CN111608728A - 一种在矿山巷道中形成密闭空间的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种在矿山巷道中形成密闭空间的方法，在需要密闭的巷道区域两端各设置一套密闭门装置，密闭门装置包括门主体、气囊、伸缩杆与支撑垫，气囊最内侧与门主体边框连接，伸缩杆设置在门主体周围，伸缩杆一端与主体边框固定连接，另一端连接支撑垫，支撑垫与气囊最外侧的气囊皮粘接成一体。本发明的门体中间的门主体为硬质结构，边缘为气囊，既具有一定的强度与稳定性，又具有良好的密封性。本发明可在巷道的任意位置建立密闭空间，并能减少该密闭空间中的氧气流失，且随着井下工作的变化，能逐步推进调整密闭门的位置来改变密闭空间的位置，从而适应环境变换，使密闭空间始终保持在合适的大小，非常适应高海拔地区的井下作业环境。

Description

一种在矿山巷道中形成密闭空间的方法

技术领域

本发明涉及矿山通风技术，尤其是一种在矿山巷道中形成密闭空间的方法。

背景技术

在矿山建设和开采过程中，随着采矿工程的推进，矿井的深度在不断增加，巷道和作业面也随之向深部推进。因此硐室的建设也需要跟随采矿进程往深部地区转移。传统的增压增氧硐室专门建设过程中需要花费一定的的人力、物力和财力。而井下开拓过程中，留下了大量闲置的独头巷道和敞开式的硐室，日常处于弃用或者使用频率极低的现状，造成了井下空间资源的浪费。井下作业多采用弥散式供氧，而这样的供氧方式氧气消耗量大，不能长时间维持恒定的氧气浓度。

我国当前高海拔地区矿山建设环境恶劣，井下氧气含量低，在掘进过程中需要进行局部通风，工人在这种环境下进行繁重劳动，会导致其严重缺氧，因此在通风过程中需要不断进行补充氧气。但是由于巷道和敞开式硐室的开放性空间下氧气消耗量大且利用率低，因此为了改善供氧环境，现有技术中多采用风门、风帘或空气幕等通风构筑物设置在巷道中，以提高局部阻力，减少氧气逸散，但是这类通风构筑物密闭性效果有限，同时随着巷道的不断掘进无法进行移动或者是适应性调节，而导致增氧的效果大打折扣，且现有密闭门大多笨重且移动不便，无法适应井下日常掘进的环境，而且成本高。因此，现有技术中需要一种气密性好、移动方便的巷道密封结构，来解决高海拔地区的供氧问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种在矿山巷道中形成密闭空间的方法，以解决背景技术中提出的问题。

一种在矿山巷道中形成密闭空间的方法，包括在需要密闭的巷道区域两端各设置一套密闭门装置，由巷道壁面、地面及两套密闭门装置共同围成一个密闭空间，所述密闭门装置包括硬质结构的门主体、气囊、若干伸缩杆与支撑垫，所述门主体的尺寸设置成小于所要密闭的巷道的截面积，所述门主体包括位于其边缘区域的主体边框和直接或间接连接设置在主体边框内侧的活动门，所述门主体还选择性地包括中间框架和/或固定板，所述中间框架用于活动门直接连接于其上，所述固定板连接在主体边框内侧，所述气囊最内侧与主体边框密封连接，所述伸缩杆间距式分布在门主体周围，所述伸缩杆一端与主体边框固定连接，另一端可向靠近巷道壁面的方向伸出，该另一端连接有与所述支撑垫，所述支撑垫与气囊最外侧的气囊皮粘接成一体，伸缩杆的另一端通过支撑垫与气囊最外侧连接，所述气囊连接有充气机构，充气机构用于在伸缩杆伸出并带动气囊最外侧连接有支撑垫的位置与巷道壁面紧密贴合前后，对气囊充气而使气囊位于相邻两个支撑垫之间的区域也逐渐与巷道壁面紧密贴合。

