专利名称：煤矿灾害远程控制自动快速封闭装置的制作方法
技术领域：
本发明属于煤矿安全设施领域，尤其涉及一种煤矿用灾害远程控制自动快速封闭装置。
背景技术：
目前，我国煤矿以井エ开采为主，井エ矿井中56%的矿井具有自燃发火危险，68%的矿井为瓦斯矿井。矿井一旦发生火灾或瓦斯爆炸事故会给矿井带来巨大经济损失和职エ人身危险，灾害发生后迅速控制灾害的扩大是最为迫切的任务，通常采取的措施就是快速封闭灾害区域内的巷道，灾害区域内因缺氧而使火灾熄灭、瓦斯缺氧而不再爆炸，使灾害范围得到有效控制。传统的防止火灾及瓦斯爆炸范围扩大到的措施是在灾害范围内的巷道内快速构筑防火墙，以封闭灾害区域。构筑传统的防火墙需用砖、沙、水泥垒砌或用黄土袋垒砌，费时费カ且距离灾变区域较近，如果构筑期间发生二次瓦斯爆炸极易造成人员伤害，火灾产生的ー氧化碳极易造成回风侧的人员中毒。本发明因远离灾变区域，完全避免了人员的伤害，可迅速撤离灾变区域内的人员，在地面监控室通过远程控制技术实现灾害区域内巷道的快速自动封闭，切断灾变区域内氧气的供给，从而窒息火灾或瓦斯爆炸。
发明内容
本申请的发明目的是提供一种煤矿井下灾害远程控制自动快速封闭装置。本发明是通过如下技术方案实施的研制一种煤矿用灾害远程控制自动快速封闭装置，主要由钢制防火板、上、下密封导向槽、移轨器、动カ气缸，二位五通电磁，井下高压空气管网，井下联网控制系统和地面主控制计算机构成，其特征是⑴安装防火门的巷道处构筑砖垛框架，框架内紧密贴合设置钢制固定框，固定框上、下设置导向槽容纳封闭防火板；①导向槽分为两种，上部导向槽由中间的Π型导向槽和左、右侧镜像排列的Γ型导向槽构成，三者为一整体；下部导向槽由中间的倒Π型导向槽和左、右侧镜像排列的倒r型导向槽构成，三者为一整体；上部Γ型导向槽和下部倒Γ型导向槽容纳主封闭板；上部Π型导向槽和下部倒Π型导向槽Γ型导向槽容纳辅助封闭板；②钢制防火板为对称设置的两组双扇折叠一伸缩式结构，每ー组由ー扇主封闭板和一扇辅助封闭板组成，主封闭板与钢制固定框折页式铰接；姆一主封闭板通过两个主动カ气缸与巷道壁固定连接,关闭状态,主动カ气缸与巷道壁呈45°夹角，连接于巷道和主封闭板之间；每ー辅助封闭板套叠镶嵌于主封闭板内部，通过两个ニ级辅助动カ气缸在主封闭板中自由伸缩；辅助封闭板ニ级气缸与辅助封闭板呈30°夹角；连接于主封闭板和辅助伸缩封闭板之间；③移轨器为U型槽内设置一段可移动的双钢轨，双钢轨由ー连杆相连接，连杆与U型槽间通过动カ气缸连接；移动双钢轨的两端为倒置的楔型，与设置在防火板两侧的固定通行轨道对应错接拼合成一根钢轨；④动カ气缸与高压空气管网间设置由主传输线路、井下控制分站、开关执行单元、二位五通电磁阀、滤水器构成井下联网控制系统；二位五通电磁阀，井下高压空气管网，井
下联网控制系统和地面主控制计算机；⑤井下联网控制系统通过主传输线与地面主控制计算机联网。上述的煤矿灾害远程控制自动快速封闭装置，其特征是二位五通电磁阀与开关执行単元常开点电连接。上述的所有导向槽与封闭板接触处、相邻封闭板间接触处，均设置防火密封垫。上述的煤矿灾害远程控制自动快速封闭装置，其特征是本发明控制流程是地面主控计算机下达封闭、开启指令一主传输线路ー传输下达指令一井下控制执行単元一执行地面主控机指令或向地面主控机反馈状态。