CN110043315B - 一种具有抗冲击性的矿井灾变区域快速密闭装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有抗冲击性的矿井灾变区域快速密闭装置及方法,该装置包括两个隔离钢制门,两个隔离钢制门之间间隔布设有扁形泡沫气囊和扁形氮气气囊;该方法包括步骤一、安装基础设施;步骤二、关闭第一隔离钢制门;步骤三、第一个气囊密闭单元的安装和填充;步骤四、下一个气囊密闭单元的安装和填充;步骤五、安装最后一个扁形泡沫气囊;步骤六、关闭第二隔离钢制门;步骤七、扁形泡沫气囊的填充。本发明通过在两个隔离钢制门之间间隔设置扁形泡沫气囊和扁形氮气气囊,同时在矿井巷道内设置第二构造柱和第三构造柱,使扁形泡沫气囊和扁形氮气气囊与煤壁之间形成一个齿状啮合,能够有效提高该装置的抗冲击性。
Description
技术领域
本发明属于灾变区域快速密闭技术领域,具体涉及一种具有抗冲击性的矿井灾变区域快速密闭装置及方法。
背景技术
当煤矿井下发生火灾事故时,极易引起矿井热动力灾害,因此,需要快速地找到发生灾害的区域,找到所在的相关巷道,启动相应的应急预案控制受灾区域的风流,切断受灾区域的供氧通道。在现有的快速密闭装置中,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,往木板中间填充三相泡沫材料,但是这种方式的快速密闭很难确保其密闭性和强度性,且在构建木板的过程中工作人员处于危险的环境,十分的危险,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密闭被摧毁,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,提供一种具有抗冲击性的矿井灾变区域快速密闭装置,其设计新颖合理,通过在两个隔离钢制门之间间隔设置扁形泡沫气囊和扁形氮气气囊形成固、气间隔式气囊密闭结构,能有效减少单个气囊的尺寸,便于工作人员进行快速安装,同时在矿井巷道内设置第二构造柱和第三构造柱,使扁形泡沫气囊和扁形氮气气囊与煤壁之间形成一个齿状啮合,能够有效提高该密闭装置的密闭性和抗冲击性,能快速有效地隔断事故链式反应,避免有毒有害气体的扩散,来保证除受灾区域外,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:一种具有抗冲击性的矿井灾变区域快速密闭装置,其特征在于:包括设置在矿井巷道1内用于隔离灾变区域的隔离门组件,所述隔离门组件包括靠近灾变区域的第一隔离钢制门和远离灾变区域的第二隔离钢制门,所述第一隔离钢制门和第二隔离钢制门之间设置有多个扁形泡沫气囊,相邻两个扁形泡沫气囊之间设置有扁形氮气气囊,所述第二隔离钢制门远离灾变区域的一侧设置有泡沫发生装置,所述泡沫发生装置通过注泡管路与多个扁形泡沫气囊连通,所述注泡管路沿矿井巷道的延伸方向布设在矿井巷道的一侧,所述矿井巷道的另一侧设置有注氮管路,所述注氮管路沿矿井巷道的延伸方向布设且其与多个扁形氮气气囊连通,所述第一隔离钢制门和第二隔离钢制门上均安装有用于控制其开合的平衡锤,所述第一隔离钢制门和第二隔离钢制门均通过第一构造柱安装在矿井巷道内,所述扁形泡沫气囊上靠近注泡管路的一侧与矿井巷道之间设置有第二构造柱,所述扁形泡沫气囊的一侧安装在矿井巷道内的煤壁上,所述扁形泡沫气囊的另一侧安装在第二构造柱上,所述扁形氮气气囊上靠近注氮管路的一侧与矿井巷道之间设置有第三构造柱,所述扁形氮气气囊的一侧安装在矿井巷道内的煤壁上,所述扁形氮气气囊的另一侧安装在第三构造柱上,所述第一构造柱嵌装在矿井巷道内的煤壁内,所述第二构造柱和第三构造柱均嵌装在矿井巷道的煤壁内且其均凸出至矿井巷道的煤壁表面。
上述的一种具有抗冲击性的矿井灾变区域快速密闭装置,其特征在于:所述扁形泡沫气囊和扁形氮气气囊的结构相同且其均为阻燃性扁形气囊。
上述的一种具有抗冲击性的矿井灾变区域快速密闭装置,其特征在于:所述泡沫发生装置的一侧设置有与其相配合的泡沫储存罐。
