[发明专利]一种矿用采空区塌陷冲击气浪自动缓冲防护系统

说明书

本发明涉及一种矿用采空区塌陷冲击气浪自动缓冲防护系统，包括安装在巷道内的传感器、信号处理控制装置和缓冲装置，所述传感器连接信号处理控制装置，信号处理控制装置连接缓冲装置，所述缓冲装置包括弹出杆、缓冲帆和阻尼装置。当传感器感受到冲击气浪时，内杆被弹出，内杆顶端带着缓冲帆的连接点向巷道第二侧运动，使得安装在内杆顶端的转接装置与所述承接装置相连接，转接装置从内杆顶端脱落，并与承接装置一起与阻尼装置连接。由于缓冲帆有两个连接点与巷道的第一侧连接阻尼装置，被内杆带到第二侧的另外两个连接点与内杆脱离后，与阻尼装置连接，缓冲帆被气浪吹起，四个连接点拉动阻尼装置，阻尼装置可以将气浪的能量消耗掉。

技术领域

本发明涉及一种矿山防护领域，具体涉及一种矿用采空区塌陷冲击气浪自动缓冲防护系统。

背景技术

地下矿山开采过程中，随着矿井深度的不断增加，越来越多的矿井受到冲击地压事故威胁。多数矿井中都会形成一定规模的采空区，采空区失稳易引发各类安全事故，形成冲击地压。冲击地压指的是聚积在采煤工作面及巷道周围煤岩体中的弹性应变量瞬间释放，巨大的能量使得工作面及巷道的煤岩体瞬间崩落抛射。伴随着采空区顶板冒落，对釆空区内空气进行压缩，被压缩的空气从与釆空区连通的巷道泄出时，具有很高的速度高达以上高达100m/s以上，形成破坏性很大的气浪，而形成的空气冲击波对井下作业人员、设备将产生极大的安全威胁，甚至可使矿井报废。大面积冒顶形成的空气冲击波破坏力巨大，造成的后果难以想象。

有记录的冲击地压事故所引起的震动强度可达到里氏4.6级地震的级别，冲击地压一旦发生，将会对井下的人员、设备造成灾难性的破坏。冲击地压的影响范围不仅局限于发生冲击地压的区域，由于大面积顶板瞬时跨落，压缩矿井内空气形成的高压高速冲击气浪可对整个矿井造成破坏，甚至井底车场也会因此遭到破坏。

当前针对矿井冲击气流采取的措施主要是密闭墙，即通过将巷道封闭阻止气流传播，由于密闭墙阻断了巷道，因此该方法仅对于废弃工作面适用。正常生产的工作面及配套巷道由于还需正常使用巷道因此无法采用密闭墙防冲击措施。

中国实用新型专利公告号CN 208564614 U公开了一种煤与瓦斯爆炸主动防御系统，设置了冲击波感应装置和防爆门；中国发明专利公布号CN 110284927 A公开了一种基于露井联采下采空区塌陷自动防护装置，设置了传感器和防护装置，防护装置包括防护门。这两种技术都是当发生塌陷时，传感器触发，防护门关闭。这样的结构虽然可以阻挡住气流，但是由于地下矿道内巷道布置复杂，巷道往往设有很多分支岔路，该系统只能保护安装了该系统的巷道部分，而气浪的能量依然存在，能量终究会对其他设备和人员造成伤害。

中国实用新型专利公告号CN 207583418 U公开了一种气囊式主动抑爆隔爆装置，设置探测器6，探测器触发后引爆折叠气囊15，折叠气囊15充满巷道，隔断冲击波传播。其保护性气囊18形成后，在气浪的冲击下，气囊很快就会变形，对气浪能量的吸收量有限。

中国发明专利公布号CN 107975386 A公开了一种煤矿瓦斯爆炸缓冲装置，包括扩张减压室、机械阻隔模块和运动阻尼模块，当发生瓦斯爆炸，冲击波传播至所述扩张减压室时，扩张减压室的断面瞬间扩大，机械阻隔模块对冲击波进行阻挡，通过导轨两级液压缓冲阻尼单元，将所动能消耗。这样的结构虽然能通过阻尼吸收气浪的能量，但其装置需占据巷道多半空间，影响正常生产的工作面，影响巷道配套管道线路的安装，只能固定安装结构，被动等待，无法达到平时隐藏起来不影响生产，事故时瞬时改变缓冲装置的形状而起到缓冲的效果。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种能够通过吸能装置将采空区塌陷冲击气浪的能量吸收的矿用采空区塌陷冲击气浪自动缓冲防护系统。