專利名稱：煤礦采掘工作面氣體反沖式快速阻爆裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氣體反沖式快速阻爆裝置。
背景技術(shù)：
瓦斯煤塵爆炸是煤炭生產(chǎn)行業(yè)亟待解決的重大安全問題，開展對其預(yù)防和控制的 研究工作十分必要?！傲濉币詠?，我國研制成功并在煤礦企業(yè)中應(yīng)用的系列隔爆、抑爆裝 置，根據(jù)抑爆方式的不同，可分為被動式抑爆和自動式抑爆兩大類。煤礦企業(yè)采用的被動式阻隔爆技術(shù)主要有隔爆水槽、水袋和巖粉棚等。其原理是 利用爆炸沖激波自身的能量作用于預(yù)先設(shè)置在爆炸傳播通道中的抑爆劑，形成一定區(qū)段的 抑爆帶，撲滅隨后到達(dá)的傳播火焰，同時耗散沖激波能量，防止形成過高壓力，達(dá)到抑爆的 目的。大量事故分析表明這些措施在事故發(fā)生時不能有效的發(fā)揮作用。例如水槽的水分 容易蒸發(fā)、缺失，需要經(jīng)常沖水、換水，增加了工人的工作量。尤其是在風(fēng)量大、氣溫高的采 區(qū)，水中易混入礦塵，造成滅火水霧因水量不足而不能有效隔斷爆炸火焰的傳播。回采巷道 水袋棚，按設(shè)計規(guī)定應(yīng)該采用脫鉤吊掛的方式，但實際應(yīng)用中的水袋棚卻多用鐵絲拴在梁 上，使得這一被動形式的隔爆設(shè)施在動作時霧化不充分，大大降低了隔爆效果。此外，如果 阻隔爆裝置的動作壓力過低，即靈敏度過高，則爆炸火焰到達(dá)，距離阻隔爆裝置較遠(yuǎn)處，前 驅(qū)壓力波的較低沖擊壓力會使阻隔爆裝置開始動作，在火焰到達(dá)前就釋放出了抑制劑，這 樣在火焰到達(dá)阻隔爆裝置位置時，由于抑制劑已被提前釋放，且因重力作用大部分已沉落 在巷道的底板上，只剩下懸浮在空間中濃度較低的抑制劑。雖然含有抑制劑的瓦斯氣體可 能超出了爆炸極限，但由于爆炸火焰具有較高的內(nèi)聚力和較好的整體性，火焰仍可能在巨 大的爆炸產(chǎn)物壓力的推動下，穿過該區(qū)域并引爆前面的瓦斯混合氣體而繼續(xù)向前傳播，阻 隔爆裝置起不到相應(yīng)的作用。如果阻隔爆裝置的動作壓力高于前驅(qū)壓力波的壓力，或阻隔 爆裝置的動作延遲時間超過了火焰到達(dá)裝置所需的時間。其釋放的抑制劑就會降落在火焰 區(qū)后部，甚至落在火焰區(qū)之后，則未受到抑制劑影響的火焰前部就會繼續(xù)向前傳播，阻隔爆 裝置失去阻隔爆作用。自動式抑爆技術(shù)原理是通過傳感器等敏感原件及時探測爆炸信號，并通過控制單 元快速觸發(fā)抑爆劑噴灑裝置動作，以高壓引射或爆炸噴灑等方式噴灑抑爆劑，撲滅火焰或 衰減爆炸沖激波，完成抑爆。然而對于爆轟式的高速傳播過程，若依然采用上述自動式抑爆 技術(shù)，則要求有靈敏度更高的閥門和更有效的抑爆劑，在易發(fā)生瓦斯爆炸的巷道沿線建立 一系列的抑爆劑噴射裝置，通過電子控制的高靈敏度閥門與巷道相通。一旦在某處出現(xiàn)爆 炸，其上游和下游的閥門隨即自動開啟，抑爆劑噴入巷道，抑制爆炸的蔓延。在現(xiàn)階段，即使 技術(shù)上能滿足要求，其昂貴的成本也會使絕大多數(shù)使用單位望而卻步，在煤礦企業(yè)現(xiàn)有條 件下更是不可能實現(xiàn)。自動式抑爆技術(shù)同樣存在難精確的控制火焰波和沖擊波到達(dá)時間問 題，阻隔爆裝置起到阻隔爆作用條件有限。