上述的一种具有抗冲击性的矿井灾变区域快速密闭装置,其特征在于:所述第一构造柱的外侧与矿井巷道的煤壁表面平齐,所述第二构造柱和第三构造柱嵌装在矿井巷道煤壁内的体积均为其自身体积的2/3,所述第二构造柱的宽度小于扁形泡沫气囊张开后的厚度,所述第三构造柱的宽度小于扁形氮气气囊张开后的厚度。
上述的一种具有抗冲击性的矿井灾变区域快速密闭装置,其特征在于:所述扁形泡沫气囊和扁形氮气气囊的两侧均设置有挂带。
上述的一种具有抗冲击性的矿井灾变区域快速密闭装置,其特征在于:所述第二构造柱、第三构造柱和矿井巷道的煤壁上均设置有供挂带挂设的挂钩。
上述的一种具有抗冲击性的矿井灾变区域快速密闭装置,其特征在于:所述第一隔离钢制门和第二隔离钢制门的结构和尺寸均相同,所述第一隔离钢制门和第二隔离钢制门上远离灾变区域的一侧均设置有横向加固杆。
上述的一种具有抗冲击性的矿井灾变区域快速密闭装置,其特征在于:所述横向加固杆卡装在两个第一构造柱之间,所述第一构造柱上开设有供横向加固杆卡装的卡槽。
同时,本发明还公开了一种具有抗冲击性的矿井灾变区域快速密闭方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
步骤一、安装基础设施:
步骤101、隔离钢制门的位置选取:根据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,所述密闭位置即为第一隔离钢制门的预置位置,根据第一隔离钢制门的预置位置确定第二隔离钢制门的预置位置,两个隔离钢制门之间的距离不小于10m,根据矿井巷道的横截面面积在两个隔离钢制门之间确定扁形泡沫气囊和扁形氮气气囊的数量和预置位置;
步骤102、构造柱的安装:在两个隔离钢制门、扁形泡沫气囊和扁形氮气气囊的预置位置处,按照矿井下的安全规程对矿井巷道的两侧煤壁进行掏槽作业,将所述第一构造柱、第二构造柱和第三构造柱分别固定安装在与其相应的槽内,所述第一构造柱、第二构造柱和第三构造柱嵌装在矿井巷道内部的体积均为其自身体积的2/3,相邻两个所述第二构造柱之间的距离大于第三构造柱的宽度,相邻两个第三构造柱之间的距离大于第二构造柱的宽度;
步骤103、隔离钢制门的安装,过程如下:
步骤1031、通过膨胀螺栓将第一隔离钢制门安装在靠近灾变区域一侧的两个第一构造柱之间,将另第二隔离钢制门安装在远离灾变区域一侧的两个第一构造柱之间;
步骤1032、在两个第一隔离钢制门和第二隔离钢制门上均安装平衡锤用于其快速打开和闭合;
所述扁形氮气气囊和位于扁形氮气气囊靠近灾变区域一侧的扁形泡沫气囊组成一个气囊密闭单元,所述气囊密闭单元的数量与扁形氮气气囊的数量相等且均为多个,多个所述气囊密闭单元沿远离灾变区域的方向依次布设在第一隔离钢制门与第二隔离钢制门之间,靠近第一隔离钢制门的一个气囊密闭单元为第一个气囊密闭单元;
步骤二、关闭第一隔离钢制门:通过平衡锤快速关闭第一隔离钢制门,在第一隔离钢制门上远离灾变区域的一侧设置横向加固杆对第一隔离钢制门进行加固,所述横向加固杆卡装在两个第一构造柱之间且与第一隔离钢制门紧贴,所述第一构造柱上预留有供横向加固杆卡装的卡槽;
步骤三、第一个气囊密闭单元的安装和填充,过程如下:
步骤301、安装第一个扁形泡沫气囊:将第一个扁形泡沫气囊安装在第二构造柱与矿井巷道的煤壁之间,并将扁形泡沫气囊与注泡管路连通;
步骤302、安装第一个扁形氮气气囊:在第一个扁形泡沫气囊上远离灾变区域的一侧安装第一个扁形氮气气囊,所述扁形氮气气囊安装在第三构造柱与矿井巷道的煤壁之间,将第一个扁形氮气气囊与注氮管路连通;
步骤303、填充第一个扁形氮气气囊:通过注氮管路向第一个扁形氮气气囊内充填氮气;
步骤四、下一个气囊密闭单元的安装和填充:将下一个扁形泡沫气囊视为第一个扁形泡沫气囊,将下一个扁形氮气气囊视为第一个扁形氮气气囊,重复步骤三,直至完成所有气囊密闭单元中扁形氮气气囊的填充;
步骤五、安装最后一个扁形泡沫气囊:在最后一个气囊密闭单元远离灾变区域的一侧安装最后一个扁形泡沫气囊;
步骤六、关闭第二隔离钢制门:第二隔离钢制门的关闭方法同第一隔离钢制门;
步骤七、扁形泡沫气囊的填充:启动泡沫发生装置,泡沫储存罐中的泡沫发生剂通过注泡管路进入泡沫发生装置,经泡沫发生装置的泡沫发生后经注泡管路进入位于多个扁形氮气气囊内,待扁形泡沫气囊与矿井巷道的煤壁周边接触后,使用井下气体传感器监测扁形泡沫气囊与矿井巷道的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,表明灾变区域密闭完成,关闭泡沫发生装置。
