隔离机构中的嵌入式铰接扣的数量为2M+2N个。
同时,本发明还公开了一种方法步骤简单的矿井灾变区域临时快速密闭方法,其特征在于该方法包括以下步骤:
步骤一、隔离机构的位置选取:当矿井下突发灾害事故时,根据矿井灾害的严重程度结合井下临时密闭规程在灾变区域选取密闭位置对灾变区域进行隔离;
步骤二、隔离机构的安装,过程如下:
步骤201、确定第一组隔离机构的位置后,在矿井巷道的顶底板处确定多对嵌入式铰接扣的预置位置,使每对嵌入式铰接扣的几何中心连线垂直于水平面,多对嵌入式铰接扣的几何中心连线形成的平面平行于矿井巷道的断面,在矿井巷道的顶底板每个预置位置进行掏槽,掏槽的深度满足矿井下的安全规程,将嵌入式铰接扣置入矿井巷道顶底板掏好的槽内;
步骤202、将多个立式液压支架的固定端分别安装在矿井巷道底板上多个嵌入式铰接扣内,将矿井高压水管与单向阀门连通,利用高压水驱动立式液压支架,立式液压支架的活塞端在高压水的压力作用下开始伸长,直到立式液压支架前端的螺纹杆伸入矿井巷道顶板上的嵌入式铰接扣中且立式液压支架不再伸长;
步骤203、在第一组隔离机构对应的矿井巷道的两侧板处确定多对嵌入式铰接扣的预置位置,使每对嵌入式铰接扣的几何中心连线平行于水平面,多对嵌入式铰接扣的几何中心连线形成的平面平行于矿井巷道的断面,在矿井巷道的两侧板每个预置位置进行掏槽,掏槽的深度满足矿井下的安全规程,将嵌入式铰接扣置入矿井巷道两侧板掏好的槽内;
步骤204、将多个横式液压支架安装在对应立式液压支架的凹槽内且其固定端分别安装在矿井巷道一侧板上多个嵌入式铰接扣内,将矿井高压水管与横式液压支架上的单向阀门连通,利用高压水驱动横式液压支架,横式液压支架的活塞端在高压水的压力作用下开始伸长,直到横式液压支架前端的螺纹杆伸入矿井巷道另一侧板上的嵌入式铰接扣中且横式液压支架不再伸长;
步骤205、采用X型式锁扣对立式液压支架和横式液压支架相交位置处进行固定;
步骤206、确定第二组隔离机构的位置后,将第二组隔离机构视为第一组隔离机构,循环步骤201至步骤205,实现第二组隔离机构的安装;
所述第一组隔离机构和所述第二组隔离机构之间的间距为5m~10m;
步骤三、选择适应的耐摩擦气囊及耐摩擦气囊的预装:根据所述第一组隔离机构和所述第二组隔离机构之间区域的尺寸,选择适应的耐摩擦气囊,使充起的耐摩擦气囊的体积大于所述第一组隔离机构和所述第二组隔离机构之间区域的体积;在矿井巷道位于所述第一组隔离机构和所述第二组隔离机构之间区域的巷道弧顶处预装耐摩擦气囊;
步骤四、耐摩擦气囊密闭灾变区域:启动风压泡沫发生器,使高压容器中的泡沫发生剂通过第三矿用高压胶管进入风压泡沫发生器,经风压泡沫发生器的泡沫发生后通过第一矿用高压胶管进入耐摩擦气囊,直至耐摩擦气囊依靠泡沫压力与矿井巷道煤壁周边接触,同时使用井下气体传感器监测耐摩擦气囊与矿井巷道煤壁接触位置的气体浓度变化,若密闭位置处的气体浓度不再变化时,表明耐摩擦气囊密闭完成;
所述泡沫发生剂为阻燃泡沫发生剂或惰性泡沫发生剂;
步骤五、耐摩擦气囊和隔离机构的缓冲保护:高压容器中的泡沫发生剂通过第三矿用高压胶管进入风压泡沫发生器,经风压泡沫发生器的泡沫发生后通过第二矿用高压胶管喷射至靠近所述灾变区域一侧的隔离机构上和耐摩擦气囊表面,形成一层缓冲保护层,所述缓冲保护层的厚度不小于10cm。
