[發明專利]一種礦用采空區塌陷沖擊氣浪自動緩沖防護系統

有效

• 申請號: 202011128532.5
• 申請日: 2020-10-21
• 公開（公告）號: CN112253241B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發明（設計）人: 武泉林;李浩;武泉森;李文林;付丹丹
• 申請（專利權）人: 濟寧學院
• 主分類號: E21F17/103
• 分類號: E21F17/103;E21F11/00;E21F17/18
• 代理公司: 北京金碩果知識產權代理事務所(普通合伙) 11259
• 代理人: 劉珂瑋

本發明涉及一種礦用采空區塌陷沖擊氣浪自動緩沖防護系統，包括安裝在巷道內的傳感器、信號處理控制裝置和緩沖裝置，所述傳感器連接信號處理控制裝置，信號處理控制裝置連接緩沖裝置，所述緩沖裝置包括彈出桿、緩沖帆和阻尼裝置。當傳感器感受到沖擊氣浪時，內桿被彈出，內桿頂端帶著緩沖帆的連接點向巷道第二側運動，使得安裝在內桿頂端的轉接裝置與所述承接裝置相連接，轉接裝置從內桿頂端脫落，并與承接裝置一起與阻尼裝置連接。由于緩沖帆有兩個連接點與巷道的第一側連接阻尼裝置，被內桿帶到第二側的另外兩個連接點與內桿脫離后，與阻尼裝置連接，緩沖帆被氣浪吹起，四個連接點拉動阻尼裝置，阻尼裝置可以將氣浪的能量消耗掉。

技術領域

本發明涉及一種礦山防護領域，具體涉及一種礦用采空區塌陷沖擊氣浪自動緩沖防護系統。

背景技術

地下礦山開采過程中，隨著礦井深度的不斷增加，越來越多的礦井受到沖擊地壓事故威脅。多數礦井中都會形成一定規模的采空區，采空區失穩易引發各類安全事故，形成沖擊地壓。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。伴隨著采空區頂板冒落，對釆空區內空氣進行壓縮，被壓縮的空氣從與釆空區連通的巷道泄出時，具有很高的速度高達以上高達100m/s以上，形成破壞性很大的氣浪，而形成的空氣沖擊波對井下作業人員、設備將產生極大的安全威脅，甚至可使礦井報廢。大面積冒頂形成的空氣沖擊波破壞力巨大，造成的后果難以想象。

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級地震的級別，沖擊地壓一旦發生，將會對井下的人員、設備造成災難性的破壞。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，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巷道因此無法采用密閉墻防沖擊措施。

中國實用新型專利公告號CN 208564614 U公開了一種煤與瓦斯爆炸主動防御系統，設置了沖擊波感應裝置和防爆門；中國發明專利公布號CN 110284927 A公開了一種基于露井聯采下采空區塌陷自動防護裝置，設置了傳感器和防護裝置，防護裝置包括防護門。這兩種技術都是當發生塌陷時，傳感器觸發，防護門關閉。這樣的結構雖然可以阻擋住氣流，但是由于地下礦道內巷道布置復雜，巷道往往設有很多分支岔路，該系統只能保護安裝了該系統的巷道部分，而氣浪的能量依然存在，能量終究會對其他設備和人員造成傷害。

中國實用新型專利公告號CN 207583418 U公開了一種氣囊式主動抑爆隔爆裝置，設置探測器6，探測器觸發后引爆折疊氣囊15，折疊氣囊15充滿巷道，隔斷沖擊波傳播。其保護性氣囊18形成后，在氣浪的沖擊下，氣囊很快就會變形，對氣浪能量的吸收量有限。

中國發明專利公布號CN 107975386 A公開了一種煤礦瓦斯爆炸緩沖裝置，包括擴張減壓室、機械阻隔模塊和運動阻尼模塊，當發生瓦斯爆炸，沖擊波傳播至所述擴張減壓室時，擴張減壓室的斷面瞬間擴大，機械阻隔模塊對沖擊波進行阻擋，通過導軌兩級液壓緩沖阻尼單元，將所動能消耗。這樣的結構雖然能通過阻尼吸收氣浪的能量，但其裝置需占據巷道多半空間，影響正常生產的工作面，影響巷道配套管道線路的安裝，只能固定安裝結構，被動等待，無法達到平時隱藏起來不影響生產，事故時瞬時改變緩沖裝置的形狀而起到緩沖的效果。

發明內容

本發明要解決的問題是提供一種能夠通過吸能裝置將采空區塌陷沖擊氣浪的能量吸收的礦用采空區塌陷沖擊氣浪自動緩沖防護系統。