[发明专利]一种抗爆多囊快速密闭气囊及其使用方法

说明书

本发明公开一种抗爆多囊快速密闭气囊，包括若干个长方体气囊组件和一个拱形气囊组件，所述若干个长方体气囊组件堆放在巷道的中下部，形成巷道主体密闭气囊结构，所述拱形气囊组件放置在巷道主体密闭气囊结构的上方，与巷道主体密闭气囊结构共同形成整个巷道的密闭气囊结构；所述长方体气囊组件和拱形气囊组件均由多个并列布置的气囊单体组成，相邻气囊单体之间通过单向阀连通；在气囊单体的迎爆面均设置有P4U智能材料层。本发明抗爆多囊快速密闭气囊是由多个气囊单体组成，由于气囊单体增加，极大提高了安全性能和缓冲性能，增加密闭气囊的容错率；再结合在各个气囊单体的迎爆面设置P4U智能材料层，极大地提高了密闭气囊的抗爆缓冲性能。

技术领域

本发明属于矿井火灾救灾领域，具体地说是涉及一种抗爆多囊快速密闭气囊，以及该气囊的使用方法。

背景技术

煤矿井下火灾不仅烧毁装备和资源，造成作业场所人员伤亡，而且还会诱发瓦斯爆炸，救灾措施的有效性以及救灾行动的快速性是火灾救灾成功的关键。煤矿巷道快速密闭技术是控制火势发展、窒息灭火的有效手段，为煤矿火灾救灾实践广泛采用。其原理是将火区隔离，阻断了供风，使火源缺氧而减弱甚至熄灭。

但是，密闭施工会造成风流减少，而封闭区域内瓦斯持续涌出，瓦斯浓度会迅速上升，加上火区内存在的火源，从而大幅增加瓦斯爆炸的危险，严重威胁密闭施工人员的生命安全。因此，快速、安全、抗爆的巷道密闭技术，是煤矿火灾救灾工作的迫切需要。

传统的巷道密闭结构以砂石、混凝土充填构筑为主，由于需要准备大量材料，人工垒砌墙体，不仅施工耗时，且需要大量人员在现场施工，效率低下。近年来，煤矿安全技术研究领域研发了多种煤矿井下快速密闭技术，主要有基于高膨胀系数的高分子快速充填技术和快速凝固、成形的无机材料充填成墙技术。然而，这类技术仍然存在工程量大、施工时间长的缺点。与此同时，气囊式快速密闭技术也有报道。气囊密闭通常采用纤维布加橡胶为材料，制作出气囊，借助充气压力使其体积扩大并充实于巷道断面，阻断巷道风流。相比充填实体材料的巷道封闭的方式，它大大提升了密闭的施工速度，并且节省人力。然而，通过调研发现，这类气囊式快速密闭结构的抗爆性能较差，无法抵抗密闭区内瓦斯爆炸的冲击，尤其是瓦斯爆炸时气流所夹带的石子等尖锐物会刺破气囊，使气囊式密闭结构遭到破坏。而一旦火区密闭结构遭到破坏，会导致灾区扩大，救灾更为困难和复杂。

发明内容

基于上述技术问题，本发明提出一种抗爆多囊快速密闭气囊及其使用方法，该密闭气囊通过采用独立多囊设计等，可起到较好的防爆效果，增加密闭气囊的容错率。

本发明所采用的技术解决方案是：

一种抗爆多囊快速密闭气囊，包括若干个长方体气囊组件和一个拱形气囊组件，所述若干个长方体气囊组件堆放在巷道的中下部，形成巷道主体密闭气囊结构，所述拱形气囊组件放置在巷道主体密闭气囊结构的上方，与巷道主体密闭气囊结构共同形成整个巷道的密闭气囊结构；

所述长方体气囊组件沿巷道的长度方向布设，长方体气囊组件由多个并列布置的长方体气囊单体组成，相邻长方体气囊单体之间通过第一单向阀连通；

所述拱形气囊组件也沿巷道的长度方向布设，拱形气囊组件由多个并列布置的拱形气囊单体组成，相邻拱形气囊单体之间通过第二单向阀连通；

所述第一单向阀和第二单向阀的气流导通方向均为从整个巷道的密闭气囊结构的迎爆面至安全面；

所述长方体气囊组件的迎爆面设置有第一进气阀门，第一进气阀门与第一充气管路连通，在长方体气囊组件的安全面设置有第一出气阀门；所述拱形气囊组件的迎爆面设置有第二进气阀门，第二进气阀门与第二充气管路连通，在拱形气囊组件的安全面设置有第二出气阀门；

所述长方体气囊单体和拱形气囊单体上均设置有安全泄压阀；

所述长方体气囊单体的迎爆面和拱形气囊单体的迎爆面均设置有P4U智能材料层。