所述形成密闭空间的方法包括以下步骤：

步骤S1)将两套密闭门装置分别移动至需要密闭的巷道区域两端，启动各伸缩杆的驱动装置，伸缩杆伸出并带动支撑垫抵紧贴合巷道壁面；

步骤S2)在伸缩杆带动支撑垫抵紧贴合巷道壁面之前、同时或之后，启动充气机构，使气囊保持充盈并与巷道壁面贴合。

进一步的，所述伸缩杆与支撑垫均设置于气囊内部，各软质的扁平状结构的支撑垫与气囊远离主体边框一侧的气囊皮的内壁粘接成一体。

进一步的，所述支撑垫呈软质的扁平状结构，软质的扁平状结构的支撑垫与巷道壁面的接触面大，使得气囊不容易发生移位与偏斜，使得气囊外壁与巷道壁面贴合紧密，气密效果好。

所述两套密闭门装置中，至少有一套密闭门装置的气囊上对应巷道通风管道的位置设置有供巷道通风管道穿过的让位孔，且让位孔设置有便于将巷道通风管道放入让位孔中的缺口；只有一套密闭门装置的气囊上设置有让位孔时，通入所述密闭空间中的巷道通风管道也设置为一套，一套巷道通风管道从所述密闭空间的外侧一端经让位孔通入该密闭空间中；两套密闭门装置的气囊上均设置有让位孔时，通入所述密闭空间中的巷道通风管道也设置为两套，两套巷道通风管道分别从所述密闭空间的外侧两端经让位孔通入该密闭空间中。

优选的，所述气囊材质采用无弹性的塑料布或有弹性的橡胶皮，所述支撑垫采用软质胶块，所述门主体的中间框架与主体边框采用空心金属管材，所述固定板与活动门采用金属板材。

优选的，所述伸缩杆的驱动装置采用气缸，或者所述伸缩杆与气缸活塞杆一体设置。

进一步优选的，同一套密闭门装置的气囊的充气机构与伸缩杆的驱动气缸共用同一压力气源。

进一步的，所述密闭门装置还包括走轮组件，所述走轮组件包括至少4个走轮架及设置在走轮架底部的走轮，走轮架与门主体连接的中间框架和/或主体边框底部连接，走轮架分布在门主体前后壁左右两侧，且走轮架呈斜撑式结构，即走轮架与门主体之间保持有角度，以对门主体形成稳定的三角支撑结构，增强门的稳定性。

优选的，所述走轮采用带有锁止机构的走轮，所述形成密闭空间的方法还包括在所述步骤S1之前进行的下述步骤S0：

步骤S0)在启动伸缩杆的驱动装置之前利用锁止机构将走轮锁止，使门主体初步固定在地面上，防止门体滑移。

优选的，所述走轮架材质采用与门主体相同的金属材质，所述走轮采用橡胶轮。

进一步的，所述密闭门装置还包括设置在活动门四周边缘处及门主体底部边缘处的密封条。

本发明至少具有以下有益效果：

本发明提供了一种在矿山巷道中形成密闭空间的方法，在需要密闭的巷道区域两端各设置一套密闭门装置，由巷道壁面、地面及两套密闭门装置共同围成一个密闭空间，所述密闭门装置的中间区域为硬质结构的门主体，作为整个门体的主体构件，使整个密闭门有足够的强度，硬质门主体的边缘设置有气囊，且气囊连接有伸缩杆，伸缩杆末端抵紧巷道壁面，从而使气囊在充气后能保持与巷道壁面紧贴不移位，可有效的保证与气囊皮与巷道壁面的紧密贴合，且由于整个门体只有边缘区域是气囊，可节约气囊的充气量，减小气泵的能耗。

本发明中，伸缩杆的伸出长度可以变化，优选伸缩杆与气缸活塞杆一体设置，伸缩杆可随着巷道壁面的贴近程度作自适应调节，使得本发明的密闭充气囊可以适应多种截面尺寸的矿山巷道，并能维持良好的气密性，节省通风供氧成本，非常适合高海拔地区的矿山巷道。

本发明的密闭门装置自带可移动的轮子，门体移动方便，只需两个人一前一后扶稳推动即可对门进行转移，无需拆卸转移，只需将气囊气体排出，将伸缩杆缩回，即可转移，非常便捷，可根据需要快速的对密闭空间的大小进行调节。本发明的走轮带有锁止机构，可防止门体发生不必要的移位，并且门主体周围设置的伸缩杆在抵紧巷道壁面之后，也可以对门主体提供一定的固位作用，与走轮的锁止机构一起对门主体形成全包围式的固位作用，门体稳定可靠。

