一种矿用小煤柱防火抗压充填封堵气囊及方法技术

本发明专利技术公开了一种矿用小煤柱防火抗压充填封堵气囊及方法，包括弧形气囊

【技术实现步骤摘要】
一种矿用小煤柱防火抗压充填封堵气囊及方法


[0001]本专利技术涉及矿用防火充填
，特别涉及一种矿用小煤柱防火抗压充填封堵气囊及方法
。

技术介绍

[0002]我国煤炭自然发火严重的煤矿占比较大，煤炭自燃中有相当一部分为巷道附近压酥煤体自燃
。
目前，许多大型矿井为了提高资源回采率，采用了小煤柱护巷技术，但由于小煤柱所承受的集中应力过大，煤体被压裂，小煤柱孔隙裂隙极为发育，形成漏风通道，使得原本密闭的采空区漏风供氧，采空区遗煤的自燃危险性大大增加，严重威胁生产安全
。
为了防止自燃起火事故的发生，首先要做的就是杜绝工作面的空气进入采空区，防止采空区的气体平衡被打破
。
[0003]我国煤矿长期以来多使用黄泥
、
水砂浆
、
粉煤灰
、
石膏及废水泥渣等矿物材料进行防灭火密闭充填
。
该方法具有取材便利
、
直接材料成本较低
、
可以在地面混浆制浆等优点
。
但是，这种以水为输送介质的充填方法，在充填质量
、
充填效果上存在严重不足
。
充填时是将水和矿物材料同时注入待充填的空间
(
往往是漏风通道或空洞
),
介子中含有大量的水
,
空间被注满并“接顶”升压时实际上是有水在其中充斥
。
当水流失后，会出现如下情况
:(1)
原由水占据的空间又呈现出来，仍然存在漏风空间或通道
,
无法实现有效充填；
(2)
松动圈无法被有效充填，因为充填过程中水早已进入松动圈
,
而介质不能有效进入
,
当水流失后松动圈漏风缝隙复又呈现；
(3)
大量的水四处流淌污染环境甚至影响生产如果巷道底板系遇水膨胀地质结构
,
则会造成巷道严重变形
。
[0004]基于这一认识，对区段煤柱采取注入封堵材料方式封堵煤体裂隙，使煤体起到隔氧的作用
。
但由于采空区裂隙相互联通，注入的封堵材料很难停留在预想的位置，甚至流向采空区深部或者相邻采空区内，很难达到封堵真正的漏风通道的目的，浪费封堵材料，增加了成本，收效甚微
。

