CN110094233B - 一种煤自燃火区吸能泄爆组合式密闭装置及其施工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及煤自燃火区密闭技术领域，尤其涉及一种煤自燃火区吸能泄爆组合式密闭装置，包括胶体防爆袋和气囊袋；胶体防爆袋为中空结构，中空结构内设有第一隔层和第二隔层，将胶体防爆袋分隔成拱形腔、第一腔体及第二腔体；位于各层的同一侧顶端开设有注浆孔，注浆孔处连接有压风驱动胶体泡沫充填系统，注浆孔的一侧开设有透气孔，第二腔体的下端中间位置处开设有圆柱型通槽；气囊袋嵌设在圆柱型通槽内，气囊袋上开设有注气孔。本发明还提供了一种煤自燃火区吸能泄爆组合式密闭装置的施工工艺。本发明提供的煤自燃火区吸能泄爆组合式密闭装置结构简单轻便，施工工艺简单，且构筑时间短、抗冲击强度大。
Description
技术领域
本发明涉及煤自燃火区密闭技术领域，尤其涉及一种煤自燃火区吸能泄爆组合式密闭装置及其施工工艺。
背景技术
我国煤炭多数矿井以高瓦斯突出、煤层具有煤尘爆炸及存在自燃危险性为特点。随着煤矿井下开采规模的不断扩大，生产水平的延伸，矿井瓦斯涌出量逐渐递增，因内因或外因引起的煤自燃和瓦斯火灾及爆炸事故时有发生；同时，煤自燃过程中将产生大量有毒有害气体，对煤矿安全生产和施工人员的生命安全有着很大影响。防灭火密闭装置是煤矿井下采空区或正开采煤层防灭火的关键性措施，将易自燃区、有害气体源或瓦斯聚集区进行隔离，从而进行瓦斯和自然发火综合防治，以保障救灾人员的生命安全，创造安全的工作条件，使救灾工作顺利进行，同时还能保护危险区域外的机械设备。但是，现有密闭技术具有密闭装备笨重、施工工艺复杂、构筑时间长、抗冲击强度小等问题，因此构建一种具有操作简单、抗冲击强、吸能泄爆的密闭装置变得尤为重要。
发明内容
本发明提供一种煤自燃火区吸能泄爆组合式密闭装置及其施工工艺，能有效解决上述背景下的问题。
本发明的第一个目的是提供一种煤自燃火区吸能泄爆组合式密闭装置，包括胶体防爆袋和气囊袋；
所述胶体防爆袋为顶部拱形的中空软质结构，且所述拱形顶部为褶型可伸缩结构，所述中空结构内水平固设有第一隔层和第二隔层，所述第一隔层和所述第二隔层将所述胶体防爆袋内部从上到下分隔成拱形腔、第一腔体及第二腔体；
所述拱形腔、所述第一腔体及所述第二腔体的同一侧顶端均开设有注浆孔，所述注浆孔处连接有注浆管，所述注浆管处连接有压风驱动胶体泡沫充填系统；每个所述注浆孔的一侧均开设有透气孔，所述透气孔的孔径与所述注浆孔的孔径大小相同，所述第二腔体的下端中间位置处开设有圆柱型通槽；所述气囊袋嵌设在所述圆柱型通槽内，所述气囊袋靠近所述注浆孔的一侧且位于中心位置处开设有注气孔，所述注气孔处通过管道连接有注气泵；
所述压风驱动胶体泡沫充填系统包括发泡控制箱、储存罐及搅拌器，所述储存罐底端连接有进料管，所述储存罐顶端连接有气流放大器，且所述气流放大器设在第一井下风管上，所述第一井下风管与井下通风系统的风管相连通；所述第一井下风管远离进风口的一端与所述搅拌器相连通，所述气流放大器与所述第一井下风管的进风口之间且位于所述第一井下风管上设有第一电磁阀，所述气流放大器与所述搅拌器之间且位于所述第一井下风管上设有第五流量传感器；
所述第一井下风管位于进风口与所述第一电磁阀分支成用于推动空气的第二井下风管、用于推动气动搅拌器的第三井下风管及用于推动注浆的第四井下风管，所述第二井下风管与所述搅拌器的下端相连通，所述第二井下风管上依次设有第三电磁阀及第一流量传感器；所述第三井下风管与设置于所述搅拌器顶端的气动搅拌器相连通，所述第三井下风管上设有第四电磁阀及第二流量传感器；所述第四井下风管与所述所述搅拌器上端的出料管道相连通，所述第四井下风管上设有第五电磁阀及第三流量传感器；所述出料管道与所述注浆管相连通；