由此可見，現(xiàn)有被動式抑爆設(shè)施和自動式抑爆設(shè)施由于受到井下環(huán)境的限制，出 現(xiàn)了各種未預(yù)期的問題，尤其對弱爆炸(壓力低)和較強的爆炸(壓力高)抑爆效果極不理想，影響了瓦斯爆炸控制技術(shù)的可靠性。另外，現(xiàn)有的被動式抑爆設(shè)施和自動式抑爆均為 一次性抑爆裝置，不具備重復(fù)作用性，對井下爆炸后的二次爆炸或多次爆炸事故失去抑爆 作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有的煤礦采掘工作面內(nèi)無法有效的阻止爆炸產(chǎn)生的沖擊波 及火焰的問題，從而提供一種煤礦采掘工作面氣體反沖式快速阻爆裝置。煤礦采掘工作面氣體反沖式快速阻爆裝置，它包括支撐框架、阻爆門、阻爆板、兩 扇阻爆窗、橫梁、豎懸梁、電磁銜鐵、彈簧和控制系統(tǒng)，支撐框架通過橫梁分為上、下兩個部 分，阻爆板的左側(cè)邊固定在支撐框架下部分的左側(cè)邊上，所述阻爆板的右側(cè)邊、橫梁和支撐 框架的右側(cè)邊形成門框，阻爆門與所述門框鉸接；豎懸梁的頂端與支撐框架頂端下沿的中 部活動連接，豎懸梁的另一端與橫梁的上表面接觸；支撐框架的上部分通過豎懸梁分為左、 右兩個部分，所述兩扇阻爆窗分別鉸接在豎懸梁的左、右兩側(cè)；且其鉸接件上設(shè)置有電磁銜 鐵和彈簧；控制系統(tǒng)包括控制模塊、紫外線感應(yīng)器和氣體產(chǎn)生裝置，紫外線感應(yīng)器的感應(yīng)信 號輸出端與控制模塊的感應(yīng)信號輸入端連接，控制模塊的控制信號輸出端與氣體產(chǎn)生裝置 的控制信號輸入端連接；所述氣體產(chǎn)生裝置設(shè)置在阻爆門開啟面處。有益效果本發(fā)明在爆炸發(fā)生時，阻爆門和阻爆窗同時關(guān)閉，能夠有效地阻止爆炸 產(chǎn)生的爆炸波及火焰。并且可以將多個阻爆裝置分別設(shè)置在煤礦井下巷道的不同部位從而 實現(xiàn)聯(lián)合阻爆，阻隔爆效果更好。本發(fā)明具有阻爆門和阻爆窗的閉合動作快速，阻隔爆性能 強的優(yōu)點。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明的控制部分的原理示意圖。
具體實施例方式具體實施方式
一、結(jié)合圖1和圖2說明本具體實施方式
，煤礦采掘工作面氣體反沖 式快速阻爆裝置，它包括支撐框架1、阻爆門2、阻爆板3、兩扇阻爆窗4、橫梁5、豎懸梁6、電 磁銜鐵14、彈簧15和控制系統(tǒng)，支撐框架1通過橫梁5分為上、下兩個部分，阻爆板3的左 側(cè)邊固定在支撐框架1下部分的左側(cè)邊上，所述阻爆板3的右側(cè)邊、橫梁5和支撐框架1的 右側(cè)邊形成門框，阻爆門2與所述門框鉸接；豎懸梁6的頂端與支撐框架1頂端下沿的中部 活動連接，豎懸梁6的另一端與橫梁5的上表面接觸；支撐框架1的上部分通過豎懸梁6分 為左、右兩個部分，所述兩扇阻爆窗4分別鉸接在豎懸梁6的左、右兩側(cè)；且其鉸接件上設(shè)置 有電磁銜鐵14和彈簧15 ；控制系統(tǒng)包括控制模塊11、紫外線感應(yīng)器12和氣體產(chǎn)生裝置13， 紫外線感應(yīng)器12的感應(yīng)信號輸出端與控制模塊11的感應(yīng)信號輸入端連接，控制模塊11的 控制信號輸出端與氣體產(chǎn)生裝置13的控制信號輸入端連接；所述氣體產(chǎn)生裝置13固定在 阻爆門2開啟面處，可以設(shè)置在阻爆門2開啟面?zhèn)鹊南锏辣谏稀ｋ姶陪曡F14用于控制彈簧15保持壓縮狀態(tài)。本實施方式在使用時，通過多個固定件16固定在煤礦井下的巷道中。