本发明可在巷道的任意位置建立密闭空间，并能减少该密闭空间中的氧气流失，提高氧气利用率，并且随着井下工作的变化，能逐步推进调整密闭门的位置来改变密闭空间的位置，从而适应环境变换，使密闭空间始终保持在合适的大小，非常适应高海拔地区的井下作业环境，可维持局部空间的氧气浓度，保证恒定的供氧效果，能够有效的节省出大量的井下空间资源、物力和财力，且维护方便，成本低。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例的在矿山巷道中形成密闭空间的方法的密闭门装置与巷道通风管道布置图(透视图)；

图2是本发明优选实施例的密闭门装置的正面视图；

图3是本发明优选实施例的的密闭门装置的立体透视结构图；

图4是本发明优选实施例的气囊及让位孔分布图。

图中：100-密闭门装置，101-输氧管、102-进风管，103-排风管，1-门主体，11-中间框架，12-固定板、13-活动门，14-主体边框，141-上边框，142-左边框，143-右边框，15-定位座，16-拉手，17-铰链，2-气囊，21-让位孔，211-输氧管让位孔，212-进风管让位孔，213-排风管让位孔，22-缺口，3-伸缩杆，4-支撑垫，5-充气机构，51-电动充气泵，6-走轮组件，61-走轮架，62-走轮，63-锁止机构，7-密封条，71-密封压条，72-密封塞条，8-巷道壁面，9-地面。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

参见图1的一种在矿山巷道中形成密闭空间的方法，包括在需要密闭的巷道区域两端各设置一套密闭门装置100，由两套密闭门装置100、巷道壁面8及地面9共同围成一个密闭空间，本实施例中，只有一套密闭门装置的气囊上设置了供巷道通风管道穿过并通入密闭空间内的过孔，本实施例中，巷道通风管道包括输氧管101、进风管102及排风管103。

参见图2～4的本发明优选实施例的密闭门装置100，包括门主体1、设置于门主体边缘的气囊2、连接在门主体与气囊之间的若干伸缩杆3及连接在气囊与伸缩杆之间的支撑垫4，门主体包括位于门主体中间区域的中间框架11、固定板12、活动门13及位于门主体边缘区域的主体边框14，本实施例中，门主体呈拱形结构，主体边框包括弧形的上边框141及条状的左边框142与右边框143，上边框与左右边框连接构成一个整体的倒U形的主体边框，气囊粘接在主体边框顶壁，充气后的气囊整体也呈倒U形。

本实施例中，主体边框的前壁或后壁上间距设置有若干位于竖直平面内的伸缩杆3，且各伸缩杆在主体边框上呈对称式分布，对称中心线为门主体的中分线，每一根伸缩杆于连接主体边框的一端都连接有用于使伸缩杆的长度方向的倾斜角度保持恒定的定位座15，本实施例中，左右边框上的伸缩杆长度方向沿水平方向设置，上边框上的各伸缩杆的长度延长线均过弧形上边框的圆心。

伸缩杆远离主体边框的一端连接有软质的扁平状结构的支撑垫4，各伸缩杆与支撑垫均设置气囊内部，各软质的扁平状结构的支撑垫与气囊远离主体边框一侧的气囊皮的内壁粘接成一体，且支撑垫的粘接安装位置为气囊最外侧的气囊皮内壁，各伸缩杆均在气囊内部发生伸缩运动，软质的扁平状结构的支撑垫与巷道壁面的接触面更大，且由于伸缩杆与支撑垫均位于气囊内部正中间位置，使得气囊在充气时气囊皮会沿伸缩杆及支撑垫周围均匀扩张，不容易发生移位与偏斜，使得气囊外壁与巷道壁面贴合紧密，气密效果好。

本实施例中，气囊连接有充气机构5，充气机构用于在伸缩杆伸出并带动气囊最外侧连接有支撑垫的位置与巷道壁面8紧密贴合后，对气囊充气而使气囊位于相邻两个支撑垫之间的区域也逐渐与巷道壁面紧密贴合，伸缩杆则用于对气囊提供定位作用，使气囊保持与巷道壁面紧密贴合且不移位的状态。

参见图4，本实施例中，气囊2上对应巷道通风管道的位置设置有供巷道通风管道穿过的让位孔21，且让位孔设置有便于将巷道通风管道放入让位孔中的缺口22，本实施例中，气囊上设置有三个让位孔，分别是位于气囊右边偏上位置的输氧管让位孔211、进风管让位孔212及位于气囊左边偏下位置的排风管让位孔213，其中输氧管让位孔211与进风管让位孔212贯通成一个整体的大孔。