上述的方法,其特征在于:所述气体传感器为本安型气体传感器,所述风压泡沫发生器为本安型风压泡沫发生器,所述单向阀门为本安型单向阀门。
本发明与现有技术相比具有以下优点:
1、本发明采用的装置利用两个隔离机构夹持充填有泡沫的耐摩擦气囊,耐摩擦气囊在泡沫的作用下后形成与矿井巷道截面相契合的囊袋式充填,被充填的耐摩擦气囊就会在隔离机构的支撑与约束的作用下与矿井巷道壁面紧密结合,能够适应各种形状的巷道且密闭性良好,在此基础上,通过预留的第二矿用高压胶管,第二矿用高压胶管设置在耐摩擦气囊上方且依次穿过两组所述隔离机构,第二矿用高压胶管穿过两组所述隔离机构的一端暴露在两组隔离机构靠近灾变区域的一侧,实现对隔离机构与耐摩擦气囊形成的密闭墙的外侧再次进行充填,起到一个保护隔离机构和耐摩擦气囊的作用,隔离机构可减少耐摩擦气囊的自由面,确保被充填的耐摩擦气囊与矿井巷道壁面紧密结合在一起,达到矿井灾变区域的快速、有效的密闭的目标,便于推广使用。
2、本发明采用的装置在耐摩擦气囊中填充泡沫,通过泡沫的堆积挤压,增加耐摩擦气囊的质量,进而增大耐摩擦气囊与煤壁接触的压力,提高耐摩擦气囊的耐磨性,实现耐摩擦气囊与巷道接触后整体的抗冲击功效;通过嵌入式铰接扣的定位作用,以及液压支架的自动伸缩,实现隔离机构的快速搭建,并且利用风压泡沫发生器快速充填耐摩擦气囊,缩短临时密闭装置的搭建时间,且耐摩擦气囊与两个隔离机构的结合,隔离机构采用液压支架具有一定的强度,能抵抗一定强度的爆炸冲击力,减少对矿井巷道未受灾区域的影响,隔离效果好。
3、本发明采用的装置立式液压隔离件中的液压件延伸线和横式液压隔离件中的液压件延伸线与矿井巷道相交位置处均设置有嵌入式铰接扣,嵌入式铰接扣可以将液压支架的固定端、活塞端与煤壁固定在一起,保证液压支架不会因接触面处的煤体破碎而导致液压支架失去稳定性,达到增强密闭装置强度的目的,增强液压支架的稳固性,立式液压支架上安装有凹槽,便于横式液压支架的安装,可以降低工人的劳动强度,节省时间,为迅速密闭灾变区域提供便捷,可靠稳定,使用效果好。
4、本发明采用的装置立式液压支架和横式液压支架的活塞端均设置有与螺纹槽配合的螺纹杆的目的是尽可能减少液压支架活塞端的伸长量,这样做可以增强活塞端在伸长时的稳定性,且快速实现液压支架支撑到位,节省时间。
5、本发明采用的装置立式液压支架的固定端和横式液压支架的固定端均设置有与矿井高压水管连通的单向阀门,利用高压水对立式液压支架和横式液压支架提供动力,避免液压油在爆炸或火灾事故中失效,规避液压油带来的安全隐患。
6、本发明采用的方法,步骤简单,能够实现隔离机构的位置快速定位,且安装快速,安装牢固,提供选择适应的耐摩擦气囊及耐摩擦气囊的预装,使充起的耐摩擦气囊的体积大于所述第一组隔离机构和所述第二组隔离机构之间区域的体积,实现能够适应各种形状的巷道且密闭性良好,能快速有效地隔断事故链式反应,通过第二矿用高压胶管喷射至靠近所述灾变区域一侧的隔离机构上和耐摩擦气囊表面,形成一层缓冲保护层且缓冲保护层的厚度不小于10cm,有效的对隔离机构和耐摩擦气囊进行保护,进一步密闭灾变区域,避免有毒有害气体的蔓延,来保证其他区域的人员、财产安全,便于推广使用。