上述的的方法,其特征在于:步骤303中,通过注氮管路向扁形氮气气囊内充填氮气时,当扁形氮气气囊与矿井巷道的煤壁紧密贴合,且扁形氮气气囊的一侧向外挤压将第三构造柱的外棱角全部包裹住时,停止充填氮气。
本发明与现有技术相比具有以下优点:
1、本发明采用的装置通过在矿井巷道内设置两个隔离钢制门用于隔离灾变区域,并在两个隔离钢制门上均设置有平衡锤用于控制其开启和闭合,当井下发生灾害时,可以快速的放下平衡锤,实现隔离钢制门的快速密闭,保证工人在进行灾变区域密闭的过程中处于相对安全的环境,还可以降低工人的劳动强度,节省时间,快速便捷,可靠稳定。
2、本发明采用的装置通过在第一隔离钢制门和第二隔离钢制门之间间隔设置多个扁形泡沫气囊,并在每相邻两个扁形泡沫气囊之间设置一个扁形氮气气囊形成固、气间隔式气囊密闭结构,能够适应各种形状的矿井巷道且其具有良好密闭性和抗冲击性,多个扁形泡沫气囊和扁形氮气气囊之间交错布设,能有效减少单个气囊的尺寸,便于工作人员进行快速安装。
3、本发明采用的装置通过在矿井巷道的一侧煤壁上嵌装第二构造柱对扁形泡沫气囊进行安装,同时在矿井巷道的另一侧煤壁上嵌装第三构造柱对扁形氮气气囊进行安装,可以使扁形泡沫气囊和扁形氮气气囊相互错开,第二构造柱和第三构造柱均凸出至煤壁外侧,可以使扁形泡沫气囊和扁形氮气气囊与煤壁之间形成一个齿状啮合,从而增加扁形泡沫气囊和扁形氮气气囊与煤壁之间的阻力,提高该密闭结构的抗冲击性。
4、本发明采用的装置通过在矿井巷道内的煤壁内嵌装第一构造柱对两个隔离钢制门进行安装,能有效隔离钢制门的安装稳固性,提高该装置的安全性能。
5、本发明采用的方法,步骤简单,能够实现隔离钢制门的快速密闭,由扁形泡沫气囊和扁形氮气气囊构成固、气间隔式气囊密闭结构,能够实现巷道对密闭性的要求,能快速有效地隔断事故链式反应,起到保证其他区域的人员、财产安全,便于推广使用。
6、本发明采用的方法,首先将所有的扁形氮气气囊逐个安装并填充好,而扁形泡沫气囊在最后进行统一充填,能够通过扁形氮气气囊对扁形泡沫气囊进行一定的限位,防止扁形泡沫气囊由于自身重量较大而发生歪斜,影响整个灾变区域的密闭效果。
综上所述,本发明设计新颖合理,通过在两个隔离钢制门之间间隔设置扁形泡沫气囊和扁形氮气气囊形成固、气间隔式气囊密闭结构,能有效减少单个气囊的尺寸,便于工作人员进行快速安装,同时在矿井巷道内设置第二构造柱和第三构造柱,使扁形泡沫气囊和扁形氮气气囊与煤壁之间形成一个齿状啮合,能够有效提高该密闭装置的密闭性和抗冲击性,能快速有效地隔断事故链式反应,避免有毒有害气体的扩散,来保证除受灾区域外,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为本发明扁形泡沫气囊(扁形氮气气囊)的结构示意图。
图4为本发明第二构造柱的安装结构示意图。
图5为本发明第三构造柱的安装结构示意图。
图6为本发明第一隔离钢制门(第二隔离钢制门)与第一构造柱之间的连接关系示意图。
图7为本发明第一构造柱上卡槽的结构示意图。
图8为本发明方法的流程框图。
附图标记说明:
1—矿井巷道; 2-1—第一隔离钢制门; 2-2—第二隔离钢制门;
3—扁形泡沫气囊; 4—扁形氮气气囊; 5—泡沫发生装置;
6—注泡管路; 7—注氮管路; 8—第一构造柱;
9—第二构造柱; 10—第三构造柱; 11—泡沫储存罐;
12—挂钩; 13—横向加固杆; 14—卡槽;
15—挂带。
具体实施方式
