CN215804676U - 抗爆多囊式气囊与桁架构筑物联合密闭装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种抗爆多囊式气囊与桁架构筑物联合密闭装置，该装置包括抗爆多囊式气囊和桁架构筑物，抗爆多囊式气囊包括主气囊和副气囊，主气囊包括长方体气囊和拱形气囊，长方体气囊布置在巷道的中下部，拱形气囊设置在长方体气囊的上方，副气囊设置在长方体气囊的两侧；桁架构筑物包括主矩形框架结构和依巷道顶部形状变化而能够相应调整的弧形调节结构，主矩形框架结构布置在巷道的中下部，弧形调节结构连接在主矩形框架结构的上方；所述主矩形框架结构和弧形调节结构是由若干个桁架单体和/或多个转角连接体连接而成。本实用新型中抗爆多囊式气囊由于后方有桁架构筑物与其联合密闭，使得气囊滑移的风险基本消除，且有效避免了气囊的破损。

Description

抗爆多囊式气囊与桁架构筑物联合密闭装置

技术领域

本实用新型属于矿井火灾救灾领域，具体地说是涉及一种抗爆多囊式气囊与桁架构筑物联合密闭装置。

背景技术

煤矿井下火灾不仅烧毁装备和资源，造成作业场所人员伤亡，而且还会诱发瓦斯爆炸，救灾措施的有效性以及救灾行动的快速性是火灾救灾成功的关键。煤矿巷道快速密闭技术是火势发展、窒息灭火的有效手段，为煤矿火灾救灾实践广泛采用。

但是，密闭施工会造成风流减少，而封闭区域内瓦斯持续涌出，瓦斯浓度会迅速上升，加上火区内存在的火源，从而大幅增加瓦斯爆炸的危险，严重威胁密闭施工人员的生命安全。因此，快速、安全、抗爆的巷道密闭技术，是煤矿火灾救灾工作的迫切需要。

目前，矿井火灾以建筑密闭为主要封闭措施，此密闭结构以砂石、混凝土充填构筑为主，由于需要准备大量材料，人工垒砌墙体，不仅施工耗时，且需要大量人员在现场施工，效率低下。近年来，煤矿安全技术研究领域研发了多种煤矿井下快速密闭技术，主要有基于高膨胀系数的高分子快速充填技术和快速凝固、成形的无机材料充填成墙技术。然而，这类技术仍然存在工程量大、施工时间长的缺点。气囊密闭由于结构简单、携带方便、安装快速、封堵效果好，近年来被广泛采用。然而，这类气囊式快速密闭不具备抗爆性能，无法抵抗密闭区内瓦斯爆炸的冲击。而一旦火区密闭遭到破坏，会导致灾区扩大，造成救灾更为困难和复杂的状况。另一方面，从军事空投物资使用的缓冲气囊、船舶承重气囊等相关行业的气囊技术应用情况来看，气囊技术已经在实践中得到了应用，具备一定抗冲击性能。因此，进一步改进气囊的材质、结构，使其具备更好的抗爆缓冲性能，为煤矿火灾应急救援技术发展提供新的思路，对于煤矿行业安全发展具有重要意义。

专利号为CN2020100024393的中国发明专利公开了一种抗爆多囊快速密闭气囊及其使用方法，该气囊通过多囊形式极大提高了囊式密闭的抗爆性能。然而该气囊在使用过程中，存在两个问题，一是巷道的底部形状不规则，气囊与底部贴合不密切，存在一定的漏风；二是为了提高气囊与巷道的摩擦阻力，设计的气囊沿巷道方向较长，气囊的整体自重也随之变大，由于巷道存在一定的倾角，气囊与巷道贴合连接处承受的剪切力较大，气囊滑移距离越大，对气囊的材质损害越大，气囊破损的风险随之增高。为了防止气囊滑移，目前的气囊密闭与巷道的连接方式多为利用绳扣、挂钩、吊环、金属锁扣等与壁面连接(CN2020206802806、CN20182190174等)，然而爆炸冲击波的威力是巨大的，现今的煤矿巷道截面积大，即便密闭施工的位置较远，气囊所受到的冲击力道也会很大。加上巷道倾角，气囊自身重量过大，会导致绳扣、挂钩、吊环等连接处的自身作用力加大，尤其是气囊位于下坡道时，爆炸冲击波的作用会使得连接处存在的剪切破坏力较大，绳扣、挂钩、吊环等连接被摧毁的风险十分高。

