CN208816072U - 一种减振吸能支柱式防爆井盖多次复位系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种减振吸能支柱式防爆井盖多次复位系统，包括防爆井盖、减震支柱控制中心、输油管及多个固定架；所述的多个固定架布置在防爆井盖的边缘处，沿圆周方向均匀布置；固定架为中空结构，顶板内壁上安装有减震支柱，减震支柱的下端与防爆井盖顶面接触；防爆井盖盖在井筒井口；所述的防爆井盖边缘处与井筒井口边缘之间设有多个缓冲弹簧，多个缓冲弹簧分别对应于多个固定架设置；减震支柱控制中心与四个减震支柱用输油管连接。本实用新型具有结构简单，性能稳定，复位快速，反应灵敏，卸压完全的优点,而且能够解决防爆井盖被气流冲走的问题，保证井下通风系统正常工作。

Description

一种减振吸能支柱式防爆井盖多次复位系统

技术领域

本实用新型属于矿井通风设备技术领域，具体的说是涉及一种减振吸能支柱式防爆井盖多次复位系统。

背景技术

我国几乎所有煤矿为了在防止在井下发生爆炸时候产生的气流冲坏主风机，都安装了防爆门，防爆井盖。正常情况下，为了主风机能正常工作，防爆门、井盖把井下气流与大气隔离开，防止了风流短路，保证了通风系统正常进行。当井下发生爆炸时，强大的气流会冲开井盖，使爆炸气流排放到大气中，起到了卸压的作用，从而保护了主风机免受爆炸冲击气流的破坏。因此防爆门、井盖在几乎我国的所有煤矿都有使用。但是一旦发生了爆炸，防爆门、井盖被冲开，从而也导致了主风机通风系统漏风，风流紊乱，更甚会产生风流短路，井下无风，给井下人员带来灾难性的威胁。当工作面发生爆炸时，会产生大量的有毒有害气体，其中就有最常见的气体一氧化碳中毒，如果这个时候没进行持续有效的通风，那么这些有毒气体就会在很短的时间内给井下人员带来灾难。而若是多风井煤矿，装防爆井盖的风井由于其他风井的作用变成进风井，从而产生的大量有毒有害气体反而向其他风井扩散，使更多的人员受到伤害，更严重的是会增大其他风井服务区受到爆炸事故危害的概率。在一次爆炸后若不能马上进行通风，由于爆炸所产生的瓦斯和粉尘就会瞬间积聚并且得不到有效的稀释，只能大量积聚在井下空气中，这样一旦遇到明火或者达到爆炸极限就会产生二次爆炸，同时对救援人员也有很大的安全威胁。若在第一次爆炸后井盖不仅可以卸去因爆炸而产生的强大气流，而且还可以在短时间内自动封堵，就可以很大程度上将有毒有害气体排出，防止了二次爆炸以及井下人员因窒息而死亡，将后果的危险性降到最低。

就目前而言，由于井下发生爆炸后产生的冲击非常之大，如果井盖采用传统‘Λ’形的话，井盖就会承受几乎所有的冲击气流，井盖会被冲走，这样就会导致风流短路，井下无风，有毒有害气体不能及时排除，瓦斯一再积聚，粉尘大量悬浮在井下空气中，给二次爆炸和灾情扩大提供了很好的条件，也给救援带来很大的危险。

就爆炸防爆井盖在发生爆炸后造成通风不能正常进行这个问题，国内学者也进行了大量研究。

第一种构想是在防爆门的安装位置加装门型钢圈，它的设计是在出风井口安装一圈型钢，型钢上安装防爆门，中间用橡胶板进行密封。橡胶板用压板固定在防爆门上。防爆门外安装三条导轨，呈120°分布，使防爆门沿导轨运动，上设限位，使防爆门的上升高度受到限制。该方法存在的问题是在冲击波对井盖冲击以后，上面没有任何可以卸压的装置，并且结构破坏而不能快速复位。