如图1和图2所示,本发明包括设置在矿井巷道1内用于隔离灾变区域的隔离门组件,所述隔离门组件包括靠近灾变区域的第一隔离钢制门2-1和远离灾变区域的第二隔离钢制门2-2,所述第一隔离钢制门2-1和第二隔离钢制门2-2之间设置有多个扁形泡沫气囊3,相邻两个扁形泡沫气囊3之间设置有扁形氮气气囊4,所述第二隔离钢制门2-2远离灾变区域的一侧设置有泡沫发生装置5,所述泡沫发生装置5通过注泡管路6与多个扁形泡沫气囊3连通,所述注泡管路6沿矿井巷道1的延伸方向布设在矿井巷道1的一侧,所述矿井巷道1的另一侧设置有注氮管路7,所述注氮管路7沿矿井巷道1的延伸方向布设且其与多个扁形氮气气囊4连通,所述第一隔离钢制门2-1和第二隔离钢制门2-2上均安装有用于控制其开合的平衡锤,所述第一隔离钢制门2-1和第二隔离钢制门2-2均通过第一构造柱8安装在矿井巷道1内,所述扁形泡沫气囊3上靠近注泡管路6的一侧与矿井巷道1之间设置有第二构造柱9,所述扁形泡沫气囊3的一侧安装在矿井巷道1内的煤壁上,所述扁形泡沫气囊3的另一侧安装在第二构造柱9上,所述扁形氮气气囊4上靠近注氮管路7的一侧与矿井巷道1之间设置有第三构造柱10,所述扁形氮气气囊4的一侧安装在矿井巷道1内的煤壁上,所述扁形氮气气囊4的另一侧安装在第三构造柱10上,所述第一构造柱8嵌装在矿井巷道1内的煤壁内,所述第二构造柱9和第三构造柱10均嵌装在矿井巷道1的煤壁内且其均凸出至矿井巷道1的煤壁表面。
实际使用时,通过在矿井巷道1内设置两个隔离钢制门用于隔离灾变区域,并在两个隔离钢制门上均设置有平衡锤用于控制其开启和闭合,当井下发生灾害时,可以快速的放下平衡锤,实现隔离钢制门的快速密闭,保证工人在进行灾变区域密闭的过程中处于相对安全的环境,还可以降低工人的劳动强度,节省时间,快速便捷,可靠稳定。
需要说明的是,通过在第一隔离钢制门2-1和第二隔离钢制门2-2之间间隔设置多个扁形泡沫气囊3,并在每相邻两个扁形泡沫气囊3之间设置一个扁形氮气气囊4形成固、气间隔式气囊密闭结构,能够适应各种形状的矿井巷道且其具有良好密闭性和抗冲击性,多个扁形泡沫气囊3和扁形氮气气囊4之间交错布设,能有效减少单个气囊的尺寸,便于工作人员进行快速安装。
特别的,通过在矿井巷道1的一侧煤壁上嵌装第二构造柱9对扁形泡沫气囊3进行安装,同时在矿井巷道1的另一侧煤壁上嵌装第三构造柱10对扁形氮气气囊4进行安装,可以对扁形泡沫气囊3和扁形氮气气囊4分开布设,同时可以使扁形泡沫气囊3和扁形氮气气囊4可以相互错开,所述第二构造柱9和第三构造柱10均凸出至煤壁外侧,可以使扁形泡沫气囊3和扁形氮气气囊4与煤壁之间形成一个齿状啮合,从而增加扁形泡沫气囊3和扁形氮气气囊4与煤壁之间的阻力,提高该密闭结构的抗冲击性。
本实施例中,所述第二构造柱9的数量与扁形泡沫气囊3的数量相等且一一对应,所述第三构造柱10的数量与扁形氮气气囊4的数量相等且一一对应。
实际使用时,通过在矿井巷道1内的煤壁内嵌装第一构造柱8对两个隔离钢制门进行安装,能有效隔离钢制门的安装稳固性,提高该装置的安全性能。
本实施例中,所述第一隔离钢制门2-1和第二隔离钢制门2-2均采用同向打开的两扇门结构。
实际使用时,通过将两个隔离钢制门扁形泡沫气囊3和扁形氮气气囊4相互配合来实现灾变区域的密闭隔离,能够有效阻断有毒有害气体的蔓延,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。
本实施例中,所述扁形泡沫气囊3和扁形氮气气囊4的结构相同且其均为阻燃性扁形气囊。
实际使用时,所述扁形泡沫气囊3和扁形氮气气囊4均采用耐摩擦、耐挤压的阻燃扁形气囊制作而成,所述扁形泡沫气囊3的横截面面积大于安装有第二构造柱9的矿井巷道1的横截面面积,所述扁形泡沫气囊3张开后能够将第二构造柱9的棱角部位进行包覆,提高密闭效果,所述扁形氮气气囊4张开后能够将第三构造柱10的棱角部位进行包覆。
需要说明的是,所述扁形泡沫气囊3上设置有注泡孔,所述注泡孔与注泡管路6连通,所述扁形氮气气囊4上设置有注氮孔,所述注氮孔与注氮管路7连通。
本实施例中,所述扁形泡沫气囊3和扁形氮气气囊4张开后的总容积大于位于两个隔离钢制门之间的矿井巷道1的体积,保证扁形泡沫气囊3和扁形氮气气囊4对其进行完全密闭。
本实施例中,所述泡沫发生装置5的一侧设置有与其相配合的泡沫储存罐11。
实际使用时,所述泡沫发生装置5为本安型泡沫发生装置。
本实施例中,所述第一构造柱8的外侧与矿井巷道1的煤壁表面平齐,所述第二构造柱9和第三构造柱10嵌装在矿井巷道1煤壁内的体积均为其自身体积的2/3,所述第二构造柱9的宽度小于扁形泡沫气囊3张开后的厚度,所述第三构造柱10的宽度小于扁形氮气气囊4张开后的厚度。