另外，关于快速构筑的密闭墙体也存在一些报道。快速密闭墙体搭建较快的应为轻质铰接结构，如申请号为CN2018113608780的中国发明专利公开了一种密闭墙快速立模装置及施工方法，此方法可以迅速搭建密闭墙体，在施工的过程中，由于结构单一，与巷道的四壁链接不密切，其所能承受的风压较小，多配合充填高分子材料增强其强度。然而充填又会出现运料难，费时、费力等问题。还有一些采用钢结构搭建骨架，填充轻质材料用以抵抗冲击波的快速密闭墙体，如申请号为CN2019208094823的中国实用新型专利公开了一种具有抗冲击性的矿井灾变区域快速密闭装置，该装置密闭采用钢制结构来增强密闭墙体的强度，充填物质较轻，但是钢制结构难以满足不同巷道的截面，需要实际尺寸用以制作，这极大延误了火区密闭的最佳时间，而且钢制结构体积大，且重量大。由此看来，快速构筑的密闭墙体，无论是轻质铰接结构，还是钢制结构，较建筑密闭存在一定的优势，但是仍然存在效率低、适应性差等缺点。

实用新型内容

基于上述技术问题，本实用新型提出一种抗爆多囊式气囊与桁架构筑物联合密闭装置。

本实用新型所采用的技术解决方案是：

一种抗爆多囊式气囊与桁架构筑物联合密闭装置，该装置包括抗爆多囊式气囊和桁架构筑物，所述抗爆多囊式气囊包括主气囊和副气囊，主气囊包括长方体气囊和拱形气囊，长方体气囊布置在巷道的中下部，拱形气囊设置在长方体气囊的上方，副气囊设置在长方体气囊的两侧；

所述桁架构筑物包括主矩形框架结构和依巷道顶部形状变化而能够相应调整的弧形调节结构，主矩形框架结构布置在巷道的中下部，弧形调节结构连接在主矩形框架结构的上方；

所述主气囊充气后的一面为迎爆面，另一面为安全面，安全面与桁架构筑物的正面相抵触，其中长方体气囊的安全面对应与主矩形框架结构的正面相抵触，拱形气囊的安全面对应与弧形调节结构的正面相抵触；

在主矩形框架结构和弧形调节结构的背面均设置有多个三角形支撑结构，所述三角形支撑结构对应与巷道的底面、侧壁或顶面相连接；

所述主矩形框架结构是由若干个桁架单体依次连接而成，所述弧形调节结构和三角形支撑结构分别是由若干个桁架单体和一个或多个转角连接体连接而成；

所述桁架单体呈长方体框架结构，包括第一方形框和第二方形框，在第一方形框和第二方形框的四角处对应连接四条棱柱，第一方形框、第二方形框和四条棱柱为一体式结构，在第一方形框、第二方形框和棱柱上均间隔设置有螺纹孔；

所述转角连接体包括第一贴合面和第二贴合面，第一贴合面的一边和第二贴合面的一边相铰接，在第一贴合面上设置第一弧形条，在第一弧形条的中线处设置有第一条形孔，在第二贴合面上设置有第二弧形条，在第二弧形条的中线处设置有第二条形孔，第一弧形条和第二弧形条呈错位布置，在第一条形孔和第二条形孔中对应穿过有锁紧螺母；在第一贴合面和第二贴合面上也均间隔设置有螺纹孔；

当需要连接的相邻两桁架单体处于同一直线或相垂直时，将其中一个桁架单体的一侧面与另一个桁架单体的一侧面贴合，并将相应的螺纹孔对正，采用螺丝连接；

当需要连接的相邻两桁架单体呈一定夹角时，在两桁架单体之间通过一个转角连接体过渡，所述转角连接体的第一贴合面与其中一个桁架单体的一侧面相贴合，转角连接体的第二贴合面与另一个桁架单体的一侧面相贴合，拧紧转角连接体上的锁紧螺母，并将相应的螺纹孔对正，采用螺丝连接在一起。

优选的，所述长方体气囊、拱形气囊和副气囊缝制为一体，且互不连通；在长方体气囊、拱形气囊和副气囊的内部均间隔设置有若干个分隔布，所述分隔布将充气后的长方体气囊、拱形气囊和副气囊分隔成多个独立腔室。

优选的，在分隔布上设置有将相邻两个独立腔室单向导通的单向逆止阀，单向逆止阀的导通方向为从迎爆面向安全面导通；在对应每个独立腔室处还设置有安全泄压阀；在长方体气囊、拱形气囊和副气囊的安全面还均设置有放气阀。