技术实现思路

[0005]为了克服以上技术问题，本专利技术的目的在于提供一种矿用小煤柱防火抗压充填封堵气囊及方法，能够在采空区指定区域自动膨胀充填的小煤柱防火抗压充填封堵气囊，确保充填材料停留在指定的区域，达到充填裂隙
、
封堵漏风的目的
。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0007]一种矿用小煤柱防火抗压充填封堵气囊，包括弧形气囊
1、
气囊塞2，所述弧形气囊1上设置旋转橡胶开关3，旋转橡胶开关3封闭在气囊塞2内
,
所述弧形气囊1的上下两侧为2节弧形板
a4、
弧形板
b5
；
[0008]所述弧形气囊
1、
气囊塞
2、
弧形板
a4、
弧形板
b5
均为三层结构；
[0009]其中，最外层是耐火防冲击保护层6，中间层是防火隔热层7，最内层是减震层8，所述弧形气囊1上下帽檐侧相接处设置2个可伸缩弧形板
a10
和可伸缩弧形板
b12
，气囊塞
11
内
嵌式自锁螺纹，与气囊橡胶塞口尾端
14
相连接
。
[0010]所述弧形板
a4、
弧形板
b5
形状为弧形，材料采用安全的可伸缩阻燃木板
10
，内嵌在弧形气囊1的上下表面部分
。
[0011]所述弧形气囊1上下侧内嵌弧形板
a4、
弧形板
b5
，弧形气囊1内侧上下帽檐即为可伸缩弧形板
a10
和可伸缩弧形板
b12
，所述弧形气囊1上下侧内嵌弧形板
a4、
弧形板
b5
与可伸缩弧形板
a10
和可伸缩弧形板
b12
通过机械锁扣
22
连接，可伸缩弧形板
a10
和可伸缩弧形板
b12
形状为双层弧形
。
[0012]所述双层弧形结构采用安全的阻燃可伸缩材料
、
铜制支撑柱
15
，铜制支撑柱
15
呈锯齿状，交错内嵌在可伸缩弧形板
a10、
可伸缩弧形板
b12
上下两侧
。
[0013]所述气囊塞
11
与气囊橡胶塞口
14
通过内嵌式自锁螺纹连接，气囊橡胶塞口
14
的端头
13
设置成旋转式自动闭合孔，气囊橡胶塞口顶端开口，通过气管与孔外的气瓶相连接
。
[0014]所述气囊塞
11
顶端通过气管连接氮气充气装置，弧形气囊1的耐火防冲击保护层
6、
可伸缩弧形板
a10
的外侧安装压力传感器；压力传感器采用力诺天晟
T20
系列微型气体压力传感器，精度为
±
0.1
％，通过电信号传输
。
[0015]所述压力传感器通过电信号连接辅助控制箱；辅助控制箱连接氮气充气装置
16
和压力传感器
。
[0016]一种矿用小煤柱防火抗压充填封堵气囊的使用方法，包括以下步骤；
[0017]步骤一：通过钻探机提前在回风巷靠近采空区一侧打开一个钻孔
21
；将锚杆
18
一端通过磁力锁扣
17
与气囊塞2的尾端相连，锚杆
18
另外一端与辅助控制箱连接；将气囊塞前段
13
装入弧形气囊折叠
19
；辅助控制箱的氮气充气装置通过气管和气囊塞尾端
14
与弧形气囊
19
连接；将气囊2上的预警装置与图6辅助控制箱连接；
[0018]步骤二：开启辅助控制箱上电源，测试压力预警系统和氮气供气系统；通过点击辅助控制性箱前进按钮，控制锚杆推着弧形折叠气囊
19
通过钻孔
21
进入废弃应急硐室
20
；
[0019]步骤三：待弧形折叠气囊进入废弃硐室
20
后，点击辅助控制箱启动按钮，开启氮气充气系统给弧形折叠气囊
19
充入氮气，弧形折叠气囊
19
充气形成弧形折叠气囊1，同时辅助控制箱屏幕上显示弧形气囊本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种矿用小煤柱防火抗压充填封堵气囊，其特征在于，包括弧形气囊
(1)、
气囊塞
(2)
，所述弧形气囊
(1)
上设置旋转橡胶开关
(3)
，旋转橡胶开关
(3)
封闭在气囊塞
(2)
内
,
所述弧形气囊
(1)
的上下两侧为2节弧形板
a(4)、
弧形板
b(5)
；所述弧形气囊
(1)、
气囊塞
(2)、
弧形板
a(4)、
弧形板
b(5)
均为三层结构；其中，最外层是耐火防冲击保护层
(6)
，中间层是防火隔热层
(7)
，最内层是减震层
(8)
，所述弧形气囊
(1)
上下帽檐侧相接处设置2个可伸缩弧形板
a(10)
和可伸缩弧形板
b(12)
，气囊塞
(11)
内嵌式自锁螺纹，与气囊橡胶塞口尾端
(14)
相连接
。2.
根据权利要求1所述的一种矿用小煤柱防火抗压充填封堵气囊，其特征在于，所述弧形板
a(4)、
弧形板
b(5)
形状为弧形，材料采用安全的可伸缩阻燃木板
(10)
，内嵌在弧形气囊
(1)
的上下表面部分
。3.
根据权利要求1所述的一种矿用小煤柱防火抗压充填封堵气囊，其特征在于，所述弧形气囊
(1)
上下侧内嵌弧形板
a(4)、
弧形板
b(5)
，弧形气囊
(1)
内侧上下帽檐即为可伸缩弧形板
a(10)
和可伸缩弧形板
b(12)
，所述弧形气囊
(1)
上下侧内嵌弧形板
a(4)、
弧形板
b(5)
与可伸缩弧形板
a(10)
和可伸缩弧形板
b(12)
通过机械锁扣
22
连接，可伸缩弧形板
a(10)
和可伸缩弧形板
b(12)
形状为双层弧形
。4.
根据权利要求3所述的一种矿用小煤柱防火抗压充填封堵气囊，其特征在于，所述双层弧形结构采用安全的阻燃可伸缩材料
、
铜制支撑柱
(15)
，铜制支撑柱
(15)
呈锯齿状，交错内嵌在可伸缩弧形板
a(10)、
可伸缩弧形板
b(12)
上下两侧
。5.
根据权利要求1所述的一种矿用小煤柱防火抗压充填封堵气囊，其特征在于，所述气囊塞
(11)
与气囊橡胶塞口
(14)
通过内嵌式自锁螺纹连接，气囊橡胶塞口
(14)
的端头
(13)
设置成旋转式自动闭合孔，气囊橡胶塞口顶端开口，通过气管与孔外的气瓶相连接
。6.
根据权利要求1所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵旭东，金永飞，李学军，郭军，万成，杜文涛，陈岩峰，刘荫，刘仁飞，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：发明
国别省市：