突水溃沙阻滞助逃装置及其使用方法

摘要

本发明涉及一种突水溃沙阻滞助逃装置及其使用方法。为克服现有技术缺陷，本发明突水溃沙阻滞助逃装置包括挡板和上部隔墙，二者通过横轴铰接，上部隔墙固定在配用巷道顶板上，挡板下沿折向配用巷道的逃生方向的反方向，并通过一个滑轮组及其滑轮绳固定在配用巷道的顶板上，挡板下沿被释放后，其挡板下沿可压在配用巷道的底板上，挡板将配用巷道分为封堵段和逃生段，所述挡板与逃生段的底板呈锐角，挡板上还设有一高压贮气罐和条形充气囊，高压贮气罐与条形充气囊之间通过充气管相通，充气管设有充气阀。本发明操作方便，能为作业人员应急避险，快速撤离逃生争得时间，有效提高发生突水溃沙事故时，井下工作人员的生存机率。

说明书

技术领域

本发明涉及一种突水溃沙阻滞助逃装置及其使用方法。

背景技术

矿山浅埋深井巷工程布置在松散沉积地层下施工时，受上覆松散沉积层影响，潜在突水携带泥沙溃入井巷安全风险，特别是遇隐伏断层、裂隙等构造时，往往成为导水通道，引发突水溃沙，一旦巷道发生突水溃沙征兆，作业人员迅速撤离，由于突水溃沙具有势能大、冲击破坏力强、危害大等特点，一旦发生事故，现场施工人员能否成功避险逃生，很大程度上决定于撤离速度，如人员撤离速度大于突水溃沙流动力速度，则能够成功逃离避险成功，否则将被水沙流体吞噬，造成人员伤亡。

2007.07.25授权公告的、授权公告号为CN 2926505Y的中国实用新型专利公开了一种井下透水隔离装置, 在透水事故发生时,将固定在巷道顶部支撑架上的金属翻板放下，迅速形成一道阻隔墙,给矿工们的逃生留出了更多的时间和空间,有效地降低了灾难发生时对矿工生命安全的威胁。该装置阻隔墙与配用巷道侧壁之间不可避免地存在空隙，阻水效果有待进一步提高。

2014.04.09授权公告的、授权公告号为CN 203531960 U的中国实用新型专利公开了一种矿用多功能避险所防护墙，它采用钢板、框架和填充物的结构使防护墙起到防爆作用，大门上设置小门，结构复杂，拆装不便。

2016.05.18授权公告的、授权公告号为CN 103982203 B的中国发明专利公开了一种阻断矿井老空水突水的方法，该发明利用一个柔性阻水气囊阻水，由于体积大，充气时间长，且充气压力小，难以阻水。

2020.01.10授权公告的、授权公告号为CN 108005719 B公开了一种突水应急堵水墙装置及其应用方法，该发明利用大量气体迅速撑开充气墙，随即高压注水泵快速向充水墙注水，且突水墙工作面侧的突水单向阀使突出的涌水也注入充水墙，使其极速膨胀。水墙不断与巷道相互挤压而产生极大地摩擦力，从而达到应急堵水墙的效果。该发明需依靠高压注水泵向其注水，其周边需有水源及高压水泵，安装环境受限。最要命地是突水中常含有泥沙、碎石颗粒等杂物，上述杂物一旦进入突水单向阀后，必然引发突水单向阀失灵。从而导致充水墙内部水流经突水单向阀外泄，堵水墙失灵。

2021.01.08公开的、公开号为CN 112196620 A的中国发明专利公开了一种防透水防突缓冲装置，它包括：固定机构、缓冲门帘和触发机构，固定机构固定在巷道顶端，缓冲门帘安装在固定机构上，缓冲门帘从底端卷到顶端通过固定机构固定，触发机构与固定机构连接，触发机构固定在巷道顶端；缓冲门帘包括多个帘体，每个帘体的下部分上设置有兜袋，且每个帘体的长度高于巷道的高度。该发明的缓冲门帘与配用巷道侧壁之间不可避免地存在空隙，且缓冲门帘本身上也有很多缝隙，虽然结构简单，但是阻水效果有限。

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何克服现有技术的上述缺陷，提供一种结构简单，且巷道侧壁结合紧密，阻水效果好，充气快、气压足的突水溃沙阻滞助逃装置及其使用方法。

为解决上述技术问题，本突水溃沙阻滞助逃装置包括挡板，该挡板通过一横轴铰接固定在配用巷道上，其特征在于：所述挡板侧边长度大于所述横轴高度，配用巷道的相应位置上设有上部隔墙，该上部隔墙通过锚索或锚杆固定在配用巷道顶板上，所述上部隔墙下沿与所述挡板的上沿通过所述横轴铰接，形成折页结构，所述挡板下沿折向配用巷道的逃生方向的反方向，并通过一个滑轮组及其滑轮绳固定在配用巷道的顶板上，挡板下沿被释放后，其挡板下沿可压在配用巷道的底板上，挡板将配用巷道分为封堵段和逃生段，所述挡板与逃生段的底板呈锐角，