本实施例中，气囊材质采用无弹性的塑料布，当然，也可以采用类似皮划艇气垫的橡胶皮，本实施例中，支撑垫采用软质胶块。

本实施例中，伸缩杆的驱动装置采用气缸，气缸活塞杆作为与支撑垫连接的伸缩杆。

本实施例中，所述气囊的充气机构5包括压力调节阀一(图中未示出)、控制阀一(图中未示出)及带储气罐(图中未示出)的电动充气泵51，压力调节阀一与控制阀一串联连接在储气罐出口与气囊进气口之间，压力调节阀一用于调节气囊的充气压力，控制阀一用于控制气囊压力气源的通断。

本实施例中，各伸缩杆的驱动气缸的进气口通过压力调节阀二(图中未示出)及控制阀二(图中未示出)与电动充气泵的储气罐出口连接，压力调节阀二用于调节气囊的充气压力，控制阀一用于控制气缸压力气源的通断。各伸缩杆的驱动气缸进气口可并联连接到同一个压力调节阀二与控制阀二，各伸缩杆的驱动气缸进气口也可以各自独立连接一套压力调节阀二(图中未示出)与控制阀二。

本实施例中，压力调节阀一与压力调节阀二均为阀值可调的手动减压阀，控制阀一与控制阀二均为电磁换向阀。

参见图3，本实施例的密闭门装置还包括走轮组件6，本实施例中，走轮组件包括8个走轮架61及设置在每一个走轮架底部的走轮62，共8个走轮，走轮架为对称分布在门主体前后壁的两组，一组4个，每一组走轮架包括与门主体的中间框架左右两侧连接2个走轮架及和左右边框底部连接的两个走轮架，每一个走轮架均呈45°角的斜撑式结构，走轮架与门主体所在的竖直平面之间保持有45°的角度，以对门主体形成稳定的三角支撑结构，增强门的稳定性，防止门体倾倒。

本实施例中，每一个走轮均带有锁止机构63，锁止机构用于将走轮锁止而使整个密闭门装置的位置保持固定，将锁止机构解锁后，整个密闭门装置即可推着移动。

本实施例的密闭门装置还包括设置在活动门四周边缘处及门主体底部边缘处的橡胶材质的密封条7。本实施例中，活动门13为带有拉手16的平开门，活动门通过铰链17与中间框架11连接。本实施例中，密封条7包括设置在活动门四边的密封压条71及用于塞设在门主体底部与地面缝隙之间的密封塞条72，密封压条通过活动门的关闭而被压在活动门与中间框架之间而实现密封，密封压条的截面形状为U形、方形、圆形或其他市面常用形状。密封塞条通过塞设卡紧在门主体与地面9之间的缝隙中而实现密封，密封塞条的截面形状为实心的三角形，以适应不同宽度的缝隙。

本实施例的方法(即本发明的密闭门装置的安装过程)包括以下三个主要步骤：

1、初步固定：

首先将整套可移动式密闭门组装成型，然后用滚轮将密闭门移动至预设位置，利用锁车器锁死滚轮进行地面固定，防止门体滑动。

2、四周固定：

开启伸缩杆电控装置，利用伸缩杆和支撑垫贴合巷道壁面的固定作用，将门框架四周固定，随后利用定位座将伸缩杆锁止，使伸缩杆的倾斜角度保持固定。

3、充气调整：

开启电动充气泵，使气囊时刻处于充盈状态，贴合壁面和管道部分；考虑到壁面不平整和气囊间的贴合程度有限，适当的采取人工调节的办法进行封堵，以达到临时密闭门的最佳效果。