实际使用时,通过将第二构造柱9和第三构造柱10自身体积的2/3的均嵌设在煤壁内,能够提高第二构造柱9和第三构造柱10与煤壁之间的整体性,进而提高整个装置的抗冲击性。
需要说明的是,通过使第二构造柱9的宽度小于扁形泡沫气囊3张开后的厚度,即第二构造柱9的宽度略小于相邻两个第三构造柱10之间的距离,所述第三构造柱10的宽度略小于相邻两个第二构造柱9之间的距离,能够保证第二构造柱9表面与扁形泡沫气囊3之间、以及第三构造柱10表面与扁形氮气气囊4之间均完全贴合,扁形泡沫气囊3将第二构造柱9的外露面完全包裹,扁形氮气气囊4将第三构造柱10的外露面全部包裹,提高整体的密闭效果。
如图3所示,本实施例中,所述扁形泡沫气囊3和扁形氮气气囊4的两侧均设置有挂带15。
实际使用时,所述扁形泡沫气囊3和扁形氮气气囊4的每一侧均由上至下设置有三个挂带15。
如图4和图5所示,本实施例中,所述第二构造柱9、第三构造柱10和矿井巷道1的煤壁上均设置有供挂带15挂设的挂钩12。
实际使用时,通过在扁形泡沫气囊3和扁形氮气气囊4的两侧均设置有挂带15,在第二构造柱9、第三构造柱10和矿井巷道1的煤壁上均设置有供挂带15挂设的挂钩12,通过挂钩12和挂带15对扁形泡沫气囊3和扁形氮气气囊4进行固定,能够避免扁形泡沫气囊3和扁形氮气气囊4因自身的柔软性在膨胀过程中不受控制,能使扁形泡沫气囊3和扁形氮气气囊4与巷道完美契合,提高密闭效果。
如图6所示,本实施例中,所述第一隔离钢制门2-1和第二隔离钢制门2-2的结构和尺寸均相同,所述第一隔离钢制门2-1和第二隔离钢制门2-2上远离灾变区域的一侧均设置有横向加固杆13。
实际使用时,通过在两个隔离钢制门上远离灾变区域的一侧均设置有横向加固杆13,能够对隔离钢制门进行进一步加固,提高隔离钢制门的整体强度。
如图7所示,本实施例中,所述横向加固杆13卡装在两个第一构造柱8之间,所述第一构造柱8上开设有供横向加固杆13卡装的卡槽14。
实际使用时,所述卡槽14从第一构造柱8的表面向内逐渐倾斜,进行第一隔离钢制门2-1和第二隔离钢制门2-2的加固时,只需要将横向加固杆13的两端分别从两个卡槽14的槽口向内推进,并使横向加固杆13滑动至卡槽14底部,进而使横向加固杆13的两端卡装在两个卡槽14内。
如图8所示的一种具有抗冲击性的矿井灾变区域速密闭方法,包括以下步骤:
步骤一、安装基础设施:
步骤101、隔离钢制门的位置选取:根据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,所述密闭位置即为第一隔离钢制门2-1的预置位置,根据第一隔离钢制门2-1的预置位置确定第二隔离钢制门2-2的预置位置,两个隔离钢制门之间的距离不小于10m,根据矿井巷道1的横截面面积在两个隔离钢制门之间确定扁形泡沫气囊3和扁形氮气气囊4的数量和预置位置;
实际使用时,当矿井灾变发生之前,需要提前进行隔离钢制门和构造柱的安装,步骤一中的所述灾变区域为根据多年以来矿井发生灾害的数据来确定出来的易发生灾变位置。
需要说明的是,当矿井巷道1的截面积小于15m2时,所述扁形泡沫气囊3和扁形氮气气囊4的数量总和优选的为5个,当矿井巷道1的截面积大于15m2而小于30m2时,所述扁形泡沫气囊3和扁形氮气气囊4的数量总和为5个~20个,当矿井巷道1的截面积大于30m2时,所述扁形泡沫气囊3和扁形氮气气囊4的数量总和在20个以上。
本实施例中,通过将两个隔离钢制门之间的距离设置为10m以上的目的是有效阻隔矿井事故造成的热动力灾害,防止事故扩大。
步骤102、构造柱的安装:在两个隔离钢制门、扁形泡沫气囊3和扁形氮气气囊4的预置位置处,按照矿井下的安全规程对矿井巷道1的两侧煤壁进行掏槽作业,将所述第一构造柱8、第二构造柱9和第三构造柱10分别固定安装在与其相应的槽内,所述第一构造柱8、第二构造柱9和第三构造柱10嵌装在矿井巷道1内部的体积均为其自身体积的2/3,相邻两个所述第二构造柱9之间的距离大于第三构造柱10的宽度,相邻两个第三构造柱10之间的距离大于第二构造柱9的宽度;
步骤103、隔离钢制门的安装,过程如下:
步骤1031、通过膨胀螺栓将第一隔离钢制门2-1安装在靠近灾变区域一侧的两个第一构造柱8之间,将另第二隔离钢制门2-2安装在远离灾变区域一侧的两个第一构造柱8之间;