本實施方式中的彈簧15套在豎懸梁6上，當(dāng)兩扇阻爆窗4開啟時，兩扇阻爆窗4 的開啟面將彈簧15壓縮，彈簧15的兩端展開搭接在阻爆窗4的開啟面上。阻爆門2與門 框的鉸接件上也設(shè)置有電磁銜鐵14和彈簧15，彈簧15的一端搭接在阻爆門2的開啟面上， 另一端搭接在阻爆門2側(cè)面的巷道壁上。當(dāng)阻爆期間發(fā)生爆炸時，紫外線感應(yīng)器12接收信 號，并將信號傳輸給控制模塊11，控制儀控制電磁銜鐵開關(guān)14失去磁性，彈簧15恢復(fù)伸長 使阻爆窗4和阻爆門2快速閉合，同時控制模塊11將信息傳遞給氣體產(chǎn)生裝置13，驅(qū)動氣 體產(chǎn)生裝置13中的燃?xì)鈩┭杆籴尫懦龃罅康臍怏w，進行氣體動力作用，使阻爆門2快速閉 合，撞擊防撞襯墊7，此時完成一次氣體反沖式快速阻爆裝置動作。阻爆過程前，若有絞車或 人員通過，紫外線感應(yīng)器12接收到信號并傳遞給控制模塊11使產(chǎn)氣裝置處于不爆狀態(tài)，阻 爆門2仍處于原狀態(tài)，當(dāng)絞車通過后，紫外線感應(yīng)器12再次接收信號，并再次發(fā)給控制模塊 11，控制模塊11控制氣體產(chǎn)生裝置13進行氣體動力作用，驅(qū)動阻爆門2快速閉合，從而完 成一次避危險阻爆動作。本實施方式中對弱爆炸(壓力低)和較強的爆炸(壓力高)抑爆效果均很理想， 提高了瓦斯爆炸控制技術(shù)的可靠性。并且本發(fā)明對井下爆炸后的二次爆炸或多次爆炸事故 仍然具有抑爆作用。
具體實施方式
二、本具體實施方式
與具體實施方式
一所述的煤礦采掘工作面氣體 反沖式快速阻爆裝置的區(qū)別在于，阻爆門2由泡沫陶瓷基層21和鐵絲網(wǎng)層22組成，所述鐵 絲網(wǎng)層22覆蓋并固定在泡沫陶瓷基層21的內(nèi)、外兩個面上。本實施方式中，阻爆板3與阻爆門2的材料相同。本實施方式中煤礦瓦斯、煤塵自動阻隔爆裝置的作用是消除瓦斯、煤塵爆炸時的 火焰鋒面高溫灼燒、沖擊波超壓破壞和井巷有毒有害氣體的危害和影響，同時應(yīng)具備重復(fù) 作用及使用性，能夠?qū)卤ê蟮亩伪ɑ蚨啻伪òl(fā)揮阻隔爆作用。鑒于泡沫陶瓷 具有火焰淬熄作用和沖擊波消減作用，因此利用其特點進行阻隔瓦斯爆炸火焰和沖擊波的 傳播。將爆炸火焰抑制在爆炸局部區(qū)域內(nèi)，防止災(zāi)害擴大。
具體實施方式
三、本具體實施方式
與具體實施方式
一或二所述的煤礦采掘工作面 氣體反沖式快速阻爆裝置的區(qū)別在于，它還包括N個防撞襯墊7，所述N個防撞襯墊7分布 并固定在阻爆板3的右側(cè)邊上，所述N為正整數(shù)。本實施方式中的防撞襯墊7為紫銅防撞襯墊。
具體實施方式
四、本具體實施方式
與具體實施方式
三所述的煤礦采掘工作面氣體 反沖式快速阻爆裝置的區(qū)別在于，它還包括可前后擺動的擺動電機19，所述可前后擺動的 擺動電機19的擺動軸與豎懸梁6接觸；所述可前后擺動的擺動電機19的控制信號輸入端 與控制模塊11的控制信號輸出端連接。本實施方式中所述的可前后擺動的擺動電機19制動豎懸梁上下動作，使支撐框 架1的上部實現(xiàn)全開啟，方便大型設(shè)備的運輸。
具體實施方式
五、本具體實施方式
與具體實施方式
一、二或四所述的煤礦采掘工 作面氣體反沖式快速阻爆裝置的區(qū)別在于，它還包括限位開關(guān)20，所述限位開關(guān)20設(shè)置在 阻爆門2的開啟路徑上，所述限位開關(guān)20的限位信號輸出端與控制模塊11的限位信號輸 入端。
