一种巷道塌陷冲击气浪自动缓冲系统技术方案

本发明专利技术涉及一种巷道塌陷冲击气浪自动缓冲系统，包括安装在巷道内的传感器、信号处理控制装置和缓冲装置，传感器连接信号处理控制装置，信号处理控制装置连接缓冲装置，所述缓冲装置包括弹出杆、连接在弹出杆上的气囊承接装置、气囊装置和连接气囊承接装置的阻尼装置。当传感器感受到冲击气浪时，内杆被弹出，内杆顶端带着气囊承接装置的连接点向巷道第二侧运动，转接装置与所述承接装置相连接，转接装置从内杆顶端脱落，与阻尼装置连接。由于气囊承接装置前设置气囊，气囊承接装置两个连接点与巷道的第一侧连接阻尼装置，被内杆带到第二侧的另外两个连接点与内杆脱离后，与阻尼装置连接，气囊被气浪吹起，四个连接点拉动阻尼装置，阻尼装置可以将气浪的能量消耗掉。阻尼装置可以将气浪的能量消耗掉。阻尼装置可以将气浪的能量消耗掉。

【技术实现步骤摘要】
一种巷道塌陷冲击气浪自动缓冲系统


[0001]本专利技术涉及一种矿山防护领域，具体涉及一种巷道塌陷冲击气浪自动缓冲系统。

技术介绍

[0002]地下矿山开采过程中，随着矿井深度的不断增加，越来越多的矿井受到冲击地压事故威胁。多数矿井中都会形成一定规模的采空区，采空区失稳易引发各类安全事故，形成冲击地压。冲击地压指的是聚积在采煤工作面及巷道周围煤岩体中的弹性应变量瞬间释放，巨大的能量使得工作面及巷道的煤岩体瞬间崩落抛射。伴随着采空区顶板冒落，对釆空区内空气进行压缩，被压缩的空气从与釆空区连通的巷道泄出时，具有很高的速度高达以上高达100m/s以上，形成破坏性很大的气浪，而形成的空气冲击波对井下作业人员、设备将产生极大的安全威胁，甚至可使矿井报废。大面积冒顶形成的空气冲击波破坏力巨大，造成的后果难以想象。
[0003]有记录的冲击地压事故所引起的震动强度可达到里氏4.6级地震的级别，冲击地压一旦发生，将会对井下的人员、设备造成灾难性的破坏。冲击地压的影响范围不仅局限于发生冲击地压的区域，由于大面积顶板瞬时跨落，压缩矿井内空气形成的高压高速冲击气浪可对整个矿井造成破坏，甚至井底车场也会因此遭到破坏。
[0004]当前针对矿井冲击气流采取的措施主要是密闭墙，即通过将巷道封闭阻止气流传播，由于密闭墙阻断了巷道，因此该方法仅对于废弃工作面适用。正常生产的工作面及配套巷道由于还需正常使用巷道因此无法采用密闭墙防冲击措施。目前还没有相应的设备、方法解决使用中巷道高速冲击气浪破坏问题。
[0005]中国技术专利公告号CN 208564614 U公开了一种煤与瓦斯爆炸主动防御系统，设置了冲击波感应装置和防爆门；中国专利技术专利公布号CN 110284927 A公开了一种基于露井联采下采空区塌陷自动防护装置，设置了传感器和防护装置，防护装置包括防护门。这两种技术都是当发生塌陷时，传感器触发，防护门关闭。这样的结构虽然可以阻挡住气流，但是由于地下矿道内巷道布置复杂，巷道往往设有很多分支岔路，该系统只能保护安装了该系统的巷道部分，而气浪的能量依然存在，能量终究会对其他设备和人员造成伤害。
[0006]中国技术专利公告号CN 207583418 U公开了一种气囊式主动抑爆隔爆装置，设置探测器6，探测器触发后引爆折叠气囊15，折叠气囊15充满巷道，隔断冲击波传播。其保护性气囊18形成后，在气浪的冲击下，气囊很快就会变形，对气浪能量的吸收量有限。
[0007]中国专利技术专利公布号CN 107975386 A公开了一种煤矿瓦斯爆炸缓冲装置，包括扩张减压室、机械阻隔模块和运动阻尼模块，当发生瓦斯爆炸，冲击波传播至所述扩张减压室时，扩张减压室的断面瞬间扩大，机械阻隔模块对冲击波进行阻挡，通过导轨两级液压缓冲阻尼单元，将所动能消耗。这样的结构虽然能通过阻尼吸收气浪的能量，但其装置需占据巷道多半空间，影响正常生产的工作面，影响巷道配套管道线路的安装，只能固定安装结构，被动等待，无法达到平时隐藏起来不影响生产，事故时瞬时改变缓冲装置的形状而起到缓冲的效果。