所述搅拌器的下端连接有水源管道，所述水源管道上设有第二电磁阀及第四流量传感器；
所述气流放大器、所述第一电磁阀、所述第三电磁阀、所述第四电磁阀、所述第五电磁阀、所述第二电磁阀、所述第一流量传感器、所述第二流量传感器、所述第三流量传感器、所述第四流量传感器、所述第五流量传感器及所述气动搅拌器均通过所述发泡控制箱进行控制。
优选地，所述胶体防爆袋、所述气囊袋、所述第一隔层及所述第二隔层均由茂金属聚乙烯和通用聚乙烯按质量比为30～50：50～70制成。
优选地，所述胶体防爆袋的厚度为1m～5m。
优选地，所述透气孔的孔径大小为10～15cm。
本发明的第二个目的是提供一种煤自燃火区吸能泄爆组合式密闭装置的施工工艺，具体按照以下步骤操作：
步骤1、称取发泡材料，所述发泡材料按质量分数计由以下组分组成：
31％～38％吸水性单体、9％～19％交联剂、13～21％促凝剂、28％～39％引发剂；
步骤2、通过所述发泡控制箱打开所述气流放大器，将步骤1中称取的发泡材料通过所述第一井下风管注入到所述储存罐中；
步骤3、通过所述发泡控制箱打开所述第一流量控制阀、所述第五流量传感器、所述第三电磁阀、所述第二流量控制阀及所述第四流量传感器，将发泡材料、空气及水输送至所述搅拌器内进行发泡，得到泡沫混合物；
步骤4、将步骤3中得到的泡沫混合物通过所述第四井下风管注入到所述注浆孔内；
步骤5、打开所述注气泵，向所述注气孔注入空气。
优选地，步骤1中所述吸水性单体为丙烯酰胺，所述交联剂为N,N’—亚甲基双丙烯酰胺或双乙烯基咪唑盐，所述促凝剂为三乙醇胺，所述引发剂为过硫酸钾或过硫酸铵。
优选地，所述交联剂为N,N’—亚甲基双丙烯酰胺，所述引发剂为过硫酸钾。
优选地，步骤3中所述发泡材料与水的质量比为1:9～9.5，所述发泡材料与水的总体积为所述胶体防爆袋体积的1/40～9/40，所述空气的注入体积为所述发泡材料与水的总体积的3～8倍。
对比现有技术，本发明的有益效果为：
1、本发明提供的煤自燃火区吸能泄爆组合式密闭装置设计合理，结构简单轻便，操作方便，构筑时间短，抗冲击强度大；
2、本发明提供的煤自燃火区吸能泄爆组合式密闭装置，采取组合式结构，密闭装置上半部分由胶体防爆袋和填充的发泡胶体构成，具有强拉伸、抗冲击、防穿刺、抗静电、耐高温等特性，断裂拉伸强度≥35MPa，制得的发泡胶体，发泡倍数为3-8倍，能够有效吸收爆炸时瞬时荷载；下半部分为圆柱形凹槽填充气囊袋，瞬时荷载作用下，气囊袋可被冲出具有泄爆效果，同时冲出后的凹槽可快速填充。
3、本发明提供的煤自燃火区吸能泄爆组合式密闭装置，使用的与井下通风系统相连通的压风驱动胶体泡沫充填应用工艺及系统设备，实现了胶体发泡材料与水自动配比，具有密闭装备轻便、施工工艺简单、构筑时间短、抗冲击强度大且吸能泄爆的作用。
附图说明
图1为本发明提供的煤自燃火区吸能泄爆组合式密闭装置中压风驱动胶体泡沫充填系统的连接示意图；
图2是本发明提供的煤自燃火区吸能泄爆组合式密闭装置中胶体防爆袋与气囊袋的连接示意图；
图3是本发明提供的煤自燃火区吸能泄爆组合式密闭装置中胶体防爆袋、气囊袋与压风驱动胶体泡沫充填系统的连接示意图。
