CN215804718U - 一种煤矿井下抗爆用桁架构筑物密闭装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种煤矿井下抗爆用桁架构筑物密闭装置，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；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。本实用新型桁架构筑物密闭装置，相对轻质铰接结构，强度明显提高，而且重量轻，顶部弧形调节结构可具有多种形状以适应各种巷道截面，组装拆卸也比较方便。
Description
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煤矿井下抗爆用桁架构筑物密闭装置。
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。
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。
关于快速构筑的密闭墙体存在一些报道。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，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。
实用新型内容
基于上述技术问题，本实用新型提出一种煤矿井下抗爆用桁架构筑物密闭装置。
本实用新型所采用的技术解决方案是：
一种煤矿井下抗爆用桁架构筑物密闭装置，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；
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。
优选的，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，在主矩形框架结构和弧形调节结构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，条形板体与对应位置处的桁架单体相连接。
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。
优选的，所述第一方形框和第二方形框上均布置4-6个螺纹孔，所述棱柱上间隔布置6个螺纹孔。
优选的，在主矩形框架结构和弧形调节结构的正面，或者说迎爆面布置有充气气囊。
本实用新型的有益技术效果是：
本实用新型桁架构筑物密闭装置，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弧形调节结构可具有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物的强度。
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物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物被摧毁的风险。
本实用新型还具有组装拆卸方便，成本低等优点。
如在本实用新型桁架构筑物的正面布置充气气囊，则更增加了密闭效果，而且本实用新型桁架构筑物可有效避免充气气囊的滑移。
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为本实用新型组装后的整体结构原理示意图；
图2为本实用新型中主矩形框架结构的示意图；
图3为本实用新型中弧形调节结构一种实施方式的示意图；
图4为图3的另一角度视图；
图5为本实用新型中桁架单体的结构示意图；
图6为本实用新型中转角连接体的结构示意图；
图7为本实用新型中条形板体的结构示意图；
图8为本实用新型的正面布置充气气囊的结构示意图。
具体实施方式
结合附图，一种煤矿井下抗爆用桁架构筑物密闭装置，包括主矩形框架结构1和依巷道顶部形状变化而能够相应调整的弧形调节结构2，主矩形框架结构1布置在巷道的中下部，弧形调节结构2连接在主矩形框架结构1的上方。在主矩形框架结构1和弧形调节结构2的背面均设置有多个三角形支撑结构3，所述三角形支撑结构3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1是由若干个桁架单体4依次连接而成，所述弧形调节结构2和三角形支撑结构3分别是由若干个桁架单体4和一个或多个转角连接体5连接而成。
所述桁架单体4呈长方体框架结构，包括第一方形框401和第二方形框402，在第一方形框401和第二方形框402的四角处对应连接四条棱柱403，第一方形框401、第二方形框402和四条棱柱403为一体式结构，在第一方形框401、第二方形框402和棱柱403上均间隔设置有螺纹孔6。所述转角连接体5包括第一贴合面501和第二贴合面502，第一贴合面501的一边和第二贴合面502的一边相铰接，在第一贴合面上设置第一弧形条503，在第一弧形条的中线处设置有第一条形孔504，在第二贴合面上设置有第二弧形条505，在第二弧形条的中线处设置有第二条形孔506。第一弧形条503和第二弧形条505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7。在第一贴合面501和第二贴合面502上也均间隔设置有螺纹孔6。
当需要连接的相邻两桁架单体4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4呈一定夹角时，在两桁架单体之间通过一个转角连接体5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7，并将相应的螺纹孔对正，采用螺丝连接在一起。
作为对本实用新型的进一步设计，所述主矩形框架结构1包括方形框架101，在方形框架的内部间隔设置有第一竖向支撑条102，所述方形框架101和第一竖向支撑条102均是由多个桁架单体4首尾依次连接而成。所述弧形调节结构2包括弧形框架201，在弧形框架的内部间隔设置有第二竖向支撑条202，所述弧形框架201和第二竖向支撑条202均是由多个桁架单体4配合若干个转角连接体5连接而成。
在主矩形框架结构1和弧形调节结构2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8组成，条形板体8与对应位置处的桁架单体相连接。
第一竖向支撑条102和第二竖向支撑条202分别将方形框架101和弧形框架201的内侧区域分割开，方便后期木板的分步安装，且可在密封期间通过拆卸部分条形板体，使得工作人员方便进场查看。
进一步的，所述第一弧形条503和第二弧形条505的弧度均为45度，所述转角连接体5的伸缩角度为0-45°。
所述桁架单体4的长与宽之比为3:1。所述第一方形框和第二方形框上均布置4个螺纹孔，所述棱柱上间隔布置6个螺纹孔，共计32个螺纹孔。当然，第一方形框401和第二方形框402等上的螺纹孔个数还可根据需要进行相应增减。
更进一步的，在主矩形框架结构1和弧形调节结构2的正面，或者说迎爆面布置有充气气囊9。通过在本实用新型桁架构筑物的正面布置充气气囊，则更增加了密闭效果，而且本实用新型桁架构筑物可有效避免充气气囊的滑移。
本实用新型桁架构筑物密闭装置，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弧形调节结构可具有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物的强度。
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物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物被摧毁的风险。本实用新型还具有组装拆卸方便，成本低等优点。
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 (7)
1.一种煤矿井下抗爆用桁架构筑物密闭装置，其特征在于：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；
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所述的一种煤矿井下抗爆用桁架构筑物密闭装置，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。
3.根据权利要求1所述的一种煤矿井下抗爆用桁架构筑物密闭装置，其特征在于：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。
4.根据权利要求1所述的一种煤矿井下抗爆用桁架构筑物密闭装置，其特征在于：在主矩形框架结构和弧形调节结构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，条形板体与对应位置处的桁架单体相连接。
5.根据权利要求1所述的一种煤矿井下抗爆用桁架构筑物密闭装置，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°。
6.根据权利要求1所述的一种煤矿井下抗爆用桁架构筑物密闭装置，其特征在于：所述桁架单体的长与宽之比为3:1。
7.根据权利要求1所述的一种煤矿井下抗爆用桁架构筑物密闭装置，其特征在于：所述第一方形框和第二方形框上均布置4-6个螺纹孔，所述棱柱上间隔布置6个螺纹孔。
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