综上所述,本发明设计新颖合理,利用两个隔离机构夹持充填有泡沫的耐摩擦气囊,耐摩擦气囊在泡沫的作用下后形成与矿井巷道截面相契合的囊袋式充填,能够适应各种形状的巷道且密闭性良好,能快速有效地隔断事故链式反应,避免有毒有害气体的蔓延,来保证其他区域的人员、财产安全,便于推广使用。
下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明采用的装置的结构示意图。
图2为图1沿矿井巷道长度方向的剖面示意图。
图3为本发明立式液压支架的结构示意图。
图4为本发明方法的方法流程框图。
附图标记说明:
1—立式液压支架; 2—耐摩擦气囊; 3—嵌入式铰接扣;
4—X型式锁扣; 5—风压泡沫发生器;
6—第一矿用高压胶管; 7—高压容器;
8—第二矿用高压胶管; 9—单向阀门;
10—凹槽; 11—螺纹杆;
13—第三矿用高压胶管; 14—矿井巷道;
15—横式液压支架。
具体实施方式
如图1至图3所示,本发明所述的矿井灾变区域临时快速密闭装置,包括两组设置在矿井巷道14内用于隔离灾变区域的隔离机构和设置在两组所述隔离机构之间的耐摩擦气囊2,两组所述隔离机构远离所述灾变区域的一侧设置有盛放泡沫发生剂的高压容器7和与高压容器7连通的风压泡沫发生器5,所述隔离机构包括立式液压隔离件和与所述立式液压隔离件配合的横式液压隔离件,所述立式液压隔离件中的液压件延伸线和所述横式液压隔离件中的液压件延伸线与矿井巷道14相交位置处均设置有嵌入式铰接扣3,所述立式液压隔离件包括立式液压支架1和安装在立式液压支架1上的凹槽10,所述横式液压隔离件包括与凹槽10配合的横式液压支架15,立式液压支架1和横式液压支架15的活塞端沿长度方向均开设有螺纹槽,立式液压支架1和横式液压支架15的活塞端均设置有与所述螺纹槽配合的螺纹杆11,螺纹杆11远离活塞端的一端与嵌入式铰接扣3配合,立式液压支架1的固定端和横式液压支架15的固定端均与嵌入式铰接扣3配合,立式液压支架1的固定端和横式液压支架15的固定端均设置有与矿井高压水管连通的单向阀门9,风压泡沫发生器5通过第一矿用高压胶管6与耐摩擦气囊2连通,第二矿用高压胶管8设置在耐摩擦气囊2上方且依次穿过两组所述隔离机构,第二矿用高压胶管8的一端与风压泡沫发生器5连通,第二矿用高压胶管8的一端暴露在两组所述隔离机构靠近所述灾变区域的一侧。
需要说明的是,利用两个隔离机构夹持充填有泡沫的耐摩擦气囊2,耐摩擦气囊2在泡沫的作用下后形成与矿井巷道截面相契合的囊袋式充填,被充填的耐摩擦气囊2就会在隔离机构的支撑与约束的作用下与矿井巷道壁面紧密结合,能够适应各种形状的巷道且密闭性良好,在此基础上,通过预留的第二矿用高压胶管8,第二矿用高压胶管8设置在耐摩擦气囊2上方且依次穿过两组所述隔离机构,第二矿用高压胶管8穿过两组所述隔离机构的一端暴露在两组隔离机构靠近灾变区域的一侧,实现对隔离机构与耐摩擦气囊2形成的密闭墙的外侧再次进行充填,起到一个保护隔离机构和耐摩擦气囊2的作用,隔离机构可减少耐摩擦气囊2的自由面,确保被充填的耐摩擦气囊2与矿井巷道壁面紧密结合在一起,达到矿井灾变区域的快速、有效的密闭的目标,便于推广使用;立式液压隔离件中的液压件延伸线和横式液压隔离件中的液压件延伸线与矿井巷道相交位置处均设置有嵌入式铰接扣3,嵌入式铰接扣3可以将液压支架的固定端