附图标记说明：1、透气孔；2、胶体防爆袋；21、拱形腔；22、第一腔体；23、第二腔体；3、气囊袋；4、注气孔；6、注浆孔；7、发泡控制箱；71、储存罐；72、搅拌器；721、出料管道；73、气流放大器；74、第一井下风管；75、第一电磁阀；76、第五流量传感器；77、第二井下风管；78、第三井下风管；79、第四井下风管；80、第一流量传感器；81、第三电磁阀；82、气动搅拌器；83、第二流量传感器；84、第四电磁阀；85、第三流量传感器；86、第五电磁阀；87、水源管道；88、第四流量传感器；89、第二电磁阀。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案能予以实施，下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，但所举实施例不作为对本发明的限定。
实施例1
一种煤自燃火区吸能泄爆组合式密闭装置，具体如图1-3所示，包括由茂金属聚乙烯和通用聚乙烯按质量比为30:70的共混物制成的胶体防爆袋2及气囊袋3；
胶体防爆袋2为顶部拱形的中空软质结构，胶体防爆袋2的厚度为1m，拱形顶部为褶型可伸缩结构，中空结构内水平固设有由茂金属聚乙烯和通用聚乙烯按质量比为30:70的共混物制成的第一隔层和第二隔层，第一隔层和第二隔层将胶体防爆袋2的内部从上到下分隔成拱形腔21、第一腔体22及第二腔体23；
拱形腔21、第一腔体22及第二腔体23的同一侧顶端均开设有注浆孔6，注浆孔6处连接有注浆管，注浆管处连接有压风驱动胶体泡沫充填系统；
压风驱动胶体泡沫充填系统包括发泡控制箱7、储存罐71及搅拌器72，储存罐71底端连接有进料管70，储存罐71顶端连接有气流放大器73，且气流放大器73设在第一井下风管74上，第一井下风管74与井下通风系统的风管相连通；第一井下风管74远离进风口的一端与搅拌器72相连通，气流放大器73与第一井下风管74的进风口之间且位于第一井下风管74上设有第一电磁阀75，气流放大器73与搅拌器72之间且位于第一井下风管74上设有第五流量传感器76；
第一井下风管74位于进风口与第一电磁阀75分支成用于推动空气的第二井下风管77、用于推动气动搅拌器82的第三井下风管78及用于推动注浆的第四井下风管79，第二井下风管77与搅拌器72的下端相连通，第二井下风管77上依次设有第三电磁阀81及第一流量传感器80；第三井下风管78与设置于搅拌器72顶端的气动搅拌器82相连通，第三井下风管78上设有第四电磁阀84及第二流量传感器83；第四井下风管79与搅拌器72上端的出料管道721相连通，第四井下风管79上设有第五电磁阀86及第三流量传感器85；出料管道721与注浆管相连通；
搅拌器72的下端连接有水源管道87，水源管道87上设有第二电磁阀89及第四流量传感器88；
气流放大器73、第一电磁阀75、第三电磁阀81、第四电磁阀84、第五电磁阀86、第二电磁阀89、第一流量传感器80、第二流量传感器83、第三流量传感器85、第四流量传感器88、第五流量传感器76及气动搅拌器82均与发泡控制箱7电连接；
通过发泡控制箱7控制第二电磁阀89及第四流量传感器88向搅拌器72内注入水、控制第一电磁阀75及气流放大器73向储存罐71内注入发泡材料，再控制第五流量传感器76将储存罐71内混合均匀的发泡材料定量注入到搅拌器72内；同时通过发泡控制箱7控制第三电磁阀81及第一流量传感器80向搅拌器72内注入定量空气，再控制气动搅拌器82、第四电磁阀84及第二流量传感器83，对搅拌器72内的物料进行搅拌；待搅拌器72内的物质发泡膨胀至搅拌器顶端时，通过发泡控制箱7控制第五电磁阀86及第三流量传感器85，向搅拌器72内通入空气进行二次发泡，待发泡完成后发泡物质通过出料管道721进入注浆孔6内；