优选的，所述长方体气囊的迎爆面与第一充气管路的出口连接，拱形气囊的迎爆面与第二充气管路的出口连接，长方体气囊两侧的两个副气囊的迎爆面分别与第三充气管路的出口和第四充气管路的出口相连接，第一充气管路的进口与气源连接，第二充气管路、第三充气管路和第四充气管路的进口相连通，并通过混合管路与气源连接；在第一充气管路和混合管路上设置有自力式压力控制阀。

优选的，该抗爆多囊式气囊还包括气体采集管路，气体采集管路的进气口处于迎爆面，气体采集管路、第一充气管路和混合管路均顺着巷道风管或水管的一侧展布并加以固定。

优选的，所述抗爆多囊式气囊是采用涂敷布加工制成的，在抗爆多囊式气囊的迎爆面增设P4U智能材料布层；

所述抗爆多囊式气囊中的长方体气囊设置有支撑筋条，所述副气囊为不加筋的无型气囊。

优选的，所述主矩形框架结构包括方形框架，在方形框架的内部间隔设置有第一竖向支撑条，所述方形框架和第一竖向支撑条均是由多个桁架单体首尾依次连接而成；

所述弧形调节结构包括弧形框架，在弧形框架的内部间隔设置有第二竖向支撑条，所述弧形框架和第二竖向支撑条均是由多个桁架单体配合若干个转角连接体连接而成。

优选的，在桁架构筑物的正面还设置有木板，所述木板是由若干个竖向布置的条形板体组成，条形板体对应与桁架构筑物上的桁架单体相连接。

优选的，所述第一弧形条和第二弧形条的弧度均为45度，所述转角连接体的伸缩角度为0-45°。

优选的，所述桁架单体的长与宽之比为3:1。

本实用新型的有益技术效果是：

1、本实用新型中抗爆多囊式气囊由于后方有桁架构筑物与其联合密闭，使得气囊滑移的风险基本消除，因此气囊沿巷道的长度可以大大缩减，气囊重量缩减近一半，且有效避免了气囊的破损；抗爆多囊式气囊对冲击波衰减过后，桁架构筑物亦可对剩余冲击波进行阻挡，再次削弱冲击波。此外，联合密闭使得气囊在安装过程中不需要与四壁进行吊挂等操作，桁架构筑物和气囊可同时施工，只需增加人员即可，搭设时间不需要延长。而且桁架构筑物还可以用做矿井临时密闭堵风，操作方便，易于回收。

2、本实用新型中抗爆多囊式气囊，不仅具有较好的抗爆缓冲性能，而且也由多个气室组成，可以有效的规避单气室气囊破坏失效带来的损失，提高了密闭的容错率；且由于后方有桁架构筑物与其联合密闭，抗爆多囊式气囊可设计为整体结构，减小了多气囊安装粘贴的繁琐工作。

3、本实用新型抗爆多囊式气囊中的长方体气囊和拱形气囊分两路充气，可为启封火区时的人员侦查提供通道，现有的气囊密闭，大多无法行人，只能全部拆卸；而本实用新型中长方体气囊具有一定的强度，行人可以踩着通过，其占据巷道大部分体积，若火区未完全熄灭，只对拱形和副囊进行充气，十分快捷便可重新完成密闭，操作简单方便。由于长方体气囊、拱形气囊、副囊均存在安全泄压阀，当爆炸冲击波作用在迎爆面气囊上时，气囊可通过泄压阀自行放气。

4、本实用新型还采用自力式压力控制阀，可使操作人员接通气源后即可离开(因为长方体气囊整体结构在，拱形和副囊仅是填充，不会发生密闭不严等问题)，提高了操作人员的安全系数。待长方体气囊达到一定压力，既可连接自力式压力控制阀，封闭桁架行人通道，人员撤出，人员的安全系数获得极大提高。由于自力式压力控制阀的存在，可以使气囊始终保持稳压状态，不用担心漏气影响，即便是气囊有部分摩擦破损，由于持续充气也会使得其保持一定强度和形态。当受到爆炸冲击波作用时，气囊可通过安全侧泄压阀自行放气，提高缓冲效果，降低气囊内压过高破裂的风险。且由于安全泄压阀的标定压力大于自力式压力控制阀的压力最大值，两者的联合使用互不影响。