、活塞端与煤壁固定在一起,保证液压支架不会因接触面处的煤体破碎而导致液压支架失去稳定性,达到增强密闭装置强度的目的,增强液压支架的稳固性,立式液压支架1上安装有凹槽10,便于横式液压支架15的安装,可以降低工人的劳动强度,节省时间,为迅速密闭灾变区域提供便捷,可靠稳定,使用效果好;立式液压支架1和横式液压支架15的活塞端均设置有与螺纹槽配合的螺纹杆11的目的是尽可能减少液压支架活塞端的伸长量,这样做可以增强活塞端在伸长时的稳定性,且快速实现液压支架支撑到位,节省时间;立式液压支架1的固定端和横式液压支架15的固定端均设置有与矿井高压水管连通的单向阀9门,利用高压水对立式液压支架1和横式液压支架15提供动力,避免液压油在爆炸或火灾事故中失效,规避液压油带来的安全隐患。
本实施例中,所述高压容器7通过第三矿用高压胶管13与风压泡沫发生器5连通。
本实施例中,所述凹槽10上设置有用于固定立式液压支架1和横式液压支架15的X型式锁扣4。
需要说明的是,X型式锁扣4穿过立式液压支架和横式液压支架的交叉部位,将其固定紧为止,实现立式液压支架和横式液压支架的固定安装。
本实施例中,所述耐摩擦气囊2的容积大于两组所述隔离机构之间区域的体积,所述耐摩擦气囊2为阻燃性耐摩擦气囊。
本实施例中,所述泡沫发生剂为阻燃泡沫发生剂或惰性泡沫发生剂。
需要说明的是,所述泡沫发生剂采用阻燃泡沫发生剂或惰性泡沫发生剂,保证即使气体泄漏也不会对煤矿环境造成安全隐患。
本实施例中,两组所述隔离机构之间的间距为5m~10m。
需要说明的是,两组所述隔离机构之间的间距设置为5m~10m的目的是有效阻隔矿井事故造成的威胁,增大阻隔力度。
本实施例中,一组所述隔离机构中的立式液压支架1的数量为M个,一组所述隔离机构中的横式液压支架15的数量为N个,其中,M和N均为正整数;一组所述隔离机构中的嵌入式铰接扣3的数量为2M+2N个。
如图4所示的一种矿井灾变区域临时快速密闭方法,包括以下步骤:
步骤一、隔离机构的位置选取:当矿井下突发灾害事故时,根据矿井灾害的严重程度结合井下临时密闭规程在灾变区域选取密闭位置对灾变区域进行隔离;
步骤二、隔离机构的安装,过程如下:
步骤201、确定第一组隔离机构的位置后,在矿井巷道14的顶底板处确定多对嵌入式铰接扣3的预置位置,使每对嵌入式铰接扣3的几何中心连线垂直于水平面,多对嵌入式铰接扣3的几何中心连线形成的平面平行于矿井巷道14的断面,在矿井巷道14的顶底板每个预置位置进行掏槽,掏槽的深度满足矿井下的安全规程,将嵌入式铰接扣3置入矿井巷道14顶底板掏好的槽内;
步骤202、将多个立式液压支架1的固定端分别安装在矿井巷道14底板上多个嵌入式铰接扣3内,将矿井高压水管与单向阀门9连通,利用高压水驱动立式液压支架1,立式液压支架1的活塞端在高压水的压力作用下开始伸长,直到立式液压支架1前端的螺纹杆11伸入矿井巷道14顶板上的嵌入式铰接扣3中且立式液压支架1不再伸长;
需要说明的是,在使用时先将螺纹杆伸长,再伸长液压支架,这样做的目的不仅能减少液压支架活塞端的伸长量,能保证液压支架在伸长状态下的稳定性,而且可以提高液压支架的适应性。