每个注浆孔6的一侧均开设有透气孔1，为了保证胶体防爆袋2内进入的空气与排出的空气的量相同，从而防止胶体防爆袋2爆破，透气孔1的孔径与注浆孔6的孔径大小相同，透气孔1的孔径大小为10cm；第二腔体23的下端中间位置处开设有圆柱型通槽；
气囊袋3嵌设在圆柱型通槽内，气囊袋3靠近注浆孔6的一侧且位于中心位置处开设有注气孔4，注气孔4处通过管道连接有注气泵(斯特美高压充气泵，GP80BD全自动液晶调压内置电池版)，通过注气泵向气囊袋内注入空气，当在瞬时荷载作用下，气囊袋可被冲出具有泄爆效果，同时冲出后的凹槽可快速填充。
该煤自燃火区吸能泄爆组合式密闭装置的施工工艺，具体操作方法按照以下步骤实施：
步骤1、按质量分数计称取由31％丙烯酰胺、9％N,N’—亚甲基双丙烯酰胺、13％三乙醇胺及28％过硫酸钾组成的发泡材料；
步骤2、通过发泡控制箱7打开气流放大器73，将步骤1中称取的发泡材料通过第一井下风管74注入到储存罐71内；
步骤3、通过发泡控制箱7打开第一流量控制阀75、第五流量传感器76、第二流量控制阀89及第四流量传感器88，将发泡材料及水按照质量比为1:9输送至搅拌器72内，且发泡材料与水的总体积为胶体防爆袋2体积的1/40，同时打开第一流量传感器80及第三电磁阀81，按发泡材料与水的总体积的3倍量通过第二风管77向搅拌器72内注入空气，发泡，得到泡沫混合物；
步骤4、将步骤3得到的泡沫混合物通过第四井下风管79注入到注浆孔6内；
步骤5、打开注气泵，向注气孔4注入空气。
使用时，将该煤自燃火区吸能泄爆组合式密闭装置放置在火区与非火区之间，胶体防爆袋能够吸收爆炸时瞬时荷载；圆柱形通槽内填充的气囊袋，在瞬时荷载作用下，气囊袋可被冲出具有泄爆效果，同时冲出后的凹槽可快速填充。
实施例2
一种煤自燃火区吸能泄爆组合式密闭装置，具体如图1-2所示，包括由茂金属聚乙烯和通用聚乙烯按质量比为40:60的共混物制成的胶体防爆袋2及气囊袋3；
胶体防爆袋2为顶部拱形的中空软质结构，胶体防爆袋2的厚度为3m，拱形顶部为褶型可伸缩结构，中空结构内水平固设有由茂金属聚乙烯和通用聚乙烯按质量比为40:60的共混物制成的第一隔层和第二隔层，第一隔层和第二隔层将胶体防爆袋2内部从上到下分隔成拱形腔21、第一腔体22及第二腔体23；
拱形腔21、第一腔体22及第二腔体23的同一侧顶端均开设有注浆孔6，注浆孔6处连接有注浆管，注浆管处连接有压风驱动胶体泡沫充填系统；
压风驱动胶体泡沫充填系统包括发泡控制箱7、储存罐71及搅拌器72，储存罐71底端连接有进料管70，储存罐71顶端连接有气流放大器73，且气流放大器73设在第一井下风管74上，第一井下风管74与井下通风系统的风管相连通；第一井下风管74远离进风口的一端与搅拌器72相连通，气流放大器73与第一井下风管74的进风口之间且位于第一井下风管74上设有第一电磁阀75，气流放大器73与搅拌器72之间且位于第一井下风管74上设有第五流量传感器76；
第一井下风管74位于进风口与第一电磁阀75分支成用于推动空气的第二井下风管77、用于推动气动搅拌器82的第三井下风管78及用于推动注浆的第四井下风管79，第二井下风管77与搅拌器72的下端相连通，第二井下风管77上依次设有第三电磁阀81及第一流量传感器80；第三井下风管78与设置于搅拌器72顶端的气动搅拌器82相连通，第三井下风管78上设有第四电磁阀84及第二流量传感器83；第四井下风管79与搅拌器72上端的出料管道721相连通，第四井下风管79上设有第五电磁阀86及第三流量传感器85；出料管道721与注浆管相连通；
搅拌器72的下端连接有水源管道87，水源管道87上设有第二电磁阀89及第四流量传感器88；