5、本实用新型通过在两侧增加副囊，改善了底部与巷道的贴合能力，增强了堵漏效果。

6、本实用新型中桁架构筑物，相对轻质铰接结构，强度提高4倍以上，克服了刚性密闭的重量大的关键问题。桁架构筑物墙体由桁架单体、转角连接体以及木板组成，桁架单体与转角连接体连接成的多种形状以适应各种巷道截面。并可利用转角连接体将桁架单体构成的三角形支撑结构与主矩形框架结构或弧形调节结构连接为整体，通过三角形支撑结构与巷道四壁的连接进而提高桁架构筑墙体的强度。较轻质铰接结构(只有底部支撑三角结构)来讲，本实用新型桁架单体更易于与四壁相连接，强度远大于轻质铰接结构。由于巷道截面不规则，轻质铰接结构只对截面下部进行支撑，当爆炸超压来临时，由于应力集中，截面上部被摧毁的风险较高。本实用新型桁架构筑墙体由于桁架单体易于与巷道四壁连接，在巷道四个面均可视情况增加三角形支撑结构，可有效避免桁架构筑体被摧毁的风险。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为图1的另一角度视图；

图3为图1的再一角度视图；

图4为图1的迎爆面视图；

图5为本实用新型的整体结构示意图，主要示出分隔布将拱形气囊等的分割示意图；

图6主要示出本实用新型中充气管路的连接示意图；

图7主要示出本实用新型抗爆多囊式气囊中长方体气囊的结构原理示意图；

图8为本实用新型中主矩形框架结构的示意图；

图9为本实用新型中弧形调节结构一种实施方式的示意图；

图10为图9的另一角度视图；

图11为本实用新型中桁架单体的结构示意图；

图12为本实用新型中转角连接体的结构示意图；

图13为本实用新型中条形板体的结构示意图。

具体实施方式

气囊密闭解决了建筑密闭费时、费力运输难等诸多不利因素，但是为了增强其抗爆能力以及其与巷道壁面的摩擦阻力，现有气囊组合整体体积大，底部与巷道的贴合能力差，影响了堵漏效果，需要改进气囊的尺寸，以及气囊与巷道的贴合能力。

现有气囊式密闭多采用绳扣、挂钩、吊环、金属锁扣等与巷道四壁进行连接，由于巷道截面积大，气囊受到的风压较大，加之巷道倾角的存在，密闭与巷道四壁的连接受到的张力随之增大。在抵抗冲击波的时候，气囊承受的压力瞬间增加，现有的连接被摧毁的风险很大，使得气囊因滑移距离远导致的气囊破损漏气风险也随之增大。需要尽可能的减轻气囊的自身重量，并采取措施来减小气囊与巷道壁面连接处的张力。

现有快速构筑的密闭墙体，无论是轻质铰接结构，还是钢制结构，较建筑密闭存在一定的优势，但是仍然存在效率低、适应性差等缺点。

针对上述技术问题，本实用新型提出了一种抗爆多囊式气囊与桁架构筑物联合密闭装置。本实用新型采用改进后的抗爆多囊式气囊外加组合桁架快速构筑物联合密闭的形式，可以良好的解决上述问题。

如图1所示，一种抗爆多囊式气囊与桁架构筑物联合密闭装置，该装置包括抗爆多囊式气囊和桁架构筑物。所述抗爆多囊式气囊包括主气囊和副气囊1，主气囊包括长方体气囊2和拱形气囊3，长方体气囊2布置在巷道的中下部，拱形气囊3设置在长方体气囊2的上方，副气囊1共设置2个，设置在长方体气囊2的两侧。

所述桁架构筑物包括主矩形框架结构4和依巷道顶部形状变化而能够相应调整的弧形调节结构5，主矩形框架结构4布置在巷道的中下部，弧形调节结构5连接在主矩形框架结构4的上方。所述主气囊充气后的一面为迎爆面，另一面为安全面，安全面与桁架构筑物的正面相抵触。其中长方体气囊2的安全面对应与主矩形框架结构4的正面相抵触，拱形气囊3的安全面对应与弧形调节结构5的正面相抵触。在主矩形框架结构4和弧形调节结构5的背面均设置有多个三角形支撑结构6，所述三角形支撑结构6对应与巷道的底面、侧壁或顶面相连接。

所述主矩形框架结构4是由若干个桁架单体7依次连接而成，所述弧形调节结构5和三角形支撑结构6分别是由若干个桁架单体7和一个或多个转角连接体8连接而成。

所述桁架单体7呈长方体框架结构，包括第一方形框701和第二方形框702，在第一方形框701和第二方形框702的四角处对应连接四条棱柱703，第一方形框、第二方形框和四条棱柱为一体式结构，在第一方形框、第二方形框和棱柱上均间隔设置有螺纹孔9。