第二种就是西山矿务局梁炳福同志构想的井盖限位自动回位闭合设施，其基本原理是加装防爆门防脱轨装置，将支撑高度加到原高度的1.5倍，且在支撑顶部装设一钢丝绳网罩起防脱作用。改进后的防爆门，由于支撑高度的增高和钢丝绳网罩的防脱作用，当井下发生瓦断爆炸时，防爆门将沿着轨道上升，而不易过早脱轨，再加之钢丝绳网罩的限位作用，防爆门将能很快的复位，有利于矿井即时返风或恢复正常通风。但井下爆炸强大的冲击波也有可能导致支撑结构变形，防爆门无法复位。并且钢丝绳太过于刚性，对于冲击气流冲击井盖之后不能达到有效的卸压效果。

第三种井盖主要利用弹簧来防爆，包括回风井、井盖，回风井内设有环形沟槽，井盖下端连接有至少三个均匀布置的复位弹簧，每个复位弹簧另一端连接有一个与环形沟槽相适应的卡块，井盖中心贯穿有伸入回风井内的扭力杆，扭力杆位于回风井内的上部和下部位置上分别设有螺纹方向相反的外螺纹，上部和下部的外螺纹上分别设有一个推进环，推进环分别通过推进杆与对应的卡块活动连接。当井下爆炸后，受冲击波影响，将井盖弹起，泄压后在复位弹簧和缓冲弹簧的共同作用下实现快速、准确的复位，同时快速实现回风井井口端的有效封堵，从而保证通风正常。这种装置的问题在于太过依赖于弹簧的卸压作用，弹簧泄压仅仅在压力比较小的情况下效果比较明显，这也就是为什么飞机的减震系统用的不是弹簧泄压的原因。

第四种是将井盖做成平板样子，而且做得足够长，然后在远端把井盖的一段用螺栓固定，另外一端盖在井口，在冲击气流冲击井盖之后，盖在井口的一端井盖就会以固定的一端做圆周运动，一定程度上会降低井盖被爆飞的可能性。但是这种防爆井盖由于要做的足够大，而回风井一般都会在自然环境比较原始的地方，那就给制造和安装都增加了相当大的困难。

第五种是在井盖的周边利用某种装置放置备用井盖，例如导轨与小车，一般情况下，备用防爆井盖设置在基础斜坡的导轨上静止不动且与正在使用的防爆井盖连接，当防爆井盖离开井口设定高度时，即视为防爆井盖被炸飞，与此同时，钢丝绳随着启用防爆井盖的上升拽着拉环及支撑架向上拉，支撑架从触发组件的凸轮支撑点拉脱并且放平，同时支撑架脱离对小车支撑，小车下滑到安装滑动装置的位置，小车推动滑动装置并与滑动装置同时向前滑行 ； 当滑动装置上的挡板与导轨上的挡板碰撞后，滑动装置的滑板组件被阻挡，滑板组件不能向前运动，滑动装置的轻轨组件在惯性的作用下向前移动，当轻轨组件的定位销运动到定位孔并落入定位孔内，轻轨组件停止运动；此时小车带着备用防爆井盖行至井口位置，备用防爆井盖将井口盖住，从而迅速恢复通风。这种井盖的缺点在于备用井盖较少，不可在短时间内承受多次爆炸。再一个就是结构过于复杂，安装和制造都有较大困难。

第六种井盖的形状为锥形，主体井盖上留设有四个相同的梯形配盖。正常通风状态下，梯形配盖保持关闭状态，当井下发生冲击或者爆炸等灾害事故时，冲击波将梯形配盖沿可旋转连接构件冲开，主体井盖不动，实现对风机的保护，当反风时，为避免风流短路，将风锁具与主体井盖的反风锁具连接，实现密封固定，该井盖无需配重，避免了每次将防爆井盖整体移动的情况。这种井盖主要存在两个问题：一是可能会出现配盖在旋转过程中存在无法按既定路径运行；二是在回复时可能会出现未完全盖紧等情况。两种情况都会造成风流短路的发生。