上述的煤矿灾害远程控制自动快速封闭装置，其特征是巷道的封闭流程是当井下工作面发生水灾、火灾或瓦斯爆炸需要封闭该工作面巷道吋，选择该装置所在的控制分站，并控制该分站9的I号控制ロ输出高电平，则该分站I号控制输出ロ所接远动开关10动作，常开点变为常闭点，接通一级时间继电器11、ニ级时间继电器12和三级时间继电器13供电；一级时间继电器11通过延时Is后闭合，接通ー级二位五通电磁阀14的127v供电，电磁阀14打开，高压管网中的高压空气通过高压软管、二位五通电磁阀14推动导轨器气缸7伸出，推动移动轨道向后移动，为封闭板让出空间。ニ级时间继电器12通过延时IOs后闭合，接通ニ级二位五通电磁阀15的127v供电，电磁阀15打开，高压管网中的高压空气通过高压软管、二位五通电磁阀15推动封闭板一级气缸3伸出，主封闭板沿轴向旋转至倒L型导向槽5，并与之紧密贴合。三级时间继电器13通过延时20s后闭合，接通三级二位五通电磁阀16的127v供电，电磁阀打开，高压管网中的高压空气通过高压软管、二位五通电磁阀16推动封闭板ニ级气缸4伸出，辅助伸缩封闭板通过倒U型导向槽6伸出，与对面辅助伸縮板接触严密。状态传感器17，将封闭装置闭合的信息通过控制分站传输至地面主控机，主控机显示为封闭。上述的煤矿灾害远程控制自动快速封闭装置，其特征是巷道的开启流程是当巷道内火已确定熄灭，需开启巷道时，控制该分站I号控制开出口，输出低电平，远动开关动作，常闭点变为常开点，断开时间继电器供电，时间继电器动作，二位五通电磁阀动作，各气缸按相反顺序收缩，封闭装置打开。本发明的优点是I、通过地面主控计算机控制巷道封闭装置的关闭、开启，避免人员距离灾变区域太近而造成的伤害。
2、本发明能够快速封闭灾变区域巷道，减少了灾害范围扩大的时间，为控制灾害赢得了宝贵的时间。3、该装置制作简单、实用、可靠、自动化程度高，便于大范围推广使用，具有较好的社会效益和经济效益。
图I是本发明整体结构、形态示意图(封闭状态);图2是本发明整体结构、形态示意图(开启状态)；图3是本发明封闭板导向槽结构、形态放大示意图；图4是图3的A向结构、形态放大示意图；图5是移轨器开启状态示意图；图6是移轨器关闭状态示意图；图7是电器控制原理图；图8是控制流程示意图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明进一步阐述图I中，显示巷道快速封闭装置封闭状态下的示意图；其中，I主封闭板，2辅助封闭板，3封闭板ー级气缸,4封闭板ニ级气缸，5-1、5_2主封闭板上部密封Γ型导向槽；6-1辅助封闭板上部密封Π型导向槽；17状态传感器；18巷道壁；19固定墙垛(墙垛为砖混结构)；20固定框；21铰链；22移轨器；；封闭板ー级气缸固定在巷道帮上。图2中，显示巷道快速封闭装置开启状态下的示意图；其中，I主封闭板；2辅助封闭板；5_1、5_2主封闭板上部密封Γ型导向槽；5_3、5_4主封闭板下部密封倒Γ型导向槽；
