本发明专利技术涉及一种矿用灾区密闭与启封装置及其使用方法，属于煤矿安全技术领域，该装置包括横断矿洞的混凝土墙、位于混凝土墙内的窗框、一侧通过铰链与窗框连接的风窗、与风窗滑动连接并控制风窗开闭的连杆驱动机构、可定时控制连杆驱动机构运动的气动控制系统，以及将风窗紧锁在窗框上的闭锁装置；所述风窗包括面向矿洞内密闭区域的弧形窗板和面向矿洞外安全通道的平面窗板。该装置采用混凝土墙与钢结构风窗相结合的方式，全部为刚性结构，抗压效果好，并提高了密闭的密封质量；采用定时气动控制操作启闭风窗，有效避免施工时二次爆炸对操作人员造成的伤害。操作人员造成的伤害。操作人员造成的伤害。
【技术实现步骤摘要】
一种矿用灾区密闭与启封装置及其使用方法
[0001]本专利技术属于煤矿安全
，具体涉及一种矿用灾区密闭与启封装置及其使用方法。
技术介绍
[0002]煤矿火灾是直接威胁煤矿安全和工人生命的主要灾害之一。在火灾灾情已经不可能用直接灭火方法扑灭时，或由于可燃性气体或其他情况的出现，快速有效的建立起密闭隔离墙将易自燃区、有害气体源或瓦斯聚集区进行隔离是缩短火灾延续时间、减少事故损失、避免二次灾害的主要途径和有效手段。在构建或启封火区密闭时，特别是完成封堵和初始开启的瞬间，火区内气体成分会发生巨大变化，很容易因瓦斯积聚到爆炸浓度范围而发生爆炸，伤及操作人员。
技术实现思路
[0003]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种矿用灾区密闭与启封装置及其使用方法，采用混凝土墙与钢结构风窗相结合的方式，全部为刚性结构，抗压效果好，提高了密闭的密封质量；采用延时气动控制操作启闭风窗，有效避免施工时二次爆炸对操作人员造成的伤害。
[0004]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0005]一种矿用灾区密闭与启封装置，包括横断矿洞的混凝土墙、位于混凝土墙内的窗框、一侧通过铰链与窗框连接的风窗、与风窗滑动连接并控制风窗开闭的连杆驱动机构、可定时控制连杆驱动机构运动的气动控制系统，以及将风窗紧锁在窗框上的闭锁装置；所述风窗包括面向矿洞内密闭区域的弧形窗板和面向矿洞外安全通道的平面窗板。
[0006]进一步，所述弧形窗板包括弧形壳板和焊接在弧形壳板上的固定板，所述弧形壳板与固定板之间设有加强板，所述弧形壳板材料为高强度合金钢。
[0007]进一步，所述固定板和平面窗板背面的四周对应窗框处均设置有密封结构，密封结构包括矩形管和与矩形管相匹配的隔板，所述固定板和平面窗板与相对应的矩形管及隔板形成密封沟槽，所述密封沟槽内设有密封条，所述密封条对应的窗框上设有金属压条，金属压条在弧形窗板和平面窗板闭合时压紧密封条。
[0008]进一步，所述连杆驱动机构位于混凝土墙中窗框形成的立体空腔中，所述连杆驱动机构包括连接块、对称铰接在连接块两端随连接块运动的多连杆机构，以及设置在弧形窗板和平面窗板上与多连杆机构配合的滑轨机构。
[0009]进一步，所述连接块的中间设置有用于连接气动控制系统的螺纹孔，所述连接块的两端设有与连接多连杆机构相连接的凹槽和销孔；
[0010]所述多连杆机构包括对称铰接在所述连接块两侧凹槽上的两短连杆、分别与两短连杆铰接的两长连杆，所述两长连杆靠近短连杆铰接处与窗框固定的螺柱铰接作为旋转支点；
[0011]所述滑轨机构包括设置在弧形窗板和平面窗板上的轨道，在轨道上滑动并与多连杆机构的两长连杆相连的滑动件，和设置在轨道靠近铰链一端的限位块。
[0012]进一步，：所述气动控制系统包括气源、与所述气源相连通的气动定时控制箱，以及与所述气动定时控制箱相连通并驱动连杆驱动机构运动的驱动气缸。
[0013]进一步，所述气源位于混凝土墙体外朝向安全通道一侧，包括压缩气瓶、设置在压缩气瓶上的气瓶阀和与压缩气瓶连通的减压器；
[0014]所述气动定时控制箱位于混凝土墙体外朝向安全通道一侧，包括箱体和固定在箱体内部表面，对输入压缩空气进行定时输出控制的阀门组合；
[0015]所述驱动气缸设于混凝土墙与窗框形成的立体空腔通道内，为双向进气的双作用气缸。
[0016]进一步，所述闭锁装置安装在平面窗板正面，包括安装在铰链相对侧窗框上的转动连杆机构，焊接在平面窗板正面上与转动连杆机构配合锁紧的楔形块和限位块。
[0017]进一步，所述转动连杆机构包括固定焊接在窗框上的转轴座、旋转安装在转轴座内的转轴、套装在转轴上并与转轴同步转动的转动块；
[0018]所述楔形块固定安装在平面窗板正面并与所述转动块对应设置，所述转动块的自由端到转轴轴心的距离大于所述楔形块靠近转轴一侧的边缘到转轴轴心的距离且小于等于楔形块远离转轴一侧的边缘到转轴轴心的距离；
[0019]所述转动块的自由端上套装有与楔形块相配合滑动的自润滑轴承。
[0020]一种矿用灾区密闭与启封的方法，采用如上文所述的矿用灾区密闭与启封装置，包括如下步骤：
[0021]S1.灾区矿洞密封；
[0022]S101.在欲构建密闭墙处矿洞四壁开槽或设置锚杆，从底部开始浇筑混凝土墙至适当高度；