技术实现思路

[0008]本专利技术要解决的问题是提供一种能够通过吸能装置将采空区塌陷冲击气浪的能量吸收的巷道塌陷冲击气浪自动缓冲系统。
[0009]为解决上述技术问题，本专利技术的巷道塌陷冲击气浪自动缓冲系统，包括安装在巷道内的传感器、信号处理控制装置和缓冲装置，所述传感器连接信号处理控制装置，信号处理控制装置连接缓冲装置，其特征在于：所述缓冲装置包括弹出杆、气囊装置、连接在弹出杆上的气囊承接装置和连接气囊承接装置的阻尼装置，-所述弹出杆包括第一弹出杆和第二弹出杆，分别安装在巷道的第一侧的两端，所述弹出杆包括垂直或基本垂直于的埋设在巷道侧壁内并与巷道侧壁固定的中空套杆、套装在所述中空套杆内并可沿中空套杆滑动的内杆，所述中空套杆底部设置能将内杆弹出的弹出机构，所述内杆的长度与巷道宽度相匹配，所述内杆尾端外缘设置限位块，所述中空套杆外端内缘设置与所述限位块相匹配的限位环；-在巷道的第一侧和第二侧的上下两端设置轨道，所述轨道上安装滑动装置，所述滑动装置连接阻尼装置；-所述气囊承接装置包括设置在四个角上的连接点和网绳，其中靠近巷道第一侧的两个连接点之间设置连接杆，所述连接杆的两端连接第一侧轨道上的滑动装置，所述连接杆上间隔的连接网绳的一端，网绳的另一端分别连接在另外两个连接点上；另外两个连接点连接转接装置，所述转接装置可脱落的安装在所述内杆的顶端；-巷道的第二侧的滑动装置上固定安装与所述转接装置相匹配的承接装置；-所述气囊装置设置在气囊承接装置的至少一侧。
[0010]当传感器感受到冲击气浪时，处理控制装置发出信号，通过触发装置使得弹出装置触发，内杆被弹出，内杆顶端带着气囊承接装置的连接点向巷道第二侧运动，使得安装在内杆顶端的转接装置与所述承接装置相连接，转接装置从内杆顶端脱落，并与承接装置一起与阻尼装置连接。
[0011]气囊承接装置的两侧的至少一侧设置气囊，处理控制装置发出信号，通过触发装置使得弹出装置触发的同时，触发装置也使得气囊装置打开。由于气囊承接装置有两个连接点与巷道的第一侧连接阻尼装置，被内杆带到第二侧的另外两个连接点与内杆脱离后，与阻尼装置连接，当气浪到来时，气囊打开充满巷道，被气浪推动，气囊倚靠在气囊承接装置上，四个连接点拉动阻尼装置，阻尼装置可以将气浪的能量消耗掉。可以通过计算设计合适的缓冲行程和缓冲力，使气囊承接装置本身、气囊与阻尼装置连接都可以承受住冲击，并能持续一段时间，从而达到消耗气浪能量的效果。
[0012]气囊承接装置由连接杆与内杆顶端相连的网绳组成，内杆弹出时，只需要牵引几条绳索，阻力最小，弹出杆的稳定性更高，可以确保每次触发都能完全打开。而气囊只需在几条绳索组成的网状结构的支撑，也可以将冲击力传递到阻尼装置上。
[0013]巷道的四个角上设置轨道，轨道上设置滑块或者套环，气囊承接装置的四个角上的连接点连在滑块上，这样可以使气囊承接装置在运动时四个角的连接点始终紧贴在巷道的四个角上，使得气囊承接装置的张开度始终最大。
[0014]所述气囊装置包括与信号处理控制装置连接的触发装置、气体发生单元和气囊。
[0015]作为进一步的改进，所述内杆包括最内层杆和至少一层套装在中空套杆和最内层杆之间的中层杆，所述中层杆内端和外端开口，所述中层杆的内端设置与中空套杆外端内缘的限位环相匹配的限位块，所述最内层杆的尾端设置限位块，所述中层杆外端的内沿设置与所述限位块相匹配的限位环。
[0016]弹出杆可以由多级柱塞组成， 最内层杆和中层杆都套装在中空套杆内，当弹出装置触发后，最内层杆弹出，通过最内层杆尾端的限位装置，带动中层杆也弹出，中层杆可以设置多级，最后所有中层杆都弹出，使得弹出杆在未使用时长度较短，探出时长度能够与巷道的宽度相匹配。
[0017]所述弹出机构是设置与所述中空套杆底部连通的气体发生单元，所述气体发生单元内设有气体发生剂，所述气体发生剂连接触发装置，所述触发装置连接信号处理控制装置，所述内杆封闭本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种巷道塌陷冲击气浪自动缓冲系统，包括安装在巷道内的传感器、信号处理控制装置和缓冲装置，所述传感器连接信号处理控制装置，信号处理控制装置连接缓冲装置，其特征在于：所述缓冲装置包括弹出杆、气囊装置、连接在弹出杆上的气囊承接装置和连接气囊承接装置的阻尼装置，-所述弹出杆包括第一弹出杆和第二弹出杆，分别安装在巷道的第一侧的两端，所述弹出杆包括垂直或基本垂直于的埋设在巷道侧壁内并与巷道侧壁固定的中空套杆、套装在所述中空套杆内并可沿中空套杆滑动的内杆，所述中空套杆底部设置能将内杆弹出的弹出机构，所述内杆的长度与巷道宽度相匹配，所述内杆尾端外缘设置限位块，所述中空套杆外端内缘设置与所述限位块相匹配的限位环；-在巷道的第一侧和第二侧的上下两端设置轨道，所述轨道上安装滑动装置，所述滑动装置连接阻尼装置；-所述气囊承接装置包括设置在四个角上的连接点和网绳，其中靠近巷道第一侧的两个连接点之间设置连接杆，所述连接杆的两端连接第一侧轨道上的滑动装置，所述连接杆上间隔的连接网绳的一端，网绳的另一端分别连接在另外两个连接点上；另外两个连接点连接转接装置，所述转接装置可脱落的安装在所述内杆的顶端；-巷道的第二侧的滑动装置上固定安装与所述转接装置相匹配的承接装置；-所述气囊装置设置在气囊承接装置的至少一侧。2.按照权利要求1所述的巷道塌陷冲击气浪自动缓冲系统，其特征在于：所述气囊装置包括与信号处理控制装置连接的触发...

【专利技术属性】
技术研发人员：武泉森，王晓，武泉林，姬保静，郭财霞，许惠琳，
申请(专利权)人：济宁学院，
类型：发明
国别省市：