气流放大器73、第一电磁阀75、第三电磁阀81、第四电磁阀84、第五电磁阀86、第二电磁阀89、第一流量传感器80、第二流量传感器83、第三流量传感器85、第四流量传感器88、第五流量传感器76及气动搅拌器82均与发泡控制箱7电连接；通过发泡控制箱7控制第二电磁阀89及第四流量传感器88向搅拌器72内注入水、控制第一电磁阀75及气流放大器73向储存罐71内注入发泡材料，再控制第五流量传感器76将储存罐71内混合均匀的发泡材料定量注入到搅拌器72内；同时通过发泡控制箱7控制第三电磁阀81及第一流量传感器80向搅拌器72内注入定量空气，再控制气动搅拌器82、第四电磁阀84及第二流量传感器83，对搅拌器72内的物料进行搅拌；待搅拌器72内的物质发泡膨胀至搅拌器顶端时，通过发泡控制箱7控制第五电磁阀86及第三流量传感器85，向搅拌器72内通入空气进行二次发泡，待发泡完成后发泡物质通过出料管道721进入注浆孔6内；
每个注浆孔6的一侧均开设有透气孔1，为了保证胶体防爆袋2内进入的空气与排出的空气的量相同，从而防止胶体防爆袋2爆破，透气孔1的孔径与注浆孔6的孔径大小相同，透气孔1的孔径大小为12cm；第二腔体23的下端中间位置处开设有圆柱型通槽；
气囊袋3嵌设在圆柱型通槽内，气囊袋3靠近注浆孔6的一侧且位于中心位置处开设有注气孔4，注气孔4处通过管道连接有注气泵(斯特美高压充气泵，GP80BD全自动液晶调压内置电池版)；通过注气泵向气囊袋内注入空气，当在瞬时荷载作用下，气囊袋可被冲出具有泄爆效果，同时冲出后的凹槽可快速填充。
该煤自燃火区吸能泄爆组合式密闭装置的施工工艺，具体操作方法按照以下步骤实施：
步骤1、按质量分数计称取由35％丙烯酰胺、15％双乙烯基咪唑盐、18％三乙醇胺及35％过硫酸铵组成的发泡材料；
步骤2、通过发泡控制箱7打开气流放大器73，将步骤1中称取的发泡材料通过第一井下风管74注入到储存罐71内；
步骤3、通过发泡控制箱7打开第一流量控制阀75、第五流量传感器76、第二流量控制阀89及第四流量传感器88，将发泡材料及水按照质量比为1:9输送至搅拌器72内，且发泡材料与水的总体积为胶体防爆袋2体积的1/8，同时打开第一流量传感器80及第三电磁阀81，按发泡材料与水的总体积的6倍量通过第二风管77向搅拌器72内注入空气，发泡，得到泡沫混合物；
步骤4、将步骤3得到的泡沫混合物通过第四井下风管79注入到注浆孔6内；
步骤5、打开注气泵，向注气孔4注入空气。
使用时，将该煤自燃火区吸能泄爆组合式密闭装置放置在火区与非火区之间，胶体防爆袋能够吸收爆炸时瞬时荷载；圆柱形通槽内填充的气囊袋，在瞬时荷载作用下，气囊袋可被冲出具有泄爆效果，同时冲出后的凹槽可快速填充。
实施例3
一种煤自燃火区吸能泄爆组合式密闭装置，具体如图1-2所示，包括由茂金属聚乙烯和通用聚乙烯按质量比为50:50的共混物制成的胶体防爆袋2及气囊袋3；
胶体防爆袋2为顶部拱形的中空软质结构，胶体防爆袋2的厚度为5m，拱形顶部为褶型可伸缩结构，中空结构内水平固设有由茂金属聚乙烯和通用聚乙烯按质量比为50:50的共混物制成的第一隔层和第二隔层，第一隔层和第二隔层将胶体防爆袋2内部从上到下分隔成拱形腔21、第一腔体22及第二腔体23；
拱形腔21、第一腔体22及第二腔体23的同一侧顶端均开设有注浆孔6，注浆孔6处连接有注浆管；注浆管处连接有压风驱动胶体泡沫充填系统；