具體實施方式
六、本具體實施方式
與具體實施方式
五所述的煤礦采掘工作面氣體反沖式快速阻爆裝置的區(qū)別在于，它還包括兩個鎖緊插銷，所述橫梁5上開有兩個通孔，所 述兩個通孔分別位于豎懸梁6的兩側(cè)，兩個鎖緊插銷18的末端分別穿過兩個通孔將橫梁5 鎖緊在兩個阻爆窗4的下沿。橫梁5為能夠從中間拆分成兩部分的結(jié)構(gòu)。本實施方式中，橫梁5還可以上設(shè)有控制按鈕，用于控制阻爆窗的開啟動或關(guān)閉 狀態(tài)。本實施方式中，當(dāng)運輸大型機件時，將橫梁5上的鎖緊插銷18打開，將限位橫梁5 從中間拆開，并展開置于巷道壁一側(cè)，所述兩個鎖緊插銷18可以系在一根拉繩上，通過拉 繩拉動，使兩個鎖緊插銷18脫落。根據(jù)需要使擺動電機19控制豎梁6向上運動，使支撐框 架1的上部完全打開，保證大型機件通過。
具體實施方式
七、本具體實施方式
與具體實施方式
一、二、四或六所述的煤礦采掘 工作面氣體反沖式快速阻爆裝置的區(qū)別在于，它還包括可伸縮密封裝置17，所述可伸縮密 封裝置17設(shè)置在支撐框架1的上。本實施方式用于在密封框架1與巷道接觸邊緣的空隙，以免爆炸時有火焰通過。
具體實施方式
八、本具體實施方式
與具體實施方式
七所述的煤礦采掘工作面氣體 反沖式快速阻爆裝置的區(qū)別在于，阻爆窗4中上開有風(fēng)筒口 8，用于風(fēng)筒的通過。
具體實施方式
九、本具體實施方式
與具體實施方式
一、二、四、六或八所述的煤礦 采掘工作面氣體反沖式快速阻爆裝置的區(qū)別在于，阻爆板3上開有M個管線通過孔9，所述 M為正整數(shù)。本實施方式中，根據(jù)需要開設(shè)有多個管線通過孔9，用于巷道內(nèi)的管線的通過。
具體實施方式
十、本具體實施方式
與具體實施方式
九所述的煤礦采掘工作面氣體 反沖式快速阻爆裝置的區(qū)別在于，阻爆板3上開有開切通口 10。
權(quán)利要求
1.煤礦采掘工作面氣體反沖式快速阻爆裝置，其特征是它包括支撐框架(1)、阻爆門 ⑵、阻爆板(3)、兩扇阻爆窗(4)、橫梁(5)、豎懸梁(6)、電磁銜鐵(14)、彈簧(15)和控制 系統(tǒng)，支撐框架(1)通過橫梁( 分為上、下兩個部分，阻爆板(3)的左側(cè)邊固定在支撐框 架(1)下部分的左側(cè)邊上，所述阻爆板(3)的右側(cè)邊、橫梁( 和支撐框架(1)的右側(cè)邊形 成門框，阻爆門( 與所述門框鉸接；豎懸梁(6)的頂端與支撐框架(1)頂端下沿的中部 活動連接，豎懸梁(6)的另一端與橫梁(5)的上表面接觸；支撐框架(1)的上部分通過豎 懸梁(6)分為左、右兩個部分，所述兩扇阻爆窗(4)分別鉸接在豎懸梁(6)的左、右兩側(cè)；且 其鉸接件上設(shè)置有電磁銜鐵(14)和彈簧(1 ；控制系統(tǒng)包括控制模塊(11)、紫外線感應(yīng)器 (12)和氣體產(chǎn)生裝置(13)，紫外線感應(yīng)器(1 的感應(yīng)信號輸出端與控制模塊(11)的感應(yīng) 信號輸入端連接，控制模塊(11)的控制信號輸出端與氣體產(chǎn)生裝置(1 的控制信號輸入 端連接；所述氣體產(chǎn)生裝置(13)設(shè)置在阻爆門(2)開啟面處。