一种矿井防爆井盖安全气囊自动封堵装置的制作方法

本发明涉及一种矿井防爆井盖安全气囊自动封堵装置，适用于矿井安全领域。

背景技术：

作为煤炭开采大国，我国每年煤矿的开采总量约占世界的37%，煤炭资源在能源结构中的份额超过70%，日益发展的社会经济需要更多的能源支撑，要求煤炭行业加大开采产量，另一方面我国煤炭赋存的地质条件复杂，矿藏布局不均，煤炭产业结构多样化川，这些都给我国的煤炭开采行业同国外相比带来了更大的困难，也间接造成我国矿难事故频发的格局。为了能够持续安全、高效的生产，国内做出了大量的研究工作，不断的改善着我国的煤炭安全生产状况。矿井防爆门、盖就是上世纪产生的一款矿井机械防护装置。在井下发生瓦斯煤尘爆炸时，为了避免主风机受到爆炸气流的冲击破坏，保证风机的有效性，我国《煤矿安全规程》规定必须将主风机通过绕道式风酮偏移至另一出风口，在通风井轴线上安设防爆1、盖。其目的在于当有爆炸或冲击气流从井下冲出时会首先将防爆门、盖掀起，通过泄压作用减小主风机受到的冲击，从而起到保护主扇的作用，确保主风机正常运转。

自从防爆门、盖被设计并安装使用至今，在保护风井主扇方面显现出其巨大作用的同时也暴露了出了其他的一些问题，当冲击波冲开防爆门、盖后，由于本身的结构特点决定其不能在短时间内再次快速闭合，这就给发生爆炸事故的井下的持续正常通风带来障碍，恶化井下幸存人员的生存、自救环境，加重事故后果。为了弥补这些缺点，需要对它的结构加以改进以增加其抗灾减灾能力。

技术实现要素：

本发明提供一种矿井防爆井盖安全气囊自动封堵装置，基于现有防爆门、盖的基本结构，通过对其安装位置、功能实现方式的了解进行封堵装置的总体结构设计，选择合理的封堵方式、合适的封堵主体及其工作方式，以确保封堵的有效性。

本发明所采用的技术方案是：

矿井防爆井盖安全气囊自动封堵装置提出了全新的封堵理念，采用了放置在防爆门盖下方的传感器感应封堵状态、将异常封堵信号传递给控制系统、封堵动力设备在控制系统触发下启动封堵主体对通风井口进行封堵、通过封堵主体内的感应装置控制封堵状态的基本工作过程。

所述自动封堵装置的支撑结构体基于上述特点最终确定了本装置的基本结构，它包括一个柔性封堵体，该封堵体正常情况下放置于防爆井盖下井筒壁一侧的安装酮室内，酮室的开口与井内联通;柔性体通过空气输送管与酮室外的充气动力设备连接，输送管的长度满足其充气展开后足够移动到井筒内；防爆井盖上安装感应装置，与充气动力设施通过供电电缆与电源控制器相连，当煤矿井下发生爆炸产生的爆炸冲击波将防爆门、盖冲开后，感应装置将通过感应信号电缆向电源控制器传递信号，启动充气动力设备，柔性封堵体在动力设施的带动下延展，最后充满整个风井横截面己达到封堵目的。

所述抗冲击装置在瞬间大冲击力作用下支撑结构不产生塑性形变，就必须拥有一定卸力范围的弹性应变力区域，根据此前在支撑结构的形状设计上所定下的形状原则及最终选用的材料所设计的支撑结构组成部件必须经过计算或实验验证，符合在在上一节中计算出的冲击波的最大冲击力下不产生塑性形变，才能最终保证整个支撑结构在冲击波的冲击下保持原有性能。

所述硐室为了防止爆炸冲击波冲进储藏酮室对电器设备造成损坏，可用混凝土墙将酮室整体分为两个部分:外围安装充气动力设备、控制电路等;靠近井筒的内部安放折叠气囊;两个酮室之间仅留主风机的充气引导管相连。为了能够使待机的折叠体在充气初动力下快速展开，内部酮室的地面可设计一个带有斜坡的平台，折叠体正常待机时依靠顶部的夹角空间卡放在平台上，充气动力设施感应到工作信号后会对其行充气，折叠体在充气动力下被推离平台至斜坡面，依靠自身重力及充气动力加快延展速度滚动至带有一定斜面的支撑体上完成展开动作。