6-1辅助封闭板上部密封Π型导向槽；6-2辅助封闭板下部密封倒Π型导向槽；18巷道壁；20固定框；21铰链；22移轨器；23铁轨；图3、图4中，显示Γ型导向槽与Π型导向槽的结构放大示意图；其中，5-1、5_2主封闭板上部密封Γ型导向槽；6辅助封闭板上部密封Π型导向槽；Γ型导向槽与Π型导向槽为一条Π形槽钢加工而成，Π型槽钢的长度与两扇封闭板的横向总长度相同，其固定在封闭板固定框上。根据主封闭板横向长度在Π型槽钢两端各切割掉槽钢侧面钢板，形似Γ，即为Γ型导向槽，中间部分形似Π型，即为Π型导向槽，起到定位、导向、密封主封闭板和辅助封闭板的作用。图5中，显示移轨器开启状态下的示意图；图6中，显示移轨器关闭状态下的示意图。图5、图6中，7移动轨道；8移轨器气缸；23铁轨；24枕木；移动轨道两端为倒置的楔型，以便于移动，正常情况下与通车钢轨组合成一条正常钢轨，当快速封闭装置需关闭时，移动轨道移出原位置，从一端楔型结合处分开，为封闭板让出通过的空间。图7显示控制単元示意图；其中，9控制分站；10远动开关；11 一级时间继电器；12ニ级时间继电器；13三级时间继电器；14 ー级二位五通电磁阀；15 ニ级二位五通电磁阀；16三级二位五通电磁阀；因三个级别的二位五通电磁法动作的时间有先后之分，所以其由三级时间继电器来分别控制。图8中，显示本发明控制流程示意图；其中，01地面主控计算机，负责向井下下达关闭或开启命令；02为主传输线路，负责传输地面主控计算机指令；03为井下控制执行单元，负责执行地面主控计算机的命令，井向地面主控机反馈状态。本发明中，首先在巷道中构筑砖混结构的固定墙垛，方便安装快速封闭装置固定框。固定框内设置封闭板，封闭板为双扇折叠一伸缩式，分为主封闭板和辅助伸缩封闭板。该Γ型导向槽与倒Π型导向槽为一条Π型槽钢制作而成，Π型槽钢的长度与两扇主封闭板和辅助封闭板长度相同。其中Π型槽钢的两头端同侧的侧面钢板被切割掉(变成角铁式结构)，其长度同主封闭板长度略长2cm，其形状为Γ型。π型槽钢中间段长度为两辅助封闭板长度之和略短2cm。当煤矿灾害远程控制自动封闭装置快速关闭时，主封闭板在封闭板ー级气缸的作用下，快速向导向槽关闭，并与倒L型导向槽紧贴严密，在密封条的作用下保证不漏风。主封闭板关闭后延时20S，封闭板ニ级气缸伸出，推动辅助封闭板沿倒Π型导向槽移动，最終两辅助封闭板接触严密，在防火密封条的作用下严密不漏风，从而起到快速封闭巷道的作用。辅助伸缩封闭板套叠镶嵌于主封闭板的内部，封闭板ー级气缸与巷道夹角为45°，连接于巷道和主封闭板之间；封闭板ニ级气缸与辅助伸缩封闭板之间夹角为30°，连接于主封闭板和辅助伸缩封闭板之间。巷道上下部设置封闭板导向槽，方便封闭板在其间伸缩移动。井下巷道普遍应用轨道运输，在封闭板与下部导向槽之间设置一组导轨器，通过气缸移动活动轨道来实现封闭板的顺利闭合。其次，从井下高压空气管网通过高压软管引出高压空气作为气缸动力，并设置空气滤清器，防止水、颗粒物质进入气缸。第三，敷设监控系统主传输线路，安装电源(127v)，控制分站(例如KJF16B分站)，远动开关，时间继电器，二位五通电磁阀，状态传感器等部件进行联网调试，保证数据的正常传输。远动开关与时间继电器电连接，时间继电器与二位五通电磁阀电连接，远动开关控制端接至控制分站I号开出控制ロ。空气滤清器与二位五通电磁阀通过高压软管连接，二位五通电磁阀与动カ气缸通过高压软管连接。状态传感器接至控制分站I号信号输入ロ。将分站与地面监控系统主控机联网。二位五通电磁阀Q25-6-B型单电控防暴型二位五通电磁阀，通径6mm,工作压カO. 2-0. 8Mpa,工作电压DC24V，厂家上海国逸气动成套厂。