步骤203、在第一组隔离机构对应的矿井巷道14的两侧板处确定多对嵌入式铰接扣3的预置位置,使每对嵌入式铰接扣3的几何中心连线平行于水平面,多对嵌入式铰接扣3的几何中心连线形成的平面平行于矿井巷道14的断面,在矿井巷道14的两侧板每个预置位置进行掏槽,掏槽的深度满足矿井下的安全规程,将嵌入式铰接扣3置入矿井巷道14两侧板掏好的槽内;
步骤204、将多个横式液压支架15安装在对应立式液压支架1的凹槽10内且其固定端分别安装在矿井巷道14一侧板上多个嵌入式铰接扣3内,将矿井高压水管与横式液压支架15上的单向阀门9连通,利用高压水驱动横式液压支架15,横式液压支架15的活塞端在高压水的压力作用下开始伸长,直到横式液压支架15前端的螺纹杆11伸入矿井巷道14另一侧板上的嵌入式铰接扣3中且横式液压支架15不再伸长;
步骤205、采用X型式锁扣4对立式液压支架1和横式液压支架15相交位置处进行固定,从整体上增强密闭装置的强度;
步骤206、确定第二组隔离机构的位置后,将第二组隔离机构视为第一组隔离机构,循环步骤201至步骤205,实现第二组隔离机构的安装;
所述第一组隔离机构和所述第二组隔离机构之间的间距为5m~10m;
步骤三、选择适应的耐摩擦气囊及耐摩擦气囊的预装:根据所述第一组隔离机构和所述第二组隔离机构之间区域的尺寸,选择适应的耐摩擦气囊2,使充起的耐摩擦气囊2的体积大于所述第一组隔离机构和所述第二组隔离机构之间区域的体积;在矿井巷道14位于所述第一组隔离机构和所述第二组隔离机构之间区域的巷道弧顶处预装耐摩擦气囊2;
需要说明的是,两组隔离机构和耐摩擦气囊2的配合,起到阻断有毒有害气体的蔓延的作用,为救灾救援工作赢得时间,最终保障其他区域的人员和财产安全。
步骤四、耐摩擦气囊密闭灾变区域:启动风压泡沫发生器5,使高压容器7中的泡沫发生剂通过第三矿用高压胶管13进入风压泡沫发生器5,经风压泡沫发生器5的泡沫发生后通过第一矿用高压胶管6进入耐摩擦气囊2,直至耐摩擦气囊2依靠泡沫压力与矿井巷道14煤壁周边接触,同时使用井下气体传感器监测耐摩擦气囊2与矿井巷道14煤壁接触位置的气体浓度变化,若密闭位置处的气体浓度不再变化时,表明耐摩擦气囊2密闭完成;
所述泡沫发生剂为阻燃泡沫发生剂或惰性泡沫发生剂;
步骤五、耐摩擦气囊和隔离机构的缓冲保护:高压容器7中的泡沫发生剂通过第三矿用高压胶管13进入风压泡沫发生器5,经风压泡沫发生器5的泡沫发生后通过第二矿用高压胶管8喷射至靠近所述灾变区域一侧的隔离机构上和耐摩擦气囊2表面,形成一层缓冲保护层,所述缓冲保护层的厚度不小于10cm。
本实施例中,所述气体传感器为本安型气体传感器,所述风压泡沫发生器5为本安型风压泡沫发生器,所述单向阀门9为本安型单向阀门。
本发明能够适应各种形状的巷道且密闭性良好,能快速有效地隔断事故链式反应,避免有毒有害气体的蔓延,来保证其他区域的人员、财产安全。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例,并非对本发明作任何限制,凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化,均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (7)