[0023]S102.将矿用灾区密闭与启封装置的窗框安装到混凝土墙上，将风窗的一侧铰接在窗框上，将风窗与位于窗框形成的空腔内的连杆驱动机构连接，并通过位于混凝土墙朝向安全通道一侧的气动控制系统控制连杆驱动机构运动，将弧形窗板和平面窗板撑开至最大位置，继续在装置周围浇筑混凝土墙至充满整个矿洞断面，仅留出混凝土墙与窗框形成的立体空腔通道；
[0024]S103.按需求设置气动控制系统定时关闭时间，待人员撤离至安全区后，时间到达气动控制系统设置的定时关闭时间，气动控制系统将控制连杆驱动机构将风窗关闭；
[0025]S104.手动操作闭锁装置，将平面窗板紧锁在窗框上，完成火区密闭；
[0026]S2.灾区矿洞启封；
[0027]S201.打开闭锁装置；
[0028]S202.将气动控制系统开关旋转至开启位置，按需求设置好气动控制系统定时开启时间，操作人员离开；当达到气动控制系统设置的定时开启时间，气动控制系统控制驱动机构将风窗打开；
[0029]S203.当矿洞内空气流通一段时间，人员进入，拆除混凝土墙，完成启封。
[0030]本专利技术的有益效果在于：
[0031]1、本申请的风窗采用刚性结构，抗压效果好，风窗上设有密封结构，提高了密闭的
密封质量。通过将风窗设置为面向矿洞内密闭区域的弧形窗板，并在弧形窗板的弧形壳板和焊接在弧形壳板上的固定板间设置加强版，且弧形窗板的弧形壳板采用高强度的合金钢，使其受力性能得到加强，而且能将作用在弧形壳板上的爆炸冲击力削弱，使得该结构整体强度好，具有较优的抵抗爆炸冲击的能力，使得火区密闭更加安全可靠。
[0032]2、本申请通过延时气动控制系统控制风窗关闭和开启，其延时时间可在一定范围内任意设置，在完成风窗关闭和开启前人员可撤离至安全区域，有效避免密闭封堵和开启瞬间发生二次爆炸对操作人员造成的伤害。
[0033]3、本申请通过设置闭锁装置不仅能够有效锁紧风窗，而且操作快捷方便，通过设置限位机构能够防止闭锁装置运行过度而导致闭锁失效。
[0034]本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
[0035]为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作优选的详细描述，其中：
[0036]图1为一种矿用灾区密闭与启封装置的安装结构示意本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种矿用灾区密闭与启封装置，其特征在于：包括横断矿洞的混凝土墙、位于混凝土墙内的窗框、一侧通过铰链与窗框连接的风窗、与风窗滑动连接并控制风窗开闭的连杆驱动机构、可定时控制连杆驱动机构运动的气动控制系统，以及将风窗紧锁在窗框上的闭锁装置；所述风窗包括面向矿洞内密闭区域的弧形窗板和面向矿洞外安全通道的平面窗板。2.根据权利要求1所述的一种矿用灾区密闭与启封装置，其特征在于：所述弧形窗板包括弧形壳板和焊接在弧形壳板上的固定板，所述弧形壳板与固定板之间设有加强板，所述弧形壳板材料为高强度合金钢。3.根据权利要求2所述的一种矿用灾区密闭与启封装置，其特征在于：所述固定板和平面窗板背面的四周对应窗框处均设置有密封结构，密封结构包括矩形管和与矩形管相匹配的隔板，所述固定板和平面窗板与相对应的矩形管及隔板形成密封沟槽，所述密封沟槽内设有密封条，所述密封条对应的窗框上设有金属压条，金属压条在弧形窗板和平面窗板闭合时压紧密封条。4.根据权利要求1所述的一种矿用灾区密闭与启封装置，其特征在于：所述连杆驱动机构位于混凝土墙中窗框形成的立体空腔中，所述连杆驱动机构包括连接块、对称铰接在连接块两端随连接块运动的多连杆机构，以及设置在弧形窗板和平面窗板上与多连杆机构配合的滑轨机构。5.根据权利要求4所述的一种矿用灾区密闭与启封装置，其特征在于：所述连接块的中间设置有用于连接气动控制系统的螺纹孔，所述连接块的两端设有与连接多连杆机构相连接的凹槽和销孔；所述多连杆机构包括对称铰接在所述连接块两侧凹槽上的两短连杆、分别与两短连杆铰接的两长连杆，所述两长连杆靠近短连杆铰接处与窗框固定的螺柱铰接作为旋转支点；所述滑轨机构包括设置在弧形窗板和平面窗板上的轨道，在轨道上滑动并与多连杆机构的两长连杆相连的滑动件，和设置在轨道靠近铰链一端的限位块。6.根据权利要求1所述的一种矿用灾区密闭与启封装置，其特征在于：所述气动控制系统包括气源、与所述气源相连通的气动定时控制箱，以及与所述气动定时控制箱相连通并驱动连杆驱动机构运动的驱动气缸。7.根据权利要求6所述的一种矿用灾区密闭与启封装置，其特征在于：所述气源位于混凝土墙体外朝向安全通道一侧，包括压缩气瓶、设置在压缩气瓶上的气瓶阀和与压缩气瓶连通的减压器；所述气动定时控...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒋德献，张广勋，葛亮，井婷婷，陈波，余秀清，陈于金，廖树芸，舒远，范晓容，
申请(专利权)人：中煤科工集团重庆研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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