[發明專利]一種礦用沖擊氣浪緩沖裝置及方法

有效

• 申請號: 201611269106.7
• 申請日: 2016-12-31
• 公開（公告）號: CN106870000B
• 公開（公告）日: 2019-09-27
• 發明（設計）人: 姬松濤;張春巍;鐘國麟;王增
• 申請（專利權）人: 姬松濤
• 主分類號: E21F17/00
• 分類號: E21F17/00;E21F17/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種礦用沖擊氣浪緩沖裝置，包括安裝在巷道內的風速傳感器、信號處理控制裝置和緩沖導流裝置，所述風速傳感器監測并發送巷道風速數據，所述風速傳感器通過傳輸線纜連接信號處理控制裝置，所述信號處理控制裝置包括信號處理單元和電源控制輸出單元，所述緩沖導流裝置安裝在巷道刷幫空間，所述緩沖導流裝置包括緩沖繞流轉柱單元和防爆電機單元，所述緩沖繞流轉柱單元可以在電機的驅動下產生定向旋轉運動。緩沖繞流轉柱單元可以在電機的驅動下產生定向旋轉運動，定向旋轉的轉柱可調節風流的流向，轉柱的旋轉運動可耗散部分沖擊氣浪動能，起到緩沖作用，減輕高壓高速沖擊氣浪可對整個礦井造成的破壞。

技術領域

本發明涉及一種礦用沖擊氣浪緩沖裝置及方法。

背景技術

隨著礦井深度不斷增加，越來越多的礦井受到沖擊地壓事故威脅。沖擊地壓指的是聚積在采煤工作面及巷道周圍煤巖體中的彈性應變量瞬間釋放，巨大的能量使得工作面及巷道的煤巖體瞬間崩落拋射。有記錄的沖擊地壓事故所引起的震動強度可達到里氏4.6級地震級別，沖擊地壓一旦發生，將會對井下的人員、設備造成災難性破壞。沖擊地壓的影響范圍不僅局限于發生沖擊地壓的區域，由于大面積頂板瞬時跨落，壓縮礦井內空氣形成的高壓高速沖擊氣浪可對整個礦井造成破壞，不同位置巷道內瞬間最大風速可達到每秒幾百米，甚至井底車場也會因此遭到破壞。

當前針對礦井沖擊氣流采取的措施主要是密閉墻，即通過將巷道封閉阻止氣流傳播，由于密閉墻阻斷了巷道，因此該方法僅對于廢棄工作面適用。正常生產的工作面及配套巷道由于還需正常使用，因此無法采用密閉墻防沖擊措施。目前還沒有相應的設備、方法解決使用中巷道高速沖擊氣浪破壞問題。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種礦用沖擊氣浪緩沖裝置及方法。

為解決上述技術問題，本發明的礦用沖擊氣浪緩沖裝置，包括安裝在巷道內的風速傳感器、信號處理控制裝置和緩沖導流裝置，所述風速傳感器監測并發送巷道風速數據，所述風速傳感器通過傳輸線纜連接信號處理控制裝置，所述信號處理控制裝置包括信號處理單元和電源控制輸出單元，所述緩沖導流裝置安裝在巷道刷幫空間，所述緩沖導流裝置包括緩沖繞流轉柱單元和防爆電機單元，所述緩沖繞流轉柱單元可以在電機的驅動下產生定向旋轉運動，所述緩沖導流裝置設置8個，每兩個一組，4組緩沖導流裝置對稱設置在巷道兩側的刷幫空間內，所述4組緩沖導流裝置中前排兩組包括第一列轉柱和第二列轉柱，所述第一列柱順時針旋轉，第二列柱逆時針旋轉，所述4組緩沖導流裝置中后排兩組包括第三列轉柱和第四列轉柱，所述第三列柱順時針旋轉，第四列柱逆時針旋轉。

作為進一步限定，巷道寬度為w，w與柱體直徑d之比為8-10；每側刷幫深度為0.3w；所述第一列轉柱和第二列轉柱雙柱間距為L₁₁，L₁₁與柱體直徑d之比為5-6；所述第三列轉柱與第四列轉柱雙柱間距為L₂₂，L₂₂與柱體直徑d之比為4-5；所述第二列轉柱與第三列轉柱雙柱間距為L_z2，L_z2≥5w；第一列轉柱距左側刷幫端頭距離L_z1≥5w；第四列轉柱距右側刷幫端頭距離L_z3≥5w。

本發明還涉及一種礦用沖擊氣浪緩沖方法，在巷道內設置風速傳感器，巷道內出現高壓高速沖擊氣浪時，風速傳感器將信號傳送給信號處理控制裝置，信號處理控制裝置連接設置在巷道兩側的刷幫空間的緩沖導流裝置，信號處理控制裝置控制防爆電機驅動緩沖導流裝置的柱體定向旋轉，定向旋轉的轉柱可調節風流的流向，通過轉柱的旋轉運動可影響氣流的流場分布特性，從而耗散部分沖擊氣浪動能，起到緩沖作用，所述緩沖導流裝置中前排兩組包括第一列轉柱和第二列轉柱，所述第一列柱順時針旋轉，第二列柱逆時針旋轉，所述緩沖導流裝置中后排兩組包括第三列轉柱和第四列轉柱，所述第三列柱順時針旋轉，第四列柱逆時針旋轉。