第七种是当发生井下爆炸时，锥形井盖被爆炸冲击波顶起，通过配重锤以及顶部设有滑轮的支架的导向作用，井盖垂直向上运动。通常情况下，锥形井盖在配重锤、钢缆、滑轮的作用下能够恢复到原来位置。但当爆炸较大时，爆炸产生的旋转波的会使得锥形井盖偏离垂直位置并向侧边移动，此时的锥形井盖就难以恢复到原来位置，会相对井口中心位置发生一定的偏移。此时，在风井井口内壁上同一水平位置均匀设置若干个距离传感器中一个或几个传感器检测到其与井盖边沿向内凸出部分的距离发生变化，其检测值通过相应的控制电路控制器对应位置的绕线电机工作，通过电机运动来对偏移位置的锥形井盖施加一个纠偏的作用力，使其能够恢复到原始位置。这种井盖的问题主要是对电子元器件的精准度比较依赖，而电子元器件处在回风井附近，很容易受潮进灰，这又直接影响电子元器件的稳定性。

上面所说的这些装置在一定程度上解决或提供了一种解决问题的思路，但是实际应用价值和可行性有待实际考察。

发明内容

为了解决上述技术问题，本实用新型是一种结构简单，性能稳定，复位快速，反应灵敏，卸压完全的减振吸能支柱式防爆井盖多次复位系统，它还能够避免防爆井盖被气流冲走以及冲走后不能正常通风的问题。

本实用新型采用的技术方案是：一种减振吸能支柱式防爆井盖多次复位系统，包括防爆井盖、减震支柱控制中心、输油管及多个固定架；所述的多个固定架布置在防爆井盖的边缘处，沿圆周方向均匀布置；固定架为中空结构，顶板内壁上安装有减震支柱，减震支柱的下端与防爆井盖顶面接触；防爆井盖盖在井筒井口，所述的防爆井盖边缘处与井筒井口边缘之间设有多个缓冲弹簧，多个缓冲弹簧分别对应于多个固定架设置；减震支柱控制中心与四个减震支柱用输油管连接。

上述的减振吸能支柱式防爆井盖多次复位系统中，还包括多个平衡锤，平衡锤与钢丝绳的一端连接，钢丝绳的另一端绕过相对应的固定架顶部的滑轮与防爆井盖顶面连接。

上述的减振吸能支柱式防爆井盖多次复位系统中，所述的防爆井盖上部为上小下大的圆锥，下部为上大下小的圆锥。

上述的减振吸能支柱式防爆井盖多次复位系统中，所选减震支柱采用的是飞机减震系统中的气液混合式减震支柱，减震支柱通过输油管与减震支柱控制中心连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型在爆炸发生后，冲击气流冲击防爆井盖；当防爆井盖受到压力到达0.1MPa时，由于防爆井盖下部的锥形光滑设计，防爆井盖在上升的同时会将冲击气流转移到井盖四周，从四周卸去压力；随着防爆井盖的上升，防爆井盖四周与井筒产生的空隙会越来越大，更有利于冲击气流的释放。防爆井盖在向上运动的同时，会压缩四个减震支柱内的气体，这样在井盖刚受到冲击时会向上移动一个相对较大的距离，更加有利于卸去井盖所受到的冲击。空气压缩后再将能量传向油液，油液会以极高速度穿过减震支柱的卸压小孔，将减震支柱内的油通过输油管输送到减震支柱控制中心，从而达到卸去井盖压力的效果。减震支柱控制中心中的油量感应器与气压感应器会保证控制中心与四个减震支柱的压力与油量平衡。当压力全部卸去后，减震支柱控制中心会将因卸压挤压进的油量与空气又输送回减震支柱，减震支柱就会回到初始位置，在压力卸去后，防爆井盖会以一个较大的速度往下运动直到井筒位置，缓冲弹簧能够将防爆井盖下落的冲击卸去，防止防爆井盖因下落太快而损伤井筒；解决了防爆井盖被气流冲走的问题，保证了井下通风系统正常工作。本实用新型还具有结构简单，性能稳定，复位快速，反应灵敏，卸压完全的优点。