1.矿井灾变区域临时快速密闭装置,其特征在于:包括两组设置在矿井巷道(14)内用于隔离灾变区域的隔离机构和设置在两组所述隔离机构之间的耐摩擦气囊(2),两组所述隔离机构远离所述灾变区域的一侧设置有盛放泡沫发生剂的高压容器(7)和与高压容器(7)连通的风压泡沫发生器(5),所述隔离机构包括立式液压隔离件和与所述立式液压隔离件配合的横式液压隔离件,所述立式液压隔离件中的液压件延伸线和所述横式液压隔离件中的液压件延伸线与矿井巷道(14)相交位置处均设置有嵌入式铰接扣(3),所述立式液压隔离件包括立式液压支架(1)和安装在立式液压支架(1)上的凹槽(10),所述横式液压隔离件包括与凹槽(10)配合的横式液压支架(15),立式液压支架(1)和横式液压支架(15)的活塞端沿长度方向均开设有螺纹槽,立式液压支架(1)和横式液压支架(15)的活塞端均设置有与所述螺纹槽配合的螺纹杆(11),螺纹杆(11)远离活塞端的一端与嵌入式铰接扣(3)配合,立式液压支架(1)的固定端和横式液压支架(15)的固定端均与嵌入式铰接扣(3)配合,立式液压支架(1)的固定端和横式液压支架(15)的固定端均设置有与矿井高压水管连通的单向阀门(9),风压泡沫发生器(5)通过第一矿用高压胶管(6)与耐摩擦气囊(2)连通,第二矿用高压胶管(8)设置在耐摩擦气囊(2)上方且依次穿过两组所述隔离机构,第二矿用高压胶管(8)的一端与风压泡沫发生器(5)连通,第二矿用高压胶管(8)的一端暴露在两组所述隔离机构靠近所述灾变区域的一侧;
所述耐摩擦气囊(2)的容积大于两组所述隔离机构之间区域的体积,所述耐摩擦气囊(2)为阻燃性耐摩擦气囊;
所述泡沫发生剂为阻燃泡沫发生剂或惰性泡沫发生剂;
所述风压泡沫发生器(5)为本安型风压泡沫发生器。
2.按照权利要求1所述的矿井灾变区域临时快速密闭装置,其特征在于:所述高压容器(7)通过第三矿用高压胶管(13)与风压泡沫发生器(5)连通。
3.按照权利要求1所述的矿井灾变区域临时快速密闭装置,其特征在于:所述凹槽(10)上设置有用于固定立式液压支架(1)和横式液压支架(15)的X型式锁扣(4)。
4.按照权利要求1所述的矿井灾变区域临时快速密闭装置,其特征在于:两组所述隔离机构之间的间距为5m~10m。
5.按照权利要求1所述的矿井灾变区域临时快速密闭装置,其特征在于:一组所述隔离机构中的立式液压支架(1)的数量为M个,一组所述隔离机构中的横式液压支架(15)的数量为N个,其中,M和N均为正整数;一组所述隔离机构中的嵌入式铰接扣(3)的数量为2M+2N个。
6.一种利用如权利要求1所述装置进行矿井灾变区域临时快速密闭的方法,其特征在于:该方法包括以下步骤:
步骤一、隔离机构的位置选取:当矿井下突发灾害事故时,根据矿井灾害的严重程度结合井下临时密闭规程在灾变区域选取密闭位置对灾变区域进行隔离;
步骤二、隔离机构的安装,过程如下:
步骤201、确定第一组隔离机构的位置后,在矿井巷道(14)的顶底板处确定多对嵌入式铰接扣(3)的预置位置,使每对嵌入式铰接扣(3)的几何中心连线垂直于水平面,多对嵌入式铰接扣(3)的几何中心连线形成的平面平行于矿井巷道(14)的断面,在矿井巷道(14)的顶底板每个预置位置进行掏槽,掏槽的深度满足矿井下的安全规程,将嵌入式铰接扣(3)置入矿井巷道(14)顶底板掏好的槽内;
