本发明专利技术公开了一种基于非煤矿山透水状态下的主动防护装置，包括控制系统和主动防护系统，控制系统包括控制器和信号预警单元，信号预警单元包括高密度电法测量模块、地质雷达测量模块、矿井水流量监测器、矿井水温度监测器中的至少一种；主动防护系统包括防护门，防护门分为缓冲门和隔离门，缓冲门和隔离门均安装在矿井巷道顶部，矿井巷道顶部固定有连接轴，缓冲门和隔离门一侧均与连接轴连接，矿井巷道顶部和底部均设有固定模块，分别用于定位正常状态和透水状态下的缓冲门和隔离门，矿井巷道顶部的固定模块与所述控制器电连接。本发明专利技术融合多项信号做到危险征兆全覆盖，采用多重分段防护门结构，且随巷道开采推进可移动。且随巷道开采推进可移动。且随巷道开采推进可移动。
【技术实现步骤摘要】
基于非煤矿山透水条件下的主动防护装置
[0001]本专利技术涉及非煤矿山安全设施
，尤其涉及一种基于非煤矿山透水状态下的主动防护装置。
技术介绍
[0002]透水，又称突水，指采掘工作面与矿山地表水或地下水沟通时突出发生大量涌水，淹没井巷的事故。在矿山水灾中，以透水事故发生最多，后果最严重。矿井在建设和生产过程中，地面水和地下水通过各种通道涌入矿井，当矿井涌水超过正常排水能力时，就造成矿井水灾。透水是煤矿常见的主要灾害之一，一旦发生透水，不但影响矿井正常生产，而且有时还会造成人员伤亡，淹没矿井和采区，危害十分严重。所以做好矿井防水工作，是保证矿井安全生产的重要内容之一。
[0003]目前，非煤矿山透水防护装置主要采用防水闸门和防透水型固定式避难所。防水闸门是指为预防采掘过程中突然涌水造成淹井而设的闸门，由混凝土墙垛、门框和能开启的门板组成。砌筑在通往水害威胁地区巷道的总汇合处、井底车场和井下水泵房，闸门平时呈开启状态。在运输巷道内闸门所在位置装设短的活动铁轨，当发生透水时将其拆卸，关闭闸门。防透水型固定式避难所是一种矿山井下避难所，建立在矿井下各危险工作区域的密闭空间，依托矿井巷道构筑而成，具备很好的防护性能，能够抵御一定的外力冲击；硐室内提供生存必需的氧气、水、食物、急救药品、废气处理等设施。当灾变发生时，遇险人员可迅速躲进避难所等待外部救援，是降低危害时遇险人员伤亡率的有效途径，对于挽救井下幸存人员的生命具有积极而重大的意义。但是，防水闸门和固定式避难所基本为永久性工程保护区，为主要大巷区域，不能对开采工作区域人员及设备进行有效保护，且防护多为被动防护，存在防护不及时、不能自动开启等问题，并且单一的隔离门结构，面对强度较高透水时防护能力有限。
[0004]申请号为201910679504.3的中国专利公开了一种基于露井联采下采空区塌陷自动防护装置，主要对采空区的冲击气压进行防护，防护装置采用冲击气压防护，导流和梯形结构的防护两方面同时作用，导流是将气流循环疏导，防护是通过梯形结构的防护装置来应对强大的冲击波。气体动能受到沿程阻力影响较大，因此对通过气流循环疏导，即通过对巷道开孔进行疏导工作，但透水问题重点关注问题为阻止矿井水扩散入矿井其他区域，若对巷道开孔进行水疏导，虽然减缓了矿井水对防护门的冲击但会对矿井造成更为严重的危害；气体重量值几乎为零，可以不考虑，因此可以考虑梯形结构；但对于透水问题来说，水自身密度大，透水体积大，梯形结构上部为三角形空间，其在充水条件下，水因为其重量会增加一个垂直方向上的力且重量较大会对防护门产生结构性破坏。
[0005]因此，寻找一种针对非煤矿山透水问题的主动防护装置，是亟需解决的问题。
技术实现思路
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术公开了一种基于非煤矿山透水状态下的主动防护装
置，当有透水危险征兆信号时，主动防护装置立即开启，解决目前透水事故中防护装置被动防护不及时，人为关闭隔离门速度过慢等问题。非灾变情况下隔离门安置在巷道顶部，不影响施工车辆及人员通行，且防护装置为可移动机构随巷道开采推进，解决不能对开采工作区域人员及设备进行有效保护问题，固定式永久性工程浪费人力物力的弊端。防护装置采用多重分段防护门结构，缓冲门进行水压缓冲及阻抗，解决面对强度较高透水时防护能力有限问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采用下述技术方案：
[0008]根据本专利技术的第一方面，提出了一种基于非煤矿山透水状态下的主动防护装置。
[0009]在一个实施例中，基于非煤矿山透水状态下的主动防护装置，包括控制系统和主动防护系统，其中，