所述转角连接体8包括第一贴合面801和第二贴合面802，第一贴合面801的一边和第二贴合面802的一边相铰接，在第一贴合面801上设置第一弧形条803，在第一弧形条的中线处设置有第一条形孔804。在第二贴合面802上设置有第二弧形条805，在第二弧形条805的中线处设置有第二条形孔806，第一弧形条803和第二弧形条805呈错位布置，在第一条形孔和第二条形孔中对应穿过有锁紧螺母10。在第一贴合面801和第二贴合面802上也均间隔设置有螺纹孔9。

当需要连接的相邻两桁架单体7处于同一直线或相垂直时，将其中一个桁架单体的一侧面与另一个桁架单体的一侧面贴合，并将相应的螺纹孔对正，采用螺丝连接。当需要连接的相邻两桁架单体7呈一定夹角时，在两桁架单体之间通过一个转角连接体8过渡，所述转角连接体的第一贴合面与其中一个桁架单体的一侧面相贴合，转角连接体的第二贴合面与另一个桁架单体的一侧面相贴合，拧紧转角连接体上的锁紧螺母10，并将相应的螺纹孔对正，采用螺丝连接在一起。采用转角连接体8对于两个桁架单体7之间的倾斜连接安装更方便，而且可以增强两单体间的相互作用力(比铰接相连强度高)。

本实用新型中抗爆多囊式气囊由于后方有桁架构筑物与其联合密闭，使得气囊滑移的风险基本消除，因此气囊沿巷道的长度可以大大缩减，气囊重量缩减近一半，且有效避免了气囊的破损；抗爆多囊式气囊对冲击波衰减过后，桁架构筑物亦可对剩余冲击波进行阻挡，再次削弱冲击波。本实用新型通过在两侧增加副囊，改善了底部与巷道的贴合能力，增强了堵漏效果。此外，联合密闭使得气囊在安装过程中不需要与四壁进行吊挂等操作，桁架构筑物和气囊可同时施工，只需增加人员即可，搭设时间不需要延长。而且桁架构筑物还可以用做矿井临时密闭堵风，操作方便，易于回收。

作为对本实用新型的进一步设计，所述长方体气囊2、拱形气囊3和副气囊1缝制为一体，且互不连通。在长方体气囊、拱形气囊和副气囊的内部均间隔设置有若干个分隔布11，所述分隔布将充气后的长方体气囊、拱形气囊和副气囊分隔成多个独立腔室。在分隔布上设置有将相邻两个独立腔室单向导通的单向逆止阀12，单向逆止阀12的导通方向为从迎爆面向安全面导通。在对应每个独立腔室处还设置有安全泄压阀13。在长方体气囊、拱形气囊和副气囊的安全面还均设置有放气阀14。

本实用新型中抗爆多囊式气囊，不仅具有较好的抗爆缓冲性能，而且也由多个气室组成，可以有效的规避单气室气囊破坏失效带来的损失，提高了密闭的容错率；且由于后方有桁架构筑物与其联合密闭，抗爆多囊式气囊可设计为整体结构，减小了多气囊安装粘贴的繁琐工作。

更进一步的，所述长方体气囊2的迎爆面与第一充气管路15的出口连接，拱形气囊3的迎爆面与第二充气管路16的出口连接，长方体气囊两侧的两个副气囊的迎爆面分别与第三充气管路17的出口和第四充气管路18的出口相连接，第一充气管路15的进口与气源19连接，第二充气管路16、第三充气管路17和第四充气管路18的进口相连通，并通过四通阀和混合管路20与气源19连接。充气管路可弯曲，且具有一定的强度。

本实用新型抗爆多囊式气囊中的长方体气囊和拱形气囊分两路充气，可为启封火区时的人员侦查提供通道，现有的气囊密闭，大多无法行人，只能全部拆卸；而本实用新型中长方体气囊具有一定的强度，行人可以踩着通过，其占据巷道大部分体积，若火区未完全熄灭，只对拱形和副囊进行充气，十分快捷便可重新完成密闭，操作简单方便。由于长方体气囊、拱形气囊、副囊均存在安全泄压阀，当爆炸冲击波作用在迎爆面气囊上时，气囊可通过泄压阀自行放气。

