【摘要】：為解決高瓦斯工作面隅角封堵工人勞動強(qiáng)度大、效率低,封堵效果不佳易造成隅角瓦斯?jié)舛瘸薜劝踩珕栴},研發(fā)設(shè)計了礦用阻燃內(nèi)外膽組合結(jié)構(gòu)的輕型柔性隅角封堵氣囊,并相應(yīng)提出了單體液壓支柱配合輕型柔性氣囊的隅角封堵新方法。通過實驗室測試實驗和現(xiàn)場工業(yè)性試驗表明:選用PVC材料和雙抗涂覆布材料的氣囊質(zhì)量小、輕便實用,大幅降低了工人的勞動強(qiáng)度,提高了工作效率,減小了傳統(tǒng)封堵方式編織袋裝碎煤造成的遺煤浪費;該氣囊可適應(yīng)大變形(變形率可達(dá)42.5%)、耐沖擊(2×104J的沖擊能量不破壞),抗撕扯能力強(qiáng),且具有阻燃特性,重復(fù)使用率高,大大節(jié)約了隅角封堵的成本;使用氣囊封堵后,采空區(qū)內(nèi)瓦斯?jié)舛蕊@著增大,說明氣囊封堵的密閉性增加,安全封堵效果十分明顯。
【圖文】：

面隅角處巷道最大高度3．4m，最大寬度4．1m，一個原班24小時內(nèi)，兩個隅角人工搬運工作量達(dá)176t)。遇到頂板下沉充填封堵墻被壓實難以移動的情況，編織袋裝碎煤的封堵墻即被遺棄，重新裝碎煤砌墻封堵，這一方面造成大量資源浪費，一方面遺煤丟棄在采空區(qū)易自燃造成發(fā)火災(zāi)害。鑒于此，本文研發(fā)新型輕便的柔性隅角封堵氣囊，并研究經(jīng)濟(jì)高效的氣囊安全封堵新方法。1高瓦斯工作面隅角柔性氣囊設(shè)計根據(jù)工作面隅角處礦壓顯現(xiàn)及對封堵要求的實際情況，研究設(shè)計了長方體內(nèi)外膽組合結(jié)構(gòu)的輕型隅角封堵的柔性氣囊，氣囊的設(shè)計如圖1所示。圖1長方體內(nèi)外膽組合結(jié)構(gòu)的封堵氣囊Fig．1Thestructurediagramofthecuboidinternalandexternalbilecompositestructurecornersealedairbag圖2長方體內(nèi)外膽組合結(jié)構(gòu)的封堵氣囊結(jié)構(gòu)Fig．2Thestructurediagramofthecuboidinternalandexternalbilecompositestructurecornersealedairbag長方體內(nèi)外膽組合結(jié)構(gòu)的輕型隅角封堵氣囊結(jié)構(gòu)圖(俯視和剖面圖)如圖2所示。主要結(jié)構(gòu)包括:進(jìn)氣閥、安全閥、氣囊體(外殼和內(nèi)膽)、多個吊環(huán)等。氣囊外殼采用礦用阻燃抗靜電軟質(zhì)PVC材料制成，該材料以高強(qiáng)滌綸晶格布為骨架，具有強(qiáng)度高、變形范圍大、質(zhì)輕、耐折疊、易加工和修補(bǔ)、密封性能好、使用壽命長等優(yōu)點，外膽主要起封閉隅角空間的作用，而較大的內(nèi)壓基本都由內(nèi)膽來承受。內(nèi)、外膽采用可伸縮的雙抗涂覆布加工而成，，該材料質(zhì)軟，但抗拉強(qiáng)度高，在加工時嚴(yán)格控制其尺寸，使內(nèi)外膽達(dá)到尺寸相互匹配、裝配適當(dāng)?shù)男ЧＳ缮鲜鰞煞N材料制作成的內(nèi)外膽組合結(jié)構(gòu)氣囊，可以充分發(fā)揮各自材料的優(yōu)點，能夠起到及時、持續(xù)封堵隅角的目的。為適應(yīng)不同巷道斷面尺寸，設(shè)計氣囊的規(guī)格尺寸如表1所示。表1隅角封堵氣囊規(guī)格尺寸表/mm

袋裝碎煤的封堵墻即被遺棄，重新裝碎煤砌墻封堵，這一方面造成大量資源浪費，一方面遺煤丟棄在采空區(qū)易自燃造成發(fā)火災(zāi)害。鑒于此，本文研發(fā)新型輕便的柔性隅角封堵氣囊，并研究經(jīng)濟(jì)高效的氣囊安全封堵新方法。1高瓦斯工作面隅角柔性氣囊設(shè)計根據(jù)工作面隅角處礦壓顯現(xiàn)及對封堵要求的實際情況，研究設(shè)計了長方體內(nèi)外膽組合結(jié)構(gòu)的輕型隅角封堵的柔性氣囊，氣囊的設(shè)計如圖1所示。圖1長方體內(nèi)外膽組合結(jié)構(gòu)的封堵氣囊Fig．1Thestructurediagramofthecuboidinternalandexternalbilecompositestructurecornersealedairbag圖2長方體內(nèi)外膽組合結(jié)構(gòu)的封堵氣囊結(jié)構(gòu)Fig．2Thestructurediagramofthecuboidinternalandexternalbilecompositestructurecornersealedairbag長方體內(nèi)外膽組合結(jié)構(gòu)的輕型隅角封堵氣囊結(jié)構(gòu)圖(俯視和剖面圖)如圖2所示。主要結(jié)構(gòu)包括:進(jìn)氣閥、安全閥、氣囊體(外殼和內(nèi)膽)、多個吊環(huán)等。氣囊外殼采用礦用阻燃抗靜電軟質(zhì)PVC材料制成，該材料以高強(qiáng)滌綸晶格布為骨架，具有強(qiáng)度高、變形范圍大、質(zhì)輕、耐折疊、易加工和修補(bǔ)、密封性能好、使用壽命長等優(yōu)點，外膽主要起封閉隅角空間的作用，而較大的內(nèi)壓基本都由內(nèi)膽來承受。內(nèi)、外膽采用可伸縮的雙抗涂覆布加工而成，該材料質(zhì)軟，但抗拉強(qiáng)度高，在加工時嚴(yán)格控制其尺寸，使內(nèi)外膽達(dá)到尺寸相互匹配、裝配適當(dāng)?shù)男Ч�。由上述兩種材料制作成的內(nèi)外膽組合結(jié)構(gòu)氣囊，可以充分發(fā)揮各自材料的優(yōu)點，能夠起到及時、持續(xù)封堵隅角的目的。為適應(yīng)不同巷道斷面尺寸，設(shè)計氣囊的規(guī)格尺寸如表1所示。表1隅角封堵氣囊規(guī)格尺寸表/mmTable1Thetableofcornersealbagsize氣囊規(guī)格長度(L)及公差長度公差寬度(D)及公差寬度公差高度(B)及公差高度公差800×800×8001
【作者單位】： 安徽理工大學(xué)深部采動響應(yīng)與災(zāi)害防控安徽省重點實驗室;淮南礦業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司;中煤科工集團(tuán)重慶研究院;
【基金】：國家“973”計劃前期研究專項(2014CB260403) 教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才資助計劃(NCET-12-0599) 國家自然科學(xué)基金項目(U1361208)
【分類號】：TD712

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2521892