[0010]控制系统包括控制器和信号预警单元，信号预警单元包括高密度电法测量模块、地质雷达测量模块、矿井水流量监测器、矿井水温度监测器中的至少一种，用于引发主动防护系统开启；
[0011]主动防护系统包括防护门，防护门分为缓冲门和隔离门，缓冲门用于对水压缓冲，隔离门用于隔离矿井水害与巷道，缓冲门和隔离门均安装在矿井巷道顶部，矿井巷道顶部固定有连接轴，缓冲门和隔离门一侧均与连接轴连接，矿井巷道顶部和底部均设有固定模块，分别用于定位正常状态和透水状态下的缓冲门和隔离门，矿井巷道顶部的固定模块与所述控制器电连接。
[0012]可选地，所述缓冲门至少设有2道。
[0013]可选地，所述隔离门至少设有1道。
[0014]可选地，所述缓冲门包括1级缓冲门和2级缓冲门，1级缓冲门上包括镂空部分，所述镂空部分包括若干间隔分布的弹簧平板结构，用于当水冲击时弹簧压缩减小水的势能；2级防护门上间隔分布若干风扇结构的镂空部分，用于消除矿井透水的浪涌效应。
[0015]可选地，所述矿井巷道顶部的固定模块包括马达和卡扣，马达与卡扣连接，控制器控制马达以闭合或者打开卡扣。
[0016]可选地，所述矿井巷道底部的固定模块为挡板。
[0017]根据本专利技术的第二方面，提出了一种上述基于非煤矿山透水状态下的主动防护装置的使用方法，包括如下步骤：
[0018]S1：信号预警单元发出预警信号；
[0019]S2：控制器控制矿井巷道顶部的固定模块打开，缓冲门和隔离门落下，经矿井巷道底部固定模块固定。
[0020]本专利技术的有益效果是，
[0021]1、本专利技术控制系统中的信号预警单元与现有的被动防护装置有所不同，基于多源信号监测为前提，融合多项信号做到危险征兆全覆盖，有效减少因为危险征兆识别不清导致的防护装置开启不及时最后导致人员伤亡及财产损失。
[0022]2、当有透水危险征兆信号时，控制器控制固定模块打开，主动防护系统立即开启，起到防护作用。而且本专利技术的主动防护装置以非煤矿山透水为靶向，采用多重分段防护门结构，缓冲门和隔离门协同配合，缓冲门进行水压缓冲及阻抗，1级防护门设置成弹簧平板结构的镂空形式，2级防护门设置成风扇结构的镂空形式，以水防水因势利导，减少水的势
能和矿井透水的浪涌效应，减少水对隔离门的冲击，解决面对强度较高透水状况时防护能力有限的问题，隔离门完全封闭，在水压已经缓冲的情况下，将水害隔离在固定区域，起到隔离水害与巷道的作用，保护矿井其他区域的人员安全及设备设施。
[0023]3、正常情况下，防护门安置在巷道顶部，不影响正常施车辆及人员通行；矿山开采是一个动态过程，透水危险区域是变化的，当确定下一个危险区域后，只需要在区域安装连接轴，防护门拆下来移动安装到新的连接轴上，就实现可移动机构随巷道开采推进，解决不能对开采工作区域人员及设备进行有效保护问题。
附图说明
[0024]图1为本专利技术正常状况下巷道开启状态示意图；
[0025]图2为本专利技术透水状态下巷道防护装置开启示意图；
[0026]图3为本专利技术1级缓冲门结构示意图；
[0027]图4为本专利技术2级缓冲门结构示意图；
[0028]图5为本专利技术主动防护装置开启流程示意图。
[0029]其中，1、1级缓冲门，2、2级缓冲门，3、隔离门，4本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于非煤矿山透水状态下的主动防护装置，其特征在于，包括控制系统和主动防护系统，其中，控制系统包括控制器和信号预警单元，信号预警单元包括高密度电法测量模块、地质雷达测量模块、矿井水流量监测器、矿井水温度监测器中的至少一种，用于引发主动防护系统开启；主动防护系统包括防护门，防护门分为缓冲门和隔离门，缓冲门用于对水压缓冲，隔离门用于隔离矿井水害与巷道，缓冲门和隔离门均安装在矿井巷道顶部，矿井巷道顶部固定有连接轴，缓冲门和隔离门一侧均与连接轴连接，矿井巷道顶部和底部均设有固定模块，分别用于定位正常状态和透水状态下的缓冲门和隔离门，矿井巷道顶部的固定模块与所述控制器电连接。2.如权利要求1所述的一种基于非煤矿山透水状态下的主动防护装置，其特征在于，所述缓冲门至少设有2道。3.如权利要求1所述的一种基于非煤矿山透水状态下的主动防护装置，其特征在于，所述隔离门至少设有1道。4.如权利要求2所述的一种基于非煤...
【专利技术属性】
技术研发人员：姚锡文，许开立，赵泽熙，徐晓虎，刘博，陈懋，宋金来，张晋瑞，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：
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