进一步的，在第一充气管路和混合管路的进口处配置有自力式压力控制阀。本实用新型通过进一步采用自力式压力控制阀，可使操作人员接通气源后即可离开(因为长方体气囊整体结构在，拱形和副囊仅是填充，不会发生密闭不严等问题)，提高了操作人员的安全系数。待长方体气囊达到一定压力，既可连接自力式压力控制阀，封闭桁架行人通道，人员撤出，人员的安全系数获得极大提高。由于自力式压力控制阀的存在，可以使气囊始终保持稳压状态，不用担心漏气影响，即便是气囊有部分摩擦破损，由于持续充气也会使得其保持一定强度和形态。当受到爆炸冲击波作用时，气囊可通过安全侧泄压阀自行放气，提高缓冲效果，降低气囊内压过高破裂的风险。且由于安全泄压阀的标定压力大于自力式压力控制阀的压力最大值，两者的联合使用互不影响。

更进一步的，该抗爆多囊式气囊还包括气体采集管路，气体采集管路的进气口处于迎爆面，气体采集管路、第一充气管路和混合管路均顺着巷道风管或水管的一侧展布并加以固定。通过气体采集管路可进行气囊密闭期间的气样采集工作。

上述抗爆多囊式气囊是采用涂敷布加工制成的，具有抗冲击、耐磨、阻燃的特性。在抗爆多囊式气囊的迎爆面增设P4U智能材料布层，P4U智能材料常态下保持松弛的状态，柔软而具有弹性，一旦遭到剧烈撞击或挤压的时候，分子间立刻相互锁定，迅速收紧变硬从而消化外力，形成一层防护层，当外力消失后，材料会回复到它最初的松弛软弹状态。抗爆多囊式气囊虽然价格高一点，但是整体成本远小于无机材料充填技术，且气囊所用材质无有毒气体产生；改造后的气囊整体体积缩小，减小了制备成本，运输成本、搭设时间等。所述抗爆多囊式气囊中的长方体气囊设置有支撑筋条，所述副气囊为不加筋的无型气囊，充气后可以较好的发生形变，适合多种不规则巷道。

进一步的，所述主矩形框架结构4包括方形框架401，在方形框架401的内部间隔设置有第一竖向支撑条402，所述方形框架和第一竖向支撑条均是由多个桁架单体首尾依次连接而成。所述弧形调节结构5包括弧形框架501，在弧形框架501的内部间隔设置有第二竖向支撑条502，所述弧形框架和第二竖向支撑条均是由多个桁架单体配合若干个转角连接体连接而成。

进一步的，在桁架构筑物的正面还设置有木板，所述木板是由若干个竖向布置的条形板体21组成，条形板体对应与桁架构筑物上的桁架单体相连接。

更进一步的，所述第一弧形条803和第二弧形条805的弧度均为45度，所述转角连接体8的伸缩角度为0-45°。

上述桁架单体(单体强度远大于轻质结构)，桁架单体长与宽之比为3:1，在桁架单体的第一方形框701、第二方形框702和棱柱703上攻螺纹，其中第一方形框和第二方形框上四个，棱柱上6个，共计32个螺纹孔。桁架单体之间采用螺丝连接。当然，第一方形框和第二方形框等上的螺纹孔个数还可根据需要进行相应增减。

本实用新型中桁架构筑物，相对轻质铰接结构，强度提高4倍以上，克服了刚性密闭的重量大的关键问题。桁架构筑物墙体由桁架单体、转角连接体以及木板组成，桁架单体与转角连接体连接成的多种形状以适应各种巷道截面。并可利用转角连接体将桁架单体构成的三角形支撑结构与主矩形框架结构或弧形调节结构连接为整体，通过三角形支撑结构与巷道四壁的连接进而提高桁架构筑墙体的强度。较轻质铰接结构(只有底部支撑三角结构)来讲，本实用新型桁架单体更易于与四壁相连接，强度远大于轻质铰接结构。由于巷道截面不规则，轻质铰接结构只对截面下部进行支撑，当爆炸超压来临时，由于应力集中，截面上部被摧毁的风险较高。本实用新型桁架构筑墙体由于桁架单体易于与巷道四壁连接，在巷道四个面均可视情况增加三角形支撑结构，可有效避免桁架构筑体被摧毁的风险。

上述抗爆多囊式气囊与桁架构筑物联合密闭装置的安装使用方法，包括以下步骤：

步骤一、布置工作

将抗爆多囊式气囊、气体采集管路、第一充气管路、第二充气管路、第三充气管路、第四充气管路、混合管路、桁架单体和木板运送至密闭位置，适当清理密闭地点的杂物，抗爆多囊式气囊的迎爆面安装连接气体采集管路、第一充气管路、第二充气管路、第三充气管路、第四充气管路，将第二充气管路、第三充气管路和第四充气管路与混合管路连接，将第一充气管路、气体采集管路和混合管路安设并固定在压风管一侧，顺至安全面。