步骤202、将多个立式液压支架(1)的固定端分别安装在矿井巷道(14)底板上多个嵌入式铰接扣(3)内,将矿井高压水管与单向阀门(9)连通,利用高压水驱动立式液压支架(1),立式液压支架(1)的活塞端在高压水的压力作用下开始伸长,直到立式液压支架(1)前端的螺纹杆(11)伸入矿井巷道(14)顶板上的嵌入式铰接扣(3)中且立式液压支架(1)不再伸长;
步骤203、在第一组隔离机构对应的矿井巷道(14)的两侧板处确定多对嵌入式铰接扣(3)的预置位置,使每对嵌入式铰接扣(3)的几何中心连线平行于水平面,多对嵌入式铰接扣(3)的几何中心连线形成的平面平行于矿井巷道(14)的断面,在矿井巷道(14)的两侧板每个预置位置进行掏槽,掏槽的深度满足矿井下的安全规程,将嵌入式铰接扣(3)置入矿井巷道(14)两侧板掏好的槽内;
步骤204、将多个横式液压支架(15)安装在对应立式液压支架(1)的凹槽(10)内且其固定端分别安装在矿井巷道(14)一侧板上多个嵌入式铰接扣(3)内,将矿井高压水管与横式液压支架(15)上的单向阀门(9)连通,利用高压水驱动横式液压支架(15),横式液压支架(15)的活塞端在高压水的压力作用下开始伸长,直到横式液压支架(15)前端的螺纹杆(11)伸入矿井巷道(14)另一侧板上的嵌入式铰接扣(3)中且横式液压支架(15)不再伸长;
步骤205、采用X型式锁扣(4)对立式液压支架(1)和横式液压支架(15)相交位置处进行固定;
步骤206、确定第二组隔离机构的位置后,将第二组隔离机构视为第一组隔离机构,循环步骤201至步骤205,实现第二组隔离机构的安装;
所述第一组隔离机构和所述第二组隔离机构之间的间距为5m~10m;
步骤三、选择适应的耐摩擦气囊及耐摩擦气囊的预装:根据所述第一组隔离机构和所述第二组隔离机构之间区域的尺寸,选择适应的耐摩擦气囊(2),使充起的耐摩擦气囊(2)的体积大于所述第一组隔离机构和所述第二组隔离机构之间区域的体积;在矿井巷道(14)位于所述第一组隔离机构和所述第二组隔离机构之间区域的巷道弧顶处预装耐摩擦气囊(2);
步骤四、耐摩擦气囊密闭灾变区域:启动风压泡沫发生器(5),使高压容器(7)中的泡沫发生剂通过第三矿用高压胶管(13)进入风压泡沫发生器(5),经风压泡沫发生器(5)的泡沫发生后通过第一矿用高压胶管(6)进入耐摩擦气囊(2),直至耐摩擦气囊(2)依靠泡沫压力与矿井巷道(14)煤壁周边接触,同时使用井下气体传感器监测耐摩擦气囊(2)与矿井巷道(14)煤壁接触位置的气体浓度变化,若密闭位置处的气体浓度不再变化时,表明耐摩擦气囊(2)密闭完成;
所述泡沫发生剂为阻燃泡沫发生剂或惰性泡沫发生剂;
步骤五、耐摩擦气囊和隔离机构的缓冲保护:高压容器(7)中的泡沫发生剂通过第三矿用高压胶管(13)进入风压泡沫发生器(5),经风压泡沫发生器(5)的泡沫发生后通过第二矿用高压胶管(8)喷射至靠近所述灾变区域一侧的隔离机构上和耐摩擦气囊(2)表面,形成一层缓冲保护层,所述缓冲保护层的厚度不小于10cm。
7.按照权利要求6所述的方法,其特征在于:所述气体传感器为本安型气体传感器,所述风压泡沫发生器(5)为本安型风压泡沫发生器,所述单向阀门(9)为本安型单向阀门。
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