[发明专利]一种煤矿巷道防爆密闭气囊

说明书

本发明公开一种煤矿巷道防爆密闭气囊，属于煤矿灾害防治技术领域，其结构主要包括：内层气囊、外层气囊、气样采集管。密闭气囊采用内外双层气囊结构，且外层气囊划分为多个隔层，本发明利用爆炸气体对气囊压缩做功的形式，使密闭空间内侧爆炸的能量消耗殆尽，确保巷道密闭外侧空间的安全。相比传统煤矿巷道防爆密闭手段，本发明采用了内外气囊同时充气的工艺，节省了人力和时间，有利于救灾人员尽快完成密闭施工和撤离，安全可靠。此外，使用密闭气囊密闭期间，可进行密闭内部的气样采集工作，有利于及时分析矿井灾情变化。

技术领域

本发明属于煤矿灾害防治技术领域，具体涉及一种煤矿巷道防爆密闭气囊。

背景技术

煤矿行业生产过程中，瓦斯和火灾是主要的自然灾害，给煤矿行业造成的损失不可估量。在煤矿瓦斯灾害和火灾救灾过程中，巷道密闭是十分常见的救灾技术手段。通过巷道密闭，阻隔密闭点内外的空气流动和热量交换，防止火灾或者瓦斯爆炸向矿井更大范围内蔓延，从而确保救灾工作的顺利进行，将灾害损失控制在最低值。我国现有的巷道密闭技术，主要为砂石充填防爆密闭手段，其施工工艺繁琐、施工时间过长，不利于人员的迅速撤离，与紧急撤离的理念不符。而且现有气囊密闭技术通常采用单层气囊的结构，其强度低，大多用于矿井火灾救灾过程中，阻绝有害气体的流动，而无法防爆。因此，本发明致力于研发一种煤矿巷道防爆密闭气囊，解决现有的巷道密闭技术存在的缺陷，更好的保障矿井救灾过程的顺利进行，促进煤矿行业的安全运行。

发明内容

本发明公开一种煤矿巷道防爆密闭气囊，其整体形态近似为一圆柱形橡胶气囊，按照规格不同，其长度为4～6m，断面面积为8～14m³，其结构主要包括：内层气囊、外层气囊、气样采集管。

所述内层气囊位于外层气囊内部，内外两层气囊由多组橡胶隔膜连接，由此将外层气囊在长度方向上分为4～6节隔层，位于气囊迎爆面的隔层称为迎爆隔层，位于气囊充气端的隔层称为充气隔层，中部其余若干隔层称为缓冲隔层。

所述迎爆隔层、内层气囊、充气隔层外部材料由高强度丁腈橡胶制作，具有强度高、耐冲击、耐高温性能。缓冲隔层外部材料、橡胶隔膜由合成顺丁橡胶制作，具有耐磨、弹性好、阻燃的性能。

所述外层气囊相邻隔层之间安设2个间隔阀，在充气隔层尾端安装两个充气阀，分别为外层充气阀和内层充气阀，上述各阀均为单向阀。内层气囊向密闭气囊外引出一条充气导管，连接内层充气阀，用于内层气囊的充气。内层气囊和外层气囊各隔层均安装有泄气阀，内层气囊向密闭气囊外引出一条泄气导管，连接内层充气阀，用于内层气囊的泄气。

所述气样采集管为金属波纹管材质，可弯曲，且具有一定强度，该管通过绳扣附着于外层气囊外，气囊充气后，气样采集管被夹于巷道壁和气囊外表面之间，且能够保证其管路的连通性。

所述外部气囊的工作气压低于内部气囊的工作气压，有利于气囊整体的伸缩和变形，进而可以与巷道壁紧密贴实，确保密闭效果。

一种煤矿巷道防爆密闭气囊，其特征在于，主要操作步骤如下：

步骤一、准备工作

结合气囊规格、巷道断面实际情况，确定所需注入的气体体积，以及内层气囊的工作压力值P₁和外层气囊的工作压力值P₂。依据气态方程，计算出高压瓶装氮气规格和参数，选择合适规格的高压氮气瓶。将防爆密闭气囊、高压氮气瓶、充气管路由电机车运送至巷道设计的密闭位置，适当清理密闭地点的杂物，将气囊摊开，平铺在巷道地面。

步骤二、气囊充气

内外层气囊同时进行充气，从而可以大大节省操作时间。

外层气囊的充气操作过程为：用充气管路连接高压氮气瓶和外层充气阀，通过外层充气阀和隔层之间的间隔阀依次为外层气囊的各节隔层充气。充气后，外层气囊能够借助合成顺丁橡胶良好的弹性与巷道壁紧密贴合。