压风驱动胶体泡沫充填系统包括发泡控制箱7、储存罐71及搅拌器72，储存罐71底端连接有进料管70，储存罐71顶端连接有气流放大器73，且气流放大器73设在第一井下风管74上，第一井下风管74与井下通风系统的风管相连通；第一井下风管74远离进风口的一端与搅拌器72相连通，气流放大器73与第一井下风管74的进风口之间且位于第一井下风管74上设有第一电磁阀75，气流放大器73与搅拌器72之间且位于第一井下风管74上设有第五流量传感器76；
第一井下风管74位于进风口与第一电磁阀75分支成用于推动空气的第二井下风管77、用于推动气动搅拌器82的第三井下风管78及用于推动注浆的第四井下风管79，第二井下风管77与搅拌器72的下端相连通，第二井下风管77上依次设有第三电磁阀81及第一流量传感器80；第三井下风管78与设置于搅拌器72顶端的气动搅拌器82相连通，第三井下风管78上设有第四电磁阀84及第二流量传感器83；第四井下风管79与搅拌器72上端的出料管道721相连通，第四井下风管79上设有第五电磁阀86及第三流量传感器85；出料管道721与注浆管相连通；
搅拌器72的下端连接有水源管道87，水源管道87上设有第二电磁阀89及第四流量传感器88；
气流放大器73、第一电磁阀75、第三电磁阀81、第四电磁阀84、第五电磁阀86、第二电磁阀89、第一流量传感器80、第二流量传感器83、第三流量传感器85、第四流量传感器88、第五流量传感器76及气动搅拌器82均与发泡控制箱7电连接；通过发泡控制箱7控制第二电磁阀89及第四流量传感器88向搅拌器72内注入水、控制第一电磁阀75及气流放大器73向储存罐71内注入发泡材料，再控制第五流量传感器76将储存罐71内混合均匀的发泡材料定量注入到搅拌器72内；同时通过发泡控制箱7控制第三电磁阀81及第一流量传感器80向搅拌器72内注入定量空气，再控制气动搅拌器82、第四电磁阀84及第二流量传感器83，对搅拌器72内的物料进行搅拌；待搅拌器72内的物质发泡膨胀至搅拌器顶端时，通过发泡控制箱7控制第五电磁阀86及第三流量传感器85，向搅拌器72内通入空气进行二次发泡，待发泡完成后发泡物质通过出料管道721进入注浆孔6内；
每个注浆孔6的一侧均开设有透气孔1，为了保证胶体防爆袋2内进入的空气与排出的空气的量相同，从而防止胶体防爆袋2爆破，透气孔1的孔径与注浆孔6的孔径大小相同，透气孔1的孔径大小为15cm；第二腔体23的下端中间位置处开设有圆柱型通槽；
气囊袋3嵌设在圆柱型通槽内，气囊袋3靠近注浆孔6的一侧且位于中心位置处开设有注气孔4，注气孔4处通过管道连接有注气泵(斯特美高压充气泵，GP80BD全自动液晶调压内置电池版)，通过注气泵向气囊袋内注入空气，当在瞬时荷载作用下，气囊袋可被冲出具有泄爆效果，同时冲出后的凹槽可快速填充。
该煤自燃火区吸能泄爆组合式密闭装置的施工工艺，具体操作方法按照以下步骤实施：
步骤1、按质量分数计称取由38％丙烯酰胺、19％双乙烯基咪唑盐、21％三乙醇胺及39％过硫酸钾组成的发泡材料；
步骤2、通过发泡控制箱7打开气流放大器73，将步骤1中称取的发泡材料通过第一井下风管74注入储存罐71；
步骤3、通过发泡控制箱7打开第一流量控制阀75、第五流量传感器76、第二流量控制阀89及第四流量传感器88，将发泡材料及水按照质量比为1:9输送至搅拌器72内，且发泡材料与水的总体积为胶体防爆袋2体积的9/40，同时打开第一流量传感器80及第三电磁阀81，按发泡材料与水的总体积的8倍量通过第二风管77向搅拌器72内注入空气，发泡，得到泡沫混合物；
步骤4、将步骤3中得到的泡沫混合物通过第四井下风管79注入注浆孔6内；
步骤5、打开注气泵，向注气孔4注入空气。
使用时，将该煤自燃火区吸能泄爆组合式密闭装置放置在火区与非火区之间，胶体防爆袋能够吸收爆炸时瞬时荷载；圆柱形通槽内填充的气囊袋，在瞬时荷载作用下，气囊袋可被冲出具有泄爆效果，同时冲出后的凹槽可快速填充。