在抗爆多囊式气囊后方合适位置，底板掏槽，宽度为桁架单体的宽度，深度为桁架单体高度的一半以上。

步骤二、充气操作和组装桁架构筑物

在抗爆多囊式气囊铺展后，巷道底板掏槽的同时通过第一充气管路对长方体气囊进行充气，待长方体气囊展开后，通过混合管路对拱形气囊和两个副气囊进行充气；充气的同时，将桁架单体进行连接，先将底部主矩形框架结构连接成功，然后依据巷道顶部形状，安装弧形调节结构；再在主矩形框架结构和弧形调节结构的背面安装三角形支撑结构。

当主矩形框架结构与巷道宽度不一致时，可在巷道侧壁进行适当掏槽；同样的，对于对应底部的三角形支撑结构的巷道底板区域也要进行掏槽处理，位于侧壁和顶端的三角形支撑结构与巷道的锚杆和锚网相连，或打钻孔通过膨胀螺丝固定。

桁架构筑物搭设成功后，将条形板体通过螺丝与对应的桁架单体连接，用以填充方形框架与第一竖向支撑条之间或相邻第一竖向支撑条之间的空隙；对于主矩形框架结构上方的弧形调节结构，条形板体可现场处理裁剪，用以填充弧形框架与第二竖向支撑条之间的空隙。

在主矩形框架结构处，留一处先不填充木板，用以行人；待长方体气囊充好后，即可将主矩形框架结构用木板全部密闭，人员撤离；充气完成后，抗爆多囊式气囊能够借助涂覆布良好的弹性与巷道壁紧密贴合，充气达到充气压力时，通过自力式压力控制阀，可以使气囊始终保持稳压状态。

步骤三、气样采集

在密闭期间，为便于实时监测密闭内部的空气温度、瓦斯浓度、氧气浓度参数，可以通过气体采集管路进行气样采集。

步骤四、人员侦查

在启封火区前，往往要进入人员侦查火区是否完全熄灭；将主矩形框架结构拆取一部分条形板体，保证行人能够通过；将拱形气囊和副气囊进行放气，由于长方体气囊未放气，具有一定的强度，人员利用脚手架从长方体气囊上端通过，并将脚手架带到迎爆面；若发现火区没有完全熄灭，立即返回，通过长方体气囊上端通过，接通气源，拱形气囊和副气囊可迅速充气，人员将条形板体装上后，即可离开，重新密闭工作可快速完成；若火区完全熄灭，则可以对联合密闭装置放气并拆取回收。

步骤五、回收工作

密闭结束后，启封火区，先关闭气源，将抗爆多囊式气囊安全面的放气阀打开；同时对桁架构筑物由上往下依次拆取，先拆取木板，然后依次拆取桁架单体；最后对气囊进行折叠，桁架单体和木板进行回收整理。

上述方式中未述及的部分采取或借鉴已有技术即可实现。

需要说明的是，在本说明书的教导下，本领域技术人员所作出的任何等同替代方式，或明显变形方式，均应在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种抗爆多囊式气囊与桁架构筑物联合密闭装置，其特征在于：该装置包括抗爆多囊式气囊和桁架构筑物，所述抗爆多囊式气囊包括主气囊和副气囊，主气囊包括长方体气囊和拱形气囊，长方体气囊布置在巷道的中下部，拱形气囊设置在长方体气囊的上方，副气囊设置在长方体气囊的两侧；

所述桁架构筑物包括主矩形框架结构和依巷道顶部形状变化而能够相应调整的弧形调节结构，主矩形框架结构布置在巷道的中下部，弧形调节结构连接在主矩形框架结构的上方；

所述主气囊充气后的一面为迎爆面，另一面为安全面，安全面与桁架构筑物的正面相抵触，其中长方体气囊的安全面对应与主矩形框架结构的正面相抵触，拱形气囊的安全面对应与弧形调节结构的正面相抵触；

在主矩形框架结构和弧形调节结构的背面均设置有多个三角形支撑结构，所述三角形支撑结构对应与巷道的底面、侧壁或顶面相连接；

所述主矩形框架结构是由若干个桁架单体依次连接而成，所述弧形调节结构和三角形支撑结构分别是由若干个桁架单体和一个或多个转角连接体连接而成；

所述桁架单体呈长方体框架结构，包括第一方形框和第二方形框，在第一方形框和第二方形框的四角处对应连接四条棱柱，第一方形框、第二方形框和四条棱柱为一体式结构，在第一方形框、第二方形框和棱柱上均间隔设置有螺纹孔；