步骤1032、在第一隔离钢制门2-1和第二隔离钢制门2-2上均安装平衡锤用于控制其快速打开和闭合;
实际使用时,步骤一在矿井巷道灾害发生之前进行,当灾害发生时,只需要对两个隔离钢制门之间的区域进行密闭即可,可以为井下的密闭工作减少80%的工作量,能有效提高密闭效率,降低救灾人员的劳动强度,节省时间,实现快速、有效的密闭工作,确保工作人员的人身安全。
本实施例中,完成两个隔离钢制门的安装后,在矿井巷道1的两侧分别进行注泡管路6和注氮管路7的安装,所述注泡管路6位于第二构造柱9的上部,所述注氮管路7位于第三构造柱10的上方,在第二隔离钢制门2-2远离灾变区域的一侧设置相互配合的泡沫发生装置5和泡沫储存罐11,并将注泡管路6与泡沫发生装置5连通。
所述扁形氮气气囊4和位于扁形氮气气囊4靠近灾变区域一侧的扁形泡沫气囊3组成一个气囊密闭单元,所述气囊密闭单元的数量与扁形氮气气囊4的数量相等且均为多个,多个所述气囊密闭单元沿远离灾变区域的方向依次布设在第一隔离钢制门2-1与第二隔离钢制门2-2之间,靠近第一隔离钢制门2-1的一个气囊密闭单元为第一个气囊密闭单元;
实际使用时,所述第一隔离钢制门2-1和第二隔离钢制门2-2之间沿远离灾变区域的方向设置有多个气囊密闭单元,在最后一个气囊密闭单元的后侧还设置有一个扁形泡沫气囊3。
步骤二、关闭第一隔离钢制门:通过平衡锤快速关闭第一隔离钢制门2-1,在第一隔离钢制门2-1上远离灾变区域的一侧设置横向加固杆13对第一隔离钢制门2-1进行加固,所述横向加固杆13卡装在两个第一构造柱8之间且与第一隔离钢制门2-1紧贴,所述第一构造柱8上预留有供横向加固杆13卡装的卡槽14;
实际使用时,通过关闭第一隔离钢制门2-1后再进行扁形泡沫气囊3和扁形氮气气囊4的安装及填充,能够使工作人员处在一个相对较安全的环境进行灾变区域的密闭工作。
步骤三、第一个气囊密闭单元的安装和填充,过程如下:
步骤301、安装第一个扁形泡沫气囊:将第一个扁形泡沫气囊3安装在第二构造柱9与矿井巷道1的煤壁之间,并将扁形泡沫气囊3与注泡管路6连通;
步骤302、安装第一个扁形氮气气囊:在第一个扁形泡沫气囊3上远离灾变区域的一侧安装第一个扁形氮气气囊4,所述扁形氮气气囊4安装在第三构造柱10与矿井巷道1的煤壁之间,将第一个扁形氮气气囊4与注氮管路7连通;
步骤303、填充第一个扁形氮气气囊:通过注氮管路7向第一个扁形氮气气囊4内充填氮气;
步骤四、下一个气囊密闭单元的安装和填充:将下一个扁形泡沫气囊3视为第一个扁形泡沫气囊3,将下一个扁形氮气气囊4视为第一个扁形氮气气囊4,重复步骤三,直至完成所有气囊密闭单元中扁形氮气气囊4的填充;
步骤五、安装最后一个扁形泡沫气囊:在最后一个气囊密闭单元远离灾变区域的一侧安装最后一个扁形泡沫气囊3;
步骤六、关闭第二隔离钢制门:通过平衡锤快速关闭第二隔离钢制门2-2,在第二隔离钢制门2-2上远离灾变区域的一侧设置横向加固杆13对第二隔离钢制门2-2进行加固,所述横向加固杆13卡装在两个第一构造柱8之间且与第二隔离钢制门2-2紧贴,所述第一构造柱8上预留有供横向加固杆13卡装的卡槽14;
步骤七、扁形泡沫气囊的填充:启动泡沫发生装置5,泡沫储存罐11中的泡沫发生剂通过注泡管路6进入泡沫发生装置5,经泡沫发生装置5的泡沫发生后经注泡管路6进入位于多个扁形氮气气囊4内,待扁形泡沫气囊3与矿井巷道1的煤壁周边接触后,使用井下气体传感器监测扁形泡沫气囊3与矿井巷道1的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,表明灾变区域密闭完成,关闭泡沫发生装置5。
实际使用时,由于扁形泡沫气囊3容易变形且自身重量较大,首先将扁形氮气气囊4全部固定并充填好之后再进行扁形泡沫气囊3的充填,可以通过扁形氮气气囊4对扁形泡沫气囊3进行一定的限位,防止扁形泡沫气囊3在充填的过程中发生变形,影响整个灾变区域的密闭效果。
需要说明的是,所述泡沫发生剂采用具有膨胀性和阻燃性的泡沫发生剂,保证即使泄漏也不会对煤矿环境带来二次污染;所述气体传感器为本安型气体传感器,所述注泡管路6和注氮管路7均为耐高压管路。