下面对各实施例提供的煤自燃火区吸能泄爆组合式密闭装置进行防爆性能测定。
一、胶体防爆袋和气囊袋的性能测定
1.试验方法
在双螺杆挤出机(德国Leistfiz公司生产，ZSE-34型)上，控制加料螺杆转速为20r/min，双螺杆挤出机螺杆转速为100r/min，于160～220℃下造粒，得到茂金属聚乙烯与通用型聚乙烯不同共混比的试样。将粒料加入到吹膜机(日本现代机械公司生产，E-40型)中(长径比为24/1，口模直径与间隙分别为50mm，1.8mm)，控制吹胀比为2.5、折径为200mm、厚度为30/um，在温度为160～205℃的条件下，进行吹膜实验。
2.试样表征
在电子拉力机(英国Instron公司生产，l121型)上，控制拉伸速率为200mm/min，分别根据GB/T 1040.2—2006和QB/T1130-91，测定试样的拉伸强度。
3.结果
茂金属线性低密度聚乙烯(mLLDPE)与线性低密度聚乙烯(LLDPE)性能测试结果见表1。
表1茂金属线性低密度聚乙烯(mLLDPE)与线性低密度聚乙烯(LLDPE)性能测试结果
茂金属线性低密度聚乙烯(mLLDPE)与线性低密度聚乙烯(LLDPE)共混物性能测定结果见表2。
表2 mLLDPE/LLDPE共混物的性能测试
二、整体结构的防爆性能测试：
根据ansys软件模拟，当给密闭墙施加爆炸冲击波载荷时，冲击压力从1kpa～1mpa，该煤自燃火区吸能泄爆组合式密闭装置的形变范围见表3。
表3整体结构防爆性能测试
需要说明的是，本发明权利要求书中涉及数值范围时，应理解为每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用，由于采用的步骤方法与实施例1～3相同，为了防止赘述，本发明描述了优选的实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (9)
1.一种煤自燃火区吸能泄爆组合式密闭装置，其特征在于，包括胶体防爆袋(2)和气囊袋(3)；所述胶体防爆袋(2)为顶部拱形的中空软质结构，且所述拱形顶部为褶型可伸缩结构，所述中空结构内水平设有第一隔层和第二隔层，所述第一隔层和所述第二隔层将所述胶体防爆袋(2)内部从上到下分隔成拱形腔(21)、第一腔体(22)及第二腔体(23)；
所述拱形腔(21)、所述第一腔体(22)及所述第二腔体(23)的同一侧顶端均开设有注浆孔(6)，每个所述注浆孔(6)通过注浆管连接有压风驱动胶体泡沫充填系统；每个所述注浆孔(6)的一侧均开设有透气孔(1)；所述第二腔体(23)的下端开设有用于嵌设所述气囊袋(3)的通槽；所述气囊袋(3)上开设有注气孔(4)，所述注气孔(4)通过管道连接有注气泵；
所述压风驱动胶体泡沫充填系统包括发泡控制箱(7)、储存罐(71)及搅拌器(72)，所述储存罐(71)底端连接有进料管(70)，所述储存罐(71)顶端连接有气流放大器(73)，且所述气流放大器(73)设在第一井下风管(74)上，所述第一井下风管(74)与井下通风系统的风管相连通；所述第一井下风管(74)远离进风口的一端与所述搅拌器(72)相连通，所述气流放大器(73)与所述第一井下风管(74)的进风口之间且位于所述第一井下风管(74)上设有第一电磁阀(75)，所述气流放大器(73)与所述搅拌器(72)之间且位于所述第一井下风管(74)上设有第五流量传感器(76)；