本发明具有以下优点：

方便，由空心管材与板材拼接组装而成，重量轻，安装与拆卸方便，可重复利用，对环境无污染；

灵活，拥有移动功能，在两位工人的配合下即可移动，可根据硐室内的所需要容纳的人数，适当调整封闭空间体积，不受空间的限制；

适应性强，门框架小而坚固适合高海拔地区各类巷道和硐室断面尺寸，同时伸缩杆和支撑垫的灵活伸缩可适应各类巷道或硐室壁面，多点支撑起到良好的固定效果；

气密性较好，定制化气囊可适应各类硐室通风管道为止，工作环境下时刻处于充盈状态，能够有效保持周边壁面的贴合气密性，结合人工管理能实现高气密性的效果。保证增压增氧硐室的高效运作。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种在矿山巷道中形成密闭空间的方法，其特征在于，包括在需要密闭的巷道区域两端各设置一套密闭门装置，由巷道壁面(8)、地面(9)及两套密闭门装置共同围成一个密闭空间，所述密闭门装置包括硬质结构的门主体(1)、气囊(2)、若干伸缩杆(3)与支撑垫(4)，所述门主体包括位于其边缘区域的主体边框(14)和直接或间接连接设置在主体边框内侧的活动门(13)，所述门主体还选择性地包括中间框架(11)和/或固定板(12)，所述中间框架用于活动门直接连接于其上，所述固定板连接在主体边框内侧，所述气囊最内侧与主体边框连接，所述伸缩杆间距式分布在门主体周围，所述伸缩杆一端与主体边框固定连接，另一端可向靠近巷道壁面的方向伸出，该另一端连接有所述支撑垫，所述支撑垫与气囊最外侧的气囊皮粘接成一体，伸缩杆的另一端通过支撑垫与气囊最外侧连接，所述气囊连接有充气机构(5)，充气机构用于在伸缩杆伸出并带动气囊最外侧连接有支撑垫的位置与巷道壁面紧密贴合前后，对气囊充气而使气囊位于相邻两个支撑垫之间的区域也逐渐与巷道壁面紧密贴合；

所述形成密闭空间的方法包括以下步骤：

步骤S1)将两套密闭门装置分别移动至需要密闭的巷道区域两端，启动各伸缩杆的驱动装置，伸缩杆伸出并带动支撑垫抵紧贴合巷道壁面；

步骤S2)在伸缩杆带动支撑垫抵紧贴合巷道壁面之前、同时或之后，启动充气机构，使气囊保持充盈并与巷道壁面贴合。

2.根据权利要求1所述的一种在矿山巷道中形成密闭空间的方法，其特征在于，所述伸缩杆与支撑垫均设置于气囊内部，各软质的扁平状结构的支撑垫与气囊远离主体边框一侧的气囊皮的内壁粘接成一体。

3.根据权利要求1所述的一种在矿山巷道中形成密闭空间的方法，其特征在于，所述支撑垫呈软质的扁平状结构。

4.根据权利要求1所述的一种在矿山巷道中形成密闭空间的方法，其特征在于，所述两套密闭门装置中，至少有一套密闭门装置的气囊上对应巷道通风管道的位置设置有供巷道通风管道穿过的让位孔(21)，且让位孔设置有便于将巷道通风管道放入让位孔中的缺口(22)。

5.根据权利要求1所述的一种在矿山巷道中形成密闭空间的方法，其特征在于，所述气囊材质采用无弹性的塑料布或有弹性的橡胶皮，所述支撑垫采用软质胶块，所述门主体的中间框架与主体边框采用空心金属管材，所述固定板与活动门采用金属板材。

6.根据权利要求1所述的一种在矿山巷道中形成密闭空间的方法，其特征在于，所述伸缩杆的驱动装置采用气缸，或者所述伸缩杆与气缸活塞杆一体设置；同一套密闭门装置的气囊的充气机构与伸缩杆的驱动气缸共用同一压力气源。

7.根据权利要求1～6中任意一项所述的一种在矿山巷道中形成密闭空间的方法，其特征在于，所述密闭门装置还包括走轮组件(6)，所述走轮组件包括至少4个走轮架(61)及设置在走轮架底部的走轮(62)，走轮架与门主体连接的中间框架和/或主体边框底部连接，走轮架分布在门主体前后壁左右两侧，且走轮架呈斜撑式结构，即走轮架与门主体之间保持有角度，以对门主体形成稳定的三角支撑结构，增强门的稳定性。

8.根据权利要求7所述的一种在矿山巷道中形成密闭空间的方法，其特征在于，所述走轮采用带有锁止机构(63)的走轮，所述形成密闭空间的方法还包括在所述步骤S1之前进行的下述步骤S0：

步骤S0)在启动伸缩杆的驱动装置之前利用锁止机构将走轮锁止，使门主体初步固定在地面上，防止门体滑移。

9.根据权利要求7所述的一种在矿山巷道中形成密闭空间的方法，其特征在于，所述密闭门装置还包括设置在活动门四周边缘处及门主体底部边缘处的密封条(7)。

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