所述挡板上还设有一高压贮气罐和条形充气囊，所述高压贮气罐通过抱箍固定在挡板上，挡板两侧边分别设有嵌槽，所述条形充气囊的两端分别固定在所述嵌槽内，其中段附着在所述挡板下沿上，高压贮气罐与条形充气囊之间通过充气管相通，充气管设有充气阀，高压贮气罐内贮有高压空气。如此设计，出现突水溃沙迹象时，迅速通知井下工作人员向配用巷道的逃生段撤离疏散，待所有工作人员均撤出封堵段后，解开所述滑轮绳，通过滑轮绳快速平稳地控制所述挡板下沿下落至相应的巷道底板上，然后由工作人员打开充气阀后，即可迅速撤离。高压贮气罐内的空气快速充入条形充气囊，条形充气囊充气膨大，挡板与两侧巷帮之间的缝隙被条形充气囊封堵，且挡板下沿也通过条形充气囊压在配用巷道的底板上，所述档板与配用巷道侧壁及底板之间的空隙完全被条形充气囊填充，可充分封堵突水溃沙。

作为优化，所述滑轮组包括滑轮绳、定滑轮组、动滑轮组和至少一个转向滑轮，所述定滑轮组固定在配用巷道的顶板上，所述动滑轮组固定在挡板下沿中段上，配用巷道逃生段的侧壁上还设有固定钩，固定钩固定在配用巷道的护帮锚杆或锚固网上，所述滑轮绳一端固定在定滑轮组或动滑轮组上，另一端跨过依次跨过动滑轮组和定滑轮组的各个滑轮及转向滑轮后，固定在手环上，该手环可挂在配用巷道侧壁的固定钩上。如此设计，结构简单，操控方便。

作为优化，所述挡板与逃生段的底板呈70°锐角。使用时，所述挡板将突水溃沙挡在封堵段，而突水溃沙反过来又将所述挡板牢牢压在配用巷道的底板上。如此设计，使用效果好。

作为优化，其还包括一防水石棉布，该防水石棉布上沿固定在所述上部隔墙上，其下沿固定在所述挡板上，其中段覆盖在所述横轴及其周边的缝隙上。如此设计，防水石棉布可堵住横轴周边的折页结构的缝隙，阻水效果更好。

本发明突水溃沙阻滞助逃装置的使用方法，包括下述步骤：

①.在有突水溃沙风险的巷道及其与主巷道之间相连的巷道合适位置，对所述挡板可能经过的巷道侧壁进行修整——切去裸露的护帮锚杆头，在侧帮上喷涂混凝土沙浆或安装竖直钢板，以巷道侧壁竖直，且表面无凸起为准，然后安装前述突水溃沙阻滞助逃装置，

②.当工作面或其相邻巷道出现突水溃沙迹象时，迅速通知井下工作人员向配用巷道的逃生段撤离疏散，待所有工作人员均撤出封堵段后，由最后的工作人员将带有滑轮绳的手环从固定钩上摘下，并手握手环，快速释放滑轮绳，使挡板下沿快速平稳地落在配用巷道的底板上。

③.最后，由工作人员打开充气阀后，迅速撤离，高压贮气罐内的空气快速充入条形充气囊，条形充气囊充气膨大，挡板与两侧巷帮之间的缝隙被条形充气囊封堵，且挡板下沿也通过条形充气囊压在配用巷道的底板上，将突水溃沙挡在封堵段，至少阻滞其进入逃生段，为工作人员争取逃生时间。如此设计，条形充气囊直径小，用气量小，打开充气阀可以快速充足气体，两侧的条形充气囊被紧紧夹在挡板与巷道侧壁之间，挡板下沿上的条形充气囊被挡板牢牢压在地面上，没有不必要空隙，阻水阻沙效果好。

作为优化，第②步通知井下工作人员向配用巷道的逃生段撤离疏散的同时，迅速组织人员将所述挡板下方的部分设备移除，以便所述挡板下沿落地。如此设计，可确保挡板下沿落地。

本发明突水溃沙阻滞助逃装置及其使用方法原理简单，操作方便，能为作业人员应急避险，快速撤离逃生争得时间，有效提高发生突水溃沙事故时，井下工作人员的生存机率。

附图说明

下面结合附图对本发明突水溃沙阻滞助逃装置及其使用方法作进一步说明：

图1是本发明突水溃沙阻滞助逃装置在配用巷道中安装的结构示意图；

图2是本发明突水溃沙阻滞助逃装置使用方法的第②步示意图；

图3是本发明突水溃沙阻滞助逃装置使用方法的第③步示意图。

图中：1为挡板、2为横轴、3为上部隔墙、4为滑轮绳、5为逃生段、6为封堵段、7为高压贮气罐、8为条形充气囊、9为充气管、10为充气阀、11为套管、12为定滑轮组、13为动滑轮组、14为转向滑轮、15为手环、16为固定钩。