本实施例中,在步骤303中通过注氮管路7向扁形氮气气囊4内充填氮气时,当扁形氮气气囊4与矿井巷道1的煤壁紧密贴合,且扁形氮气气囊4的一侧向外挤压将第三构造柱10的外棱角全部包裹住时,停止充填氮气。
实际使用时,通过对扁形氮气气囊4进行安装一个填充一个的方法,便于观察并调整扁形氮气气囊4的安装位置,能有效提高密闭效果。
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 (8)
1.一种具有抗冲击性的矿井灾变区域快速密闭装置,其特征在于:包括设置在矿井巷道(1)内用于隔离灾变区域的隔离门组件,所述隔离门组件包括靠近灾变区域的第一隔离钢制门(2-1)和远离灾变区域的第二隔离钢制门(2-2),所述第一隔离钢制门(2-1)和第二隔离钢制门(2-2)之间设置有多个扁形泡沫气囊(3),相邻两个扁形泡沫气囊(3)之间设置有扁形氮气气囊(4),所述第二隔离钢制门(2-2)远离灾变区域的一侧设置有泡沫发生装置(5),所述泡沫发生装置(5)通过注泡管路(6)与多个扁形泡沫气囊(3)连通,所述注泡管路(6)沿矿井巷道(1)的延伸方向布设在矿井巷道(1)的一侧,所述矿井巷道(1)的另一侧设置有注氮管路(7),所述注氮管路(7)沿矿井巷道(1)的延伸方向布设且其与多个扁形氮气气囊(4)连通,所述第一隔离钢制门(2-1)和第二隔离钢制门(2-2)上均安装有用于控制其开合的平衡锤,所述第一隔离钢制门(2-1)和第二隔离钢制门(2-2)均通过第一构造柱(8)安装在矿井巷道(1)内,所述扁形泡沫气囊(3)上靠近注泡管路(6)的一侧与矿井巷道(1)之间设置有第二构造柱(9),所述扁形泡沫气囊(3)的一侧安装在矿井巷道(1)内的煤壁上,所述扁形泡沫气囊(3)的另一侧安装在第二构造柱(9)上,所述扁形氮气气囊(4)上靠近注氮管路(7)的一侧与矿井巷道(1)之间设置有第三构造柱(10),所述扁形氮气气囊(4)的一侧安装在矿井巷道(1)内的煤壁上,所述扁形氮气气囊(4)的另一侧安装在第三构造柱(10)上,所述第一构造柱(8)嵌装在矿井巷道(1)内的煤壁内,所述第二构造柱(9)和第三构造柱(10)均嵌装在矿井巷道(1)的煤壁内且其均凸出至矿井巷道(1)的煤壁表面;
所述扁形泡沫气囊(3)和扁形氮气气囊(4)的结构相同且其均为阻燃性扁形气囊;
所述泡沫发生装置(5)的一侧设置有与其相配合的泡沫储存罐(11)。
2.按照权利要求1所述的一种具有抗冲击性的矿井灾变区域快速密闭装置,其特征在于:所述第一构造柱(8)的外侧与矿井巷道(1)的煤壁表面平齐,所述第二构造柱(9)和第三构造柱(10)嵌装在矿井巷道(1)煤壁内的体积均为其自身体积的2/3,所述第二构造柱(9)的宽度小于扁形泡沫气囊(3)张开后的厚度,所述第三构造柱(10)的宽度小于扁形氮气气囊(4)张开后的厚度。
3.按照权利要求1所述的一种具有抗冲击性的矿井灾变区域快速密闭装置,其特征在于:所述扁形泡沫气囊(3)和扁形氮气气囊(4)的两侧均设置有挂带(15)。
4.按照权利要求3所述的一种具有抗冲击性的矿井灾变区域快速密闭装置,其特征在于:所述第二构造柱(9)、第三构造柱(10)和矿井巷道(1)的煤壁上均设置有供挂带(15)挂设的挂钩(12)。
5.按照权利要求1所述的一种具有抗冲击性的矿井灾变区域快速密闭装置,其特征在于:所述第一隔离钢制门(2-1)和第二隔离钢制门(2-2)的结构和尺寸均相同,所述第一隔离钢制门(2-1)和第二隔离钢制门(2-2)上远离灾变区域的一侧均设置有横向加固杆(13)。
6.按照权利要求5所述的一种具有抗冲击性的矿井灾变区域快速密闭装置,其特征在于:所述横向加固杆(13)卡装在两个第一构造柱(8)之间,所述第一构造柱(8)上开设有供横向加固杆(13)卡装的卡槽(14)。
7.一种利用如权利要求1所述装置进行矿井灾变区域快速密闭的方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
步骤一、安装基础设施:
