[发明专利]一种密闭煤巷自动均压装置及方法

说明书

本发明公开了一种密闭煤巷自动均压装置，安装在煤巷内，在煤巷内设有密闭墙，煤巷的末端为采空区，密闭墙与采空区之间具有空间，所述密闭煤巷自动均压装置包括可伸缩氮气储存装置、压力气囊、第一压力传感器、第二压力传感器、固定架、制氮机、U型排水槽、抽采管、第一电磁阀、第二电磁阀、电磁逆止阀、进气管路、注气管路。本发明同时提供一种密闭煤巷自动均压方法。本发明的密闭煤巷自动均压装置可实现采空区的自动均压，平衡内外压力抑制采空区遗煤氧化自燃；当采空区气体压力大于可伸缩氮气储存装置的前侧的煤巷区域内的气体压力时，逸出气体排入抽采管，降低瓦斯积聚风险。

技术领域

本发明涉及煤矿安全技术领域，特别涉及一种密闭煤巷自动均压装置及方法。

背景技术

密闭煤巷漏风是普遍存在于煤矿中的危害因素，它不仅能引起采空区内遗煤自燃，而且还会导致采空区内瓦斯涌出到壁前等问题，造成人员伤亡与财产损失，威胁煤矿的安全生产。

目前，在采矿过程中防止采空区漏风的方法主要有构筑密闭墙﹑均压技术控制漏风、注浆填充﹑隔离采空区与工作面、煤柱内压注凝胶封堵漏风通道等，这些方法对煤矿的安全生产具有重要的积极意义，但受到煤矿井下工作环境的复杂性和技术条件的制约，使用单一手段并不能完全阻止漏风，原因在于：一方面煤层自身发育的孔裂隙以及受采动影响煤巷周围煤岩体内部产生的孔裂隙，造成煤巷周围煤岩内的孔隙连通性增强，形成漏风通道；另一方面巷道内气压受地面大气压力变化影响，与采空区内气体产生压差导致防漏风效果并不理想，仍有较多风量渗流至采空区，造成采空区自燃发火。煤巷封闭后，通常靠人工利用U型管监测密闭出风与进风，这样做只能观察某一时间点的压力情况，而不能反映连续的采空区中压力随地面气候和井下环境的变化情况，不能对异常情况作出即时响应。

因此，为了采取有效措施减少采空区漏风引起的事故，有必要发明一种密闭煤巷自动均压装置及方法，防止新鲜风流中的氧气流入采空区中，造成煤体氧化自燃发火，或是采空区内气体涌出至壁前形成有害气体积聚区。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种密闭煤巷自动均压装置及方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种密闭煤巷自动均压装置，该装置安装在煤巷内，在煤巷内设有密闭墙，煤巷的末端为采空区，密闭墙与采空区之间具有空间，所述密闭煤巷自动均压装置包括可伸缩氮气储存装置、压力气囊、第一压力传感器、第二压力传感器、固定架、制氮机、U型排水槽、抽采管、第一电磁阀、第二电磁阀、电磁逆止阀、进气管路、注气管路；

所述可伸缩氮气储存装置通过固定架固定在煤巷内，且位于密闭墙的前侧，所述可伸缩氮气储存装置包括壳体、滑块和位移感应开关，在壳体内设有可沿壳体内部轴向滑动的滑块，在壳体的末端内壁上设有位移感应开关，位移感应开关用于监测滑块移动距离，所述壳体沿轴向置于固定架内，固定架末端固定在煤巷内壁面上，在固定架外部与煤巷内壁面之间的空隙内设有压力气囊，在所述壳体的出气口连接有注气管路，注气管路贯穿密闭墙伸入至密闭墙与采空区之间的空间中，且在注气管路上设置电磁逆止阀；在壳体内沿轴向设有通道，在通道内设有进气管路，进气管路的进气端与制氮机连接，进气管路的出气端与壳体的进气口连接，在进气管路上设置有第一电磁阀；在可伸缩氮气储存装置的前侧的煤巷区域内以及密闭墙与采空区之间的空间内分别设置第一压力传感器和第二压力传感器，分别用于监测可伸缩氮气储存装置的前侧的煤巷区域内的气体压力以及密闭墙与采空区之间的空间内的气体压力；在位于所述可伸缩氮气储存装置下方的岩层内设有U型排水槽，所述抽采管依次自可伸缩氮气储存装置前侧的煤巷内穿过U型排水槽及密闭墙后穿入密闭墙与采空区之间的空间内，在抽采管上装有第二电磁阀。

进一步地，所述壳体的截面为矩形结构，且前端为开口结构，所述滑块为矩形块体，且采用橡胶材料制成，滑块与壳体的内壁之间涂有润滑油。

进一步地，所述固定架包括中空的矩形架体及固定杆，矩形架体通过多个固定杆与煤巷内壁面固定。