具体实施方式

实施方式一：如图1所示，本发明突水溃沙阻滞助逃装置包括挡板1，该挡板1通过一横轴2铰接固定在配用巷道上，其特征在于：所述挡板1侧边长度大于所述横轴2高度（横轴2轴心线与其下方巷道底板之间的距离），配用巷道的相应位置上设有上部隔墙3，该上部隔墙3通过锚索或锚杆（图中未示出）固定在配用巷道顶板（图中未示出）上，所述上部隔墙3下沿与所述挡板1的上沿通过所述横轴2铰接，形成折页结构，所述挡板1下沿折向配用巷道的逃生方向的反方向，并通过一个滑轮组及其滑轮绳4固定在配用巷道的顶板上，挡板下沿被释放后，其挡板1下沿可压在配用巷道的底板上，挡板1将配用巷道分为逃生段5和封堵段6，所述挡板1与逃生段5的底板呈锐角，挡板1优选采用钢板和工字钢或槽钢焊接而成。

如图2、3所示，所述挡板1上还设有一高压贮气罐7和条形充气囊8，所述高压贮气罐7通过抱箍固定在挡板1上，挡板1两侧边分别设有嵌槽，所述条形充气囊8的两端分别固定在所述嵌槽内，其中段附着在所述挡板下沿上，高压贮气罐7与条形充气囊8之间通过充气管9相通，充气管9设有充气阀10，高压贮气罐7内贮有高压空气。

挡板1两侧边与配用巷道的巷帮之间间隙控制在3-5公分，条形充气囊8充气后，其直径优选8-10公分。

所述条形充气囊优选内衬橡胶层消防石棉布制成。

高压贮气罐7还设有充气管（图中未示出），充气管上设有单向阀（图中未示出），以便向其充气，图略。

所述上部隔墙3下沿和挡板1的上沿上分别设有多段套管11，且二者套管11交错相对，并共同套在所述横轴2上。

如图1所示，所述滑轮组包括滑轮绳4、定滑轮组12、动滑轮组13和至少一个转向滑轮14，所述定滑轮组12固定在配用巷道的顶板上，所述动滑轮组13固定在挡板1下沿中段上，配用巷道逃生段5的侧壁上还设有固定钩16，固定钩16固定在配用巷道的护帮锚杆或锚固网上，所述滑轮绳4一端固定在定滑轮组12或动滑轮组13上，另一端依次跨过动滑轮组13和定滑轮组12的各个滑轮及转向滑轮14后，系在手环15上，该手环15可挂在配用巷道侧壁的固定钩16上。所述挡板1与逃生段5的底板呈70°锐角。上部隔墙3形状与配用巷道顶板形状相对应，图1-3中上部隔墙3呈半圆形隔墙板，当然也可以是梯形，略。

本发明还包括一防水石棉布，该防水石棉布上沿固定在所述上部隔墙3上，其下沿固定在所述挡板1上，其中段覆盖在所述横轴2及其周边的缝隙上，图略。

本发明突水溃沙阻滞助逃装置的使用方法，包括下述步骤：

①.在有突水溃沙风险的巷道及其与主巷道之间相连的巷道合适位置，对所述挡板1可能经过的巷道侧壁进行修整——切去裸露的护帮锚杆头，在侧帮喷涂混凝土沙浆或安装竖直钢板，以巷道侧壁竖直，且表面无凸起为准，然后安装前述突水溃沙阻滞助逃装置。

②.当工作面或其相邻巷道出现突水溃沙迹象时，迅速通知井下工作人员向配用巷道的逃生段撤离疏散，待所有工作人员均撤出封堵段后，由最后的工作人员将带有滑轮绳4的手环15从固定钩16上摘下，并手握手环15，快速释放滑轮绳4，使挡板下沿快速平稳地落在配用巷道的底板上，如图2所示。

③.最后，由工作人员打开充气阀后，迅速撤离，高压贮气罐7内的空气快速充入条形充气囊8，条形充气囊8充气膨大，挡板1与两侧巷帮之间的缝隙被条形充气囊封堵，且挡板1下沿也通过条形充气囊压在配用巷道的底板上，将突水溃沙挡在封堵段6，至少阻滞其进入逃生段5，为工作人员争取逃生时间，如图3所示。

第②步通知井下工作人员向配用巷道的逃生段5撤离疏散的同时，迅速组织人员将所述挡板1下方的设备（如果有的话）移除，以便所述挡板1下沿落地：如有皮带输送机（图中未示出），则拆去邻近的皮带输送机，地面上仅留皮带，如有矿车等设备（图中未示出），则需要将矿车移离相应区域。