步骤101、隔离钢制门的位置选取:根据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,所述密闭位置即为第一隔离钢制门(2-1)的预置位置,根据第一隔离钢制门(2-1)的预置位置确定第二隔离钢制门(2-2)的预置位置,两个隔离钢制门之间的距离不小于10m,根据矿井巷道(1)的横截面面积在两个隔离钢制门之间确定扁形泡沫气囊(3)和扁形氮气气囊(4)的数量和预置位置;
步骤102、构造柱的安装:在两个隔离钢制门、扁形泡沫气囊(3)和扁形氮气气囊(4)的预置位置处,按照矿井下的安全规程对矿井巷道(1)的两侧煤壁进行掏槽作业,将所述第一构造柱(8)、第二构造柱(9)和第三构造柱(10)分别固定安装在与其相应的槽内,所述第一构造柱(8)、第二构造柱(9)和第三构造柱(10)嵌装在矿井巷道(1)内部的体积均为其自身体积的2/3,相邻两个所述第二构造柱(9)之间的距离大于第三构造柱(10)的宽度,相邻两个第三构造柱(10)之间的距离大于第二构造柱(9)的宽度;
步骤103、隔离钢制门的安装,过程如下:
步骤1031、通过膨胀螺栓将第一隔离钢制门(2-1)安装在靠近灾变区域一侧的两个第一构造柱(8)之间,将另第二隔离钢制门(2-2)安装在远离灾变区域一侧的两个第一构造柱(8)之间;
步骤1032、在第一隔离钢制门(2-1)和第二隔离钢制门(2-2)上均安装平衡锤用于控制其快速打开和闭合;
所述扁形氮气气囊(4)和位于扁形氮气气囊(4)靠近灾变区域一侧的扁形泡沫气囊(3)组成一个气囊密闭单元,所述气囊密闭单元的数量与扁形氮气气囊(4)的数量相等且均为多个,多个所述气囊密闭单元沿远离灾变区域的方向依次布设在第一隔离钢制门(2-1)与第二隔离钢制门(2-2)之间,靠近第一隔离钢制门(2-1)的一个气囊密闭单元为第一个气囊密闭单元;
步骤二、关闭第一隔离钢制门:通过平衡锤快速关闭第一隔离钢制门(2-1),在第一隔离钢制门(2-1)上远离灾变区域的一侧设置横向加固杆(13)对第一隔离钢制门(2-1)进行加固,所述横向加固杆(13)卡装在两个第一构造柱(8)之间且与第一隔离钢制门(2-1)紧贴,所述第一构造柱(8)上预留有供横向加固杆(13)卡装的卡槽(14);
步骤三、第一个气囊密闭单元的安装和填充,过程如下:
步骤301、安装第一个扁形泡沫气囊:将第一个扁形泡沫气囊(3)安装在第二构造柱(9)与矿井巷道(1)的煤壁之间,并将扁形泡沫气囊(3)与注泡管路(6)连通;
步骤302、安装第一个扁形氮气气囊:在第一个扁形泡沫气囊(3)上远离灾变区域的一侧安装第一个扁形氮气气囊(4),所述扁形氮气气囊(4)安装在第三构造柱(10)与矿井巷道(1)的煤壁之间,将第一个扁形氮气气囊(4)与注氮管路(7)连通;
步骤303、填充第一个扁形氮气气囊:通过注氮管路(7)向第一个扁形氮气气囊(4)内充填氮气;
步骤四、下一个气囊密闭单元的安装和填充:将下一个扁形泡沫气囊(3)视为第一个扁形泡沫气囊(3),将下一个扁形氮气气囊(4)视为第一个扁形氮气气囊(4),重复步骤三,直至完成所有气囊密闭单元中扁形氮气气囊(4)的填充;
步骤五、安装最后一个扁形泡沫气囊:在最后一个气囊密闭单元远离灾变区域的一侧安装最后一个扁形泡沫气囊(3);
步骤六、关闭第二隔离钢制门:第二隔离钢制门(2-2)的关闭方法同第一隔离钢制门(2-1);
步骤七、扁形泡沫气囊的填充:启动泡沫发生装置(5),泡沫储存罐(11)中的泡沫发生剂通过注泡管路(6)进入泡沫发生装置(5),经泡沫发生装置(5)的泡沫发生后经注泡管路(6)进入位于多个扁形氮气气囊(4)内,待扁形泡沫气囊(3)与矿井巷道(1)的煤壁周边接触后,使用井下气体传感器监测扁形泡沫气囊(3)与矿井巷道(1)的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,表明灾变区域密闭完成,关闭泡沫发生装置(5)。
8.按照权利要求7所述的的方法,其特征在于:步骤303中,通过注氮管路(7)向扁形氮气气囊(4)内充填氮气时,当扁形氮气气囊(4)与矿井巷道(1)的煤壁紧密贴合,且扁形氮气气囊(4)的一侧向外挤压将第三构造柱(10)的外棱角全部包裹住时,停止充填氮气。
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