作业过程I巷道的封闭当井下工作面发生水灾、火灾或瓦斯爆炸需要封闭该工作面巷道吋，选择该装置所在的控制分站，并控制该分站9的I号控制ロ输出高电平，则该分站I号控制输出ロ所接远动开关10动作，常开点变为常闭点，接通一级时间继电器11、ニ级时间继电器12、三级时间继电器13供电，一级时间继电器11通过延时Is后闭合，接通ー级二位五通电磁阀14的127v供电，电磁阀14打开，高压管网中的高压空气通过高压软管、二位五通电磁阀14推动导轨器气缸7伸出，推动移动轨道向后移动，为封闭板让出空间。ニ级时间继电器12通过延时IOs后闭合，接通ニ级二位五通电磁阀15的127v供电，电磁阀15打开，高压管网中的高压空气通过高压软管、二位五通电磁阀15推动封闭板一级气缸3伸出，主封闭板沿轴向旋转至上部的Γ型导向槽5-1、5-2，下部对应的倒Γ型导向槽5-3、5-42，并与之紧密贴合。三级时间继电器13通过延时20s后闭合，接通三级二位五通电磁阀16的127v供电，电磁阀打开，高压管网中的高压空气通过高压软管、二位五通电磁阀16推动封闭板ニ级气缸4伸出，辅助伸缩封闭板通过上部的Π型导向槽6-1、下部对应的倒Π型导向槽6-2伸出，与对面辅助伸縮板接触严密。状态传感器17，将封闭装置闭合的信息通过控制分站传输至地面主控机，主控机显示为封闭。2巷道的开启
当巷道内火已确定熄灭，需开启巷道时，控制该分站I号控制开出口，输出低电平，远动开关动作，常闭点变为常开点，断开时间继电器供电，时间继电器动作，二位五通电磁阀动作，各气缸按相反顺序收缩，封闭装置打开。该装置的研制成功，为灾后快速封闭井下灾区巷道，使人员远离灾区、有效控制灾区范围的扩大起到了良好的效果。该装置具有自动化程度高，维护简单，使用安装方便、可 重复使用等优点，具有较好的社会效益和经济效益。
权利要求
1.一种煤矿用灾害远程控制自动快速封闭装置，主要由钢制防火板、上、下密封导向槽、移轨器、动カ气缸，二位五通电磁，井下高压空气管网，井下联网控制系统和地面主控制计算机构成，其特征是 ⑴安装防火门的巷道处构筑砖垛框架，框架内紧密贴合设置钢制固定框，固定框上、下设置导向槽容纳封闭防火板； ①导向槽分为两种， 上部导向槽由中间的Π型导向槽和左、右侧镜像排列的Γ型导向槽构成，三者为一整体； 下部导向槽由中间的倒Π型导向槽和左、右侧镜像排列的倒Γ型导向槽构成，三者为一整体； 上部Γ型导向槽和下部倒Γ型导向槽容纳主封闭板； 上部Π型导向槽和下部倒Π型导向槽Γ型导向槽容纳辅助封闭板； ②钢制防火板为对称设置的两组双扇折叠一伸缩式结构，姆ー组由ー扇主封闭板和一扇辅助封闭板组成，主封闭板与钢制固定框折页式铰接； 每ー主封闭板通过两个主动カ气缸与巷道壁固定连接，关闭状态，主动カ气缸与巷道壁呈45°夹角，连接于巷道和主封闭板之间； 每ー辅助封闭板套叠镶嵌于主封闭板内部，通过两个ニ级辅助动カ气缸实现在主封闭板中自由伸縮,辅助封闭板ニ级气缸与辅助封闭板呈30°夹角；连接于主封闭板和辅助伸缩封闭板之间； ③移轨器为U型槽内设置一段可移动的双钢轨，双钢轨由ー连杆相连接，连杆与U型槽间通过动カ气缸连接；移动双钢轨的两端为倒置的楔型，与设置在防火板两侧的固定通行轨道对应错接拼合成一根钢轨； ④动カ气缸与高压空气管网间设置由主传输线路、井下控制分站、开关执行单元、二位五通电磁阀、滤水器构成井下联网控制系统；二位五通电磁阀，井下高压空气管网，井下联网控制系统和地面主控制计算机； ⑤井下联网控制系统通过主传输线与地面主控制计算机联网。
