[发明专利]一种煤矿巷道防爆密闭气囊

摘要

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。

主权项

1.一种煤矿巷道防爆密闭气囊的使用方法，其特征在于：所述的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，其长度设定为4～6m，断面面积设定为8～14m3，其结构主要包括：内层气囊、外层气囊及气样采集管；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，位于外层气囊迎爆面的隔层称为迎爆隔层，位于外层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；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；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2个间隔阀以及外层充气阀和内层充气阀均为单向阀；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，气样采集管通过绳扣附着于外层气囊外，外层气囊充气后，气样采集管被夹于巷道壁和外层气囊外表面之间，且能够保证其管路的连通性；所述外层气囊的工作气压低于内层气囊的工作气压，有利于防爆密闭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；所述的使用方法主要操作步骤如下：步骤一、准备工作结合防爆密闭气囊规格、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的规格和参数，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，将防爆密闭气囊摊开，平铺在巷道地面；步骤二、防爆密闭气囊充气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；内层气囊的充气操作过程为：用充气管路连接高压氮气瓶和内层充气阀，直接由内层充气阀通过充气导管为内层气囊充气；充气完成后，拆下高压氮气瓶和充气管路，撤出人员和辅助设备；当巷道密闭内侧发生瓦斯爆炸，爆炸气体冲击防爆密闭气囊，压缩防爆密闭气囊，对其做功，从而消耗瓦斯爆炸的能量，保证巷道密闭外部的安全；当外层气囊某节隔层与巷道壁的剧烈摩擦导致破裂，其他隔层内层气囊可继续维持气密性，从而在一定程度上保持巷道的密闭性，确保密闭和防爆效果；步骤三、气样数据监测在密闭期间，为便于实时监测密闭内部的空气温度、瓦斯浓度、氧气浓度参数，由工作人员定时通过气样采集管抽取气样，利用气相色谱仪分析巷道密闭内侧的空气参数，从而对密闭内部灾害危险性作出进一步的分析；步骤四、防爆密闭气囊回收在密闭结束后，对密闭区域进行启封，此时回收防爆密闭气囊；首先启动内层气囊的泄气阀，进行内层气囊泄气，结束后，外层气囊由充气隔层向迎爆隔层方向，依次启动各隔层的泄气阀，完成泄气工作，将防爆密闭气囊折叠回收。