所述第一井下风管(74)位于进风口处分支成用于推动空气的第二井下风管(77)、用于推动气动搅拌器(82)的第三井下风管(78)及用于推动注浆的第四井下风管(79)，所述第二井下风管(77)与所述搅拌器(72)的下端相连通，所述第二井下风管(77)上依次设有第三电磁阀(81)及第一流量传感器(80)；所述第三井下风管(78)与设置于所述搅拌器(72)顶端的气动搅拌器(82)相连通，所述第三井下风管(78)上设有第四电磁阀(84)及第二流量传感器(83)；所述第四井下风管(79)与所述搅拌器(72)上端的出料管道(721)相连通，所述第四井下风管(79)上设有第五电磁阀(86)及第三流量传感器(85)；所述出料管道(721)与所述注浆管相连通；
所述搅拌器(72)的下端连接有水源管道(87)，所述水源管道(87)上设有第二电磁阀(89)及第四流量传感器(88)；
所述第一电磁阀(75)、所述第三电磁阀(81)、所述第四电磁阀(84)、所述第五电磁阀(86)、所述第二电磁阀(89)、所述第一流量传感器(80)、所述第二流量传感器(83)、所述第三流量传感器(85)、所述第四流量传感器(88)及所述第五流量传感器(76)均与所述发泡控制箱(7)电连接。
2.根据权利要求1所述的煤自燃火区吸能泄爆组合式密闭装置，其特征在于，所述胶体防爆袋(2)、所述气囊袋(3)、所述第一隔层及所述第二隔层均由茂金属聚乙烯和聚乙烯按质量比为30～50：50～70制成。
3.根据权利要求2所述的煤自燃火区吸能泄爆组合式密闭装置，其特征在于，所述茂金属聚乙烯和聚乙烯的质量比为40:60。
4.根据权利要求1所述的煤自燃火区吸能泄爆组合式密闭装置，其特征在于，所述胶体防爆袋(2)的厚度为1m～5m。
5.根据权利要求1所述的煤自燃火区吸能泄爆组合式密闭装置，其特征在于，所述透气孔(1)的孔径大小为10～15cm。
6.根据权利要求1所述的煤自燃火区吸能泄爆组合式密闭装置的施工工艺，其特征在于，具体按照以下步骤操作：
步骤1、称取发泡材料，所述发泡材料按质量分数计由以下组分组成：
31％～38％吸水性单体、9％～19％交联剂、13～21％促凝剂、28％～39％引发剂；
步骤2、通过所述发泡控制箱(7)打开所述气流放大器(73)，将步骤1中称取的发泡材料通过所述第一井下风管(74)注入到所述储存罐(71)中；
步骤3、通过所述发泡控制箱(7)打开所述第一流量控制阀(75)、所述第五流量传感器(76)、所述第一流量传感器(80)、所述第三电磁阀(81)、所述第二流量控制阀(89)及所述第四流量传感器(88)，将发泡材料、空气及水输送至所述搅拌器(72)内进行发泡，得到泡沫混合物；
步骤4、将步骤3中得到的泡沫混合物通过所述第四井下风管(79)注入到所述注浆孔(6)内；
步骤5、打开所述注气泵，向所述注气孔(4)内注入空气。
7.根据权利要求6所述的煤自燃火区吸能泄爆组合式密闭装置的施工工艺，其特征在于，步骤1中所述吸水性单体为丙烯酰胺，所述交联剂为N,N’-亚甲基双丙烯酰胺或双乙烯基咪唑盐，所述促凝剂为三乙醇胺，所述引发剂为过硫酸钾或过硫酸铵。
8.根据权利要求7所述的煤自燃火区吸能泄爆组合式密闭装置的施工工艺，其特征在于，所述交联剂为N,N’-亚甲基双丙烯酰胺，所述引发剂为过硫酸钾。
9.根据权利要求6所述的煤自燃火区吸能泄爆组合式密闭装置的施工工艺，其特征在于，步骤3中所述发泡材料与水的质量比为1:9～9.5，所述发泡材料与水的总体积为所述胶体防爆袋体积的1/40～9/40，所述空气的注入体积为所述发泡材料与水的总体积的3～8倍。
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