2.按照权利要求I所述的煤矿灾害远程控制自动快速封闭装置，其特征是二位五通电磁阀与开关执行単元常开点电连接。
3.按照权利要求I所述的煤矿灾害远程控制自动快速封闭装置，其特征是所有导向槽与封闭板接触处、相邻封闭板间接触处，均设置防火密封垫。
4.按照权利要求I所述的煤矿灾害远程控制自动快速封闭装置，其特征是本发明控制流程是地面主控计算机下达封闭、开启指令一主传输线路ー传输下达指令-井下控制执行単元ー执行地面主控机指令或向地面主控机反馈状态。
5.按照权利要求I所述的煤矿灾害远程控制自动快速封闭装置，其特征是巷道的封闭流程是 当井下工作面发生水灾、火灾或瓦斯爆炸需要封闭该工作面巷道吋，选择该装置所在的控制分站，并控制该分站9的I号控制ロ输出高电平，则该分站I号控制输出ロ所接远动开关10动作，常开点变为常闭点，接通一级时间继电器11、ニ级时间继电器12和三级时间继电器13供电；一级时间继电器11通过延时Is后闭合，接通ー级二位五通电磁阀14的127v供电，电磁阀14打开，高压管网中的高压空气通过高压软管、二位五通电磁阀14推动导轨器气缸7伸出，推动移动轨道向后移动，为封闭板让出空间。
ニ级时间继电器12通过延时IOs后闭合，接通ニ级二位五通电磁阀15的127v供电，电磁阀15打开，高压管网中的高压空气通过高压软管、二位五通电磁阀15推动封闭板ー级气缸3伸出，主封闭板沿轴向旋转至倒L型导向槽5，并与之紧密贴合。
三级时间继电器13通过延时20s后闭合，接通三级二位五通电磁阀16的127v供电，电磁阀打开，高压管网中的高压空气通过高压软管、二位五通电磁阀16推动封闭板ニ级气缸4伸出，辅助伸缩封闭板通过倒U型导向槽6伸出，与对面辅助伸缩板接触严密。状态传感器17，将封闭装置闭合的信息通过控制分站传输至地面主控机，主控机显示为封闭。
6.按照权利要求I所述的煤矿灾害远程控制自动快速封闭装置，其特征是巷道的开启流程是当巷道内火已确定熄灭，需开启巷道时，控制该分站I号控制开出口，输出低电平，远动开关动作，常闭点变为常开点，断开时间继电器供电，时间继电器动作，二位五通电磁阀动作，各气缸按相反顺序收缩，封闭装置打开。
全文摘要
本发明为一种煤矿用灾害远程控制自动快速封闭装置，主要由钢制防火板、上、下密封导向槽、移轨器、动力气缸，二位五通电磁，井下高压空气管网，井下联网控制系统和地面主控制计算机构成。其安装防火门的巷道处构筑砖垛框架，框架内紧密贴合设置钢制固定框，固定框上、下设置导向槽容纳封闭防火板；钢制防火板为对称设置的两组双扇折叠─伸缩式结构；通过地面控制计算机开、关指令，通过主传输线与地面主控制计算机联网，实现井下巷道的快速自动封闭。该装置结构简单、实用、自动化程度高，为防止煤矿井下水灾、火灾和瓦斯爆炸灾害范围的扩大起到较好的效果，便于大范围推广使用，具有较好的社会效益和经济效益，并具有较好的社会推广价值。
文档编号E05F15/20GK102678177SQ20121016739
公开日2012年9月19日 申请日期2012年5月28日 优先权日2012年5月28日
发明者吕强, 孙瑞玉, 董曰喜, 薄其山, 赵庆民, 郭召顺, 陈足章, 齐更亮 申请人:陕西长武亭南煤业有限责任公司