所述自动封堵装置中的电路变频控制器既包括电磁继电器，使敏感电器元之间所使用的低压电源能够控制外部高压电源带动充气风机;又包括能够判断压力传感器压力阀值的阈值判断器，当压力值达到既定阀值时，阂值判断器会产生相应的信号传递给变频装备控制电源的电压和频率，还包括此控制器的主要工作部分一变频控制装置，通过对电源的调节控制动力设备的工作状态。

本发明的有益效果是：装置的工作过程完全由电路控制系统自动响应控制，体积小，结构简单，可靠性高，避免了外界环境的腐蚀老化，维护成本低，可循环使用，对煤矿现有防爆门盖的结构更改较少，安全效费比高，间接减灾效果明显，能有效提高爆炸事故后幸存人员的生还率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的支撑结构体。

图2是本发明的抗冲击装置。

图3是本发明的安装硐室。

图4是本发明的自动封堵装置的基本结构。

图1中，1为防爆盖，2为稳压装置，3为折叠气塞，4为充气动力装置。

图2中，1为起始位置，2为摆锤，3为刻度盘，4为指针，5为终止位置，6为支座。

图3中，1为动力设备，2为弹力电控门，3为折叠气囊，4为弹力封门，5支撑体，6为充气引导管。

图4中，1为防爆门、盖，2为感应装置，3为感应信号电缆，4为电源控制系统，5为充气动力设备，6为空气输送管，7为折叠气囊，8为支撑钢网，9为总电缆，10为矿井防爆井盖平衡锤，11为钢丝绳，12为井筒壁，13为密封材料，14为折叠气囊酮室。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1，基于上述特点最终确定了本装置的基本结构，它包括一个柔性封堵体，该封堵体正常情况下放置于防爆井盖下井筒壁一侧的安装酮室内，酮室的开口与井内联通;柔性体通过空气输送管与酮室外的充气动力设备连接，输送管的长度满足其充气展开后足够移动到井筒内；防爆井盖上安装感应装置，与充气动力设施通过供电电缆与电源控制器相连，当煤矿井下发生爆炸产生的爆炸冲击波将防爆门、盖冲开后，感应装置将通过感应信号电缆向电源控制器传递信号，启动充气动力设备，柔性封堵体在动力设施的带动下延展，最后充满整个风井横截面己达到封堵目的。

如图2,在瞬间大冲击力作用下支撑结构不产生塑性形变，就必须拥有一定卸力范围的弹性应变力区域，根据此前在支撑结构的形状设计上所定下的形状原则及最终选用的材料所设计的支撑结构组成部件必须经过计算或实验验证，符合在在上一节中计算出的冲击波的最大冲击力下不产生塑性形变，才能最终保证整个支撑结构在冲击波的冲击下保持原有性能。

如图3，为了防止爆炸冲击波冲进储藏酮室对电器设备造成损坏，可用混凝土墙将酮室整体分为两个部分:外围安装充气动力设备、控制电路等;靠近井筒的内部安放折叠气囊;两个酮室之间仅留主风机的充气引导管相连。为了能够使待机的折叠体在充气初动力下快速展开，内部酮室的地面可设计一个带有斜坡的平台，折叠体正常待机时依靠顶部的夹角空间卡放在平台上，充气动力设施感应到工作信号后会对其行充气，折叠体在充气动力下被推离平台至斜坡面，依靠自身重力及充气动力加快延展速度滚动至带有一定斜面的支撑体上完成展开动作。

如图4，设备中的电路变频控制器既包括电磁继电器，使敏感电器元之间所使用的低压电源能够控制外部高压电源带动充气风机;又包括能够判断压力传感器压力阀值的阈值判断器，当压力值达到既定阀值时，阂值判断器会产生相应的信号传递给变频装备控制电源的电压和频率，还包括此控制器的主要工作部分一变频控制装置，通过对电源的调节控制动力设备的工作状态。