附图说明

图1是本实用新型的主视图。

图2是本实用新型的俯视图。

图中：1-滑轮，2—减震支柱，3—固定架，4—缓冲弹簧，5—钢丝绳，6--防爆井盖，7—输油管，8—减震支柱控制中心，9—平衡锤。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

如图1-2所示，本实用新型包括防爆井盖6、减震支柱控制中心8、输油管7及四个固定架3和四个平衡锤9。所述的防爆井盖6上部为上小下大的圆锥，下部为上大下小的圆锥；由两个圆锥体焊接而成。防爆井盖6盖在井筒井口处，防爆井盖6边缘与井筒井口边缘之间设有四个缓冲弹簧4，四个缓冲弹簧4沿着圆周方向均匀分布。

所述的四个固定架3分布对应于四个缓冲弹簧4靠近防爆井盖6的边缘设置。固定架3位中空结构，固定架3顶板内壁上固定安装有减震支柱2，减振支柱2采用的是飞机减震系统中的气液混合式减震支柱，减震支柱2通过输油管7与减震支柱控制中心8连接。所述的每个固定架3顶部安装有两个滑轮1，对应于每个固定架设有一个平衡锤9，平衡锤9与钢丝绳5的一端连接，钢丝绳5的另一端绕过相对应的固定架3顶部的滑轮1与防爆井盖6的顶面连接。

爆炸发生后，冲击气流冲击防爆井盖6的下部，当防爆井盖6下部受到压力到达0.1Mpa时，由于防爆井盖6下部的锥形光滑设计，防爆井盖6在上升的同时会将冲击气流转移到井盖四周，从四周卸去压力。随着防爆井盖6的上升，防爆井盖6四周与井筒产生的空隙会越来越大，更有利于冲击气流的释放。防爆井盖6在向上运动的同时，会首先压缩四个减震支柱2内的空气，这样在防爆井盖6刚受到冲击时会向上移动一个相对较大的距离，更加有利于卸去防爆井盖6所受到的冲击。空气压缩后再将能量传向油液，油液以极高速度穿过减震支柱2的卸压小孔，将减震支柱2内的油通过输油管7输送到减震支柱控制中心8，从而达到卸去井盖压力的效果。减震支柱控制中心8中的油量感应器与气压感应器会保证控制减震支柱中心8与四个减震支柱2的压力与油量平衡。当压力全部卸去后，减震支柱控制中心8会将因卸压挤压进的油量与空气又输送回减震支柱2中，减震支柱2会因为要维持之前的状态回到初始位置。在压力卸去后，防爆井盖6会以一个较大的速度往下运动直到井筒位置，缓冲弹簧4能够将防爆井盖6下落的冲击卸去，防止防爆井盖6因下落太快而损伤井筒和自身，解决了防爆井盖被气流冲走的问题，保证井下通风系统正常工作。

Claims (4)

1.一种减振吸能支柱式防爆井盖多次复位系统，其特征是：包括防爆井盖、减震支柱控制中心、输油管及多个固定架；所述的多个固定架布置在防爆井盖的边缘处，沿圆周方向均匀布置；固定架为中空结构，顶板内壁上安装有减震支柱，减震支柱的下端与防爆井盖顶面接触；防爆井盖盖在井筒井口；所述的防爆井盖边缘处与井筒井口边缘之间设有多个缓冲弹簧，多个缓冲弹簧分别对应于多个固定架设置；减震支柱控制中心与四个减震支柱用输油管连接。

2.如权利要求1所述的减振吸能支柱式防爆井盖多次复位系统，其特征是：还包括多个平衡锤，平衡锤与钢丝绳的一端连接，钢丝绳的另一端绕过相对应的固定架顶部的滑轮与防爆井盖顶面连接。

3.如权利要求1所述的减振吸能支柱式防爆井盖多次复位系统，其特征在于：所述的防爆井盖上部为上小下大的圆锥，下部为上大下小的圆锥。

4.如权利要求1所述的一种减振吸能支柱式防爆井盖多次复位系统，其特征在于：所述的减震支柱采用的是飞机减震系统中的气液混合式减震支柱，减震支柱通过输油管与减震支柱控制中心连接。