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦采掘工作面氣體反沖式快速阻爆裝置，其特征在于阻爆 門O)由泡沫陶瓷基層和鐵絲網(wǎng)層0 組成，所述鐵絲網(wǎng)層0 覆蓋并固定在泡沫 陶瓷基層的內(nèi)、外兩個面上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的煤礦采掘工作面氣體反沖式快速阻爆裝置，其特征在于 它還包括N個防撞襯墊(7)，所述N個防撞襯墊(7)分布并固定在阻爆板(3)的右側(cè)邊上， 所述N為正整數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的煤礦采掘工作面氣體反沖式快速阻爆裝置，其特征在于它還 包括可前后擺動的擺動電機(19)，所述可前后擺動的擺動電機(19)的擺動軸與豎懸梁(6) 接觸；所述可前后擺動的擺動電機(19)的控制信號輸入端與控制模塊(11)的控制信號輸 出端連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或4所述的煤礦采掘工作面氣體反沖式快速阻爆裝置，其特征在 于它還包括限位開關(guān)(20)，所述限位開關(guān)OO)設(shè)置在阻爆門(2)的開啟路徑上，所述限位 開關(guān)OO)的限位信號輸出端與控制模塊(11)的限位信號輸入端。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的煤礦采掘工作面氣體反沖式快速阻爆裝置，其特征在于它還 包括兩個鎖緊插銷，所述橫梁( 上開有兩個通孔，所述兩個通孔分別位于豎懸梁(6)的兩 側(cè)，兩個鎖緊插銷的末端分別穿過兩個通孔將橫梁( 鎖緊在兩個阻爆窗(4)的下沿。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2、4或6所述的煤礦采掘工作面氣體反沖式快速阻爆裝置，其特征 在于它還包括可伸縮密封裝置(17)，所述可伸縮密封裝置(17)設(shè)置在支撐框架(1)上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的煤礦采掘工作面氣體反沖式快速阻爆裝置，其特征在于阻爆 窗中上開有風(fēng)筒口(8)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、2、4、6或8所述的煤礦采掘工作面氣體反沖式快速阻爆裝置，其特 征在于阻爆板(3)上開有M個管線通過孔(9)，所述M為正整數(shù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的煤礦采掘工作面氣體反沖式快速阻爆裝置，其特征在于阻 爆板⑶上開有開切通口(10)。
全文摘要
煤礦采掘工作面氣體反沖式快速阻爆裝置，涉及一種氣體反沖式快速阻爆裝置。它解決現(xiàn)有的煤礦采掘工作面內(nèi)無法有效的阻止爆炸產(chǎn)生的沖擊波及火焰的問題。它設(shè)置有阻爆門和兩扇阻爆窗，在發(fā)生爆炸時，通過控制系統(tǒng)控制阻爆門和兩扇阻爆窗閉合，從而起到阻隔爆炸的效果。本發(fā)明型適用于煤礦的巷道中。
文檔編號E21F17/12GK102061929SQ20101055316
公開日2011年5月18日 申請日期2010年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月22日
發(fā)明者姜天文, 孫建華, 張錦鵬, 李萬武, 李艷霞, 舒彥民, 趙建華, 趙益, 邢書仁, 魏春榮 申請人:黑龍江科技學(xué)院