所述转角连接体包括第一贴合面和第二贴合面，第一贴合面的一边和第二贴合面的一边相铰接，在第一贴合面上设置第一弧形条，在第一弧形条的中线处设置有第一条形孔，在第二贴合面上设置有第二弧形条，在第二弧形条的中线处设置有第二条形孔，第一弧形条和第二弧形条呈错位布置，在第一条形孔和第二条形孔中对应穿过有锁紧螺母；在第一贴合面和第二贴合面上也均间隔设置有螺纹孔；

当需要连接的相邻两桁架单体处于同一直线或相垂直时，将其中一个桁架单体的一侧面与另一个桁架单体的一侧面贴合，并将相应的螺纹孔对正，采用螺丝连接；

当需要连接的相邻两桁架单体呈一定夹角时，在两桁架单体之间通过一个转角连接体过渡，所述转角连接体的第一贴合面与其中一个桁架单体的一侧面相贴合，转角连接体的第二贴合面与另一个桁架单体的一侧面相贴合，拧紧转角连接体上的锁紧螺母，并将相应的螺纹孔对正，采用螺丝连接在一起。

2.根据权利要求1所述的一种抗爆多囊式气囊与桁架构筑物联合密闭装置，其特征在于：所述长方体气囊、拱形气囊和副气囊缝制为一体，且互不连通；在长方体气囊、拱形气囊和副气囊的内部均间隔设置有若干个分隔布，所述分隔布将充气后的长方体气囊、拱形气囊和副气囊分隔成多个独立腔室。

3.根据权利要求2所述的一种抗爆多囊式气囊与桁架构筑物联合密闭装置，其特征在于：在分隔布上设置有将相邻两个独立腔室单向导通的单向逆止阀，单向逆止阀的导通方向为从迎爆面向安全面导通；在对应每个独立腔室处还设置有安全泄压阀；在长方体气囊、拱形气囊和副气囊的安全面还均设置有放气阀。

4.根据权利要求1所述的一种抗爆多囊式气囊与桁架构筑物联合密闭装置，其特征在于：所述长方体气囊的迎爆面与第一充气管路的出口连接，拱形气囊的迎爆面与第二充气管路的出口连接，长方体气囊两侧的两个副气囊的迎爆面分别与第三充气管路的出口和第四充气管路的出口相连接，第一充气管路的进口与气源连接，第二充气管路、第三充气管路和第四充气管路的进口相连通，并通过混合管路与气源连接；在第一充气管路和混合管路上设置有自力式压力控制阀。

5.根据权利要求4所述的一种抗爆多囊式气囊与桁架构筑物联合密闭装置，其特征在于：该抗爆多囊式气囊还包括气体采集管路，气体采集管路的进气口处于迎爆面，气体采集管路、第一充气管路和混合管路均顺着巷道风管或水管的一侧展布并加以固定。

6.根据权利要求1所述的一种抗爆多囊式气囊与桁架构筑物联合密闭装置，其特征在于：所述抗爆多囊式气囊是采用涂敷布加工制成的，在抗爆多囊式气囊的迎爆面增设P4U智能材料布层；

所述抗爆多囊式气囊中的长方体气囊设置有支撑筋条，所述副气囊为不加筋的无型气囊。

7.根据权利要求1所述的一种抗爆多囊式气囊与桁架构筑物联合密闭装置，其特征在于：所述主矩形框架结构包括方形框架，在方形框架的内部间隔设置有第一竖向支撑条，所述方形框架和第一竖向支撑条均是由多个桁架单体首尾依次连接而成；

所述弧形调节结构包括弧形框架，在弧形框架的内部间隔设置有第二竖向支撑条，所述弧形框架和第二竖向支撑条均是由多个桁架单体配合若干个转角连接体连接而成。

8.根据权利要求1所述的一种抗爆多囊式气囊与桁架构筑物联合密闭装置，其特征在于：在桁架构筑物的正面还设置有木板，所述木板是由若干个竖向布置的条形板体组成，条形板体对应与桁架构筑物上的桁架单体相连接。

9.根据权利要求1所述的一种抗爆多囊式气囊与桁架构筑物联合密闭装置，其特征在于：所述第一弧形条和第二弧形条的弧度均为45度，所述转角连接体的伸缩角度为0-45°。

10.根据权利要求1所述的一种抗爆多囊式气囊与桁架构筑物联合密闭装置，其特征在于：所述桁架单体的长与宽之比为3:1。

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