[发明专利]一种矿用冲击气浪缓冲装置及方法

说明书

本发明涉及一种矿用冲击气浪缓冲装置，包括安装在巷道内的风速传感器、信号处理控制装置和缓冲导流装置，所述风速传感器监测并发送巷道风速数据，所述风速传感器通过传输线缆连接信号处理控制装置，所述信号处理控制装置包括信号处理单元和电源控制输出单元，所述缓冲导流装置安装在巷道刷帮空间，所述缓冲导流装置包括缓冲绕流转柱单元和防爆电机单元，所述缓冲绕流转柱单元可以在电机的驱动下产生定向旋转运动。缓冲绕流转柱单元可以在电机的驱动下产生定向旋转运动，定向旋转的转柱可调节风流的流向，转柱的旋转运动可耗散部分冲击气浪动能，起到缓冲作用，减轻高压高速冲击气浪可对整个矿井造成的破坏。

技术领域

本发明涉及一种矿用冲击气浪缓冲装置及方法。

背景技术

随着矿井深度不断增加，越来越多的矿井受到冲击地压事故威胁。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。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，不同位置巷道内瞬间最大风速可达到每秒几百米，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，因此无法采用密闭墙防冲击措施。目前还没有相应的设备、方法解决使用中巷道高速冲击气浪破坏问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种矿用冲击气浪缓冲装置及方法。

为解决上述技术问题，本发明的矿用冲击气浪缓冲装置，包括安装在巷道内的风速传感器、信号处理控制装置和缓冲导流装置，所述风速传感器监测并发送巷道风速数据，所述风速传感器通过传输线缆连接信号处理控制装置，所述信号处理控制装置包括信号处理单元和电源控制输出单元，所述缓冲导流装置安装在巷道刷帮空间，所述缓冲导流装置包括缓冲绕流转柱单元和防爆电机单元，所述缓冲绕流转柱单元可以在电机的驱动下产生定向旋转运动，所述缓冲导流装置设置8个，每两个一组，4组缓冲导流装置对称设置在巷道两侧的刷帮空间内，所述4组缓冲导流装置中前排两组包括第一列转柱和第二列转柱，所述第一列柱顺时针旋转，第二列柱逆时针旋转，所述4组缓冲导流装置中后排两组包括第三列转柱和第四列转柱，所述第三列柱顺时针旋转，第四列柱逆时针旋转。

作为进一步限定，巷道宽度为w，w与柱体直径d之比为8-10；每侧刷帮深度为0.3w；所述第一列转柱和第二列转柱双柱间距为L₁₁，L₁₁与柱体直径d之比为5-6；所述第三列转柱与第四列转柱双柱间距为L₂₂，L₂₂与柱体直径d之比为4-5；所述第二列转柱与第三列转柱双柱间距为L_z2，L_z2≥5w；第一列转柱距左侧刷帮端头距离L_z1≥5w；第四列转柱距右侧刷帮端头距离L_z3≥5w。

本发明还涉及一种矿用冲击气浪缓冲方法，在巷道内设置风速传感器，巷道内出现高压高速冲击气浪时，风速传感器将信号传送给信号处理控制装置，信号处理控制装置连接设置在巷道两侧的刷帮空间的缓冲导流装置，信号处理控制装置控制防爆电机驱动缓冲导流装置的柱体定向旋转，定向旋转的转柱可调节风流的流向，通过转柱的旋转运动可影响气流的流场分布特性，从而耗散部分冲击气浪动能，起到缓冲作用，所述缓冲导流装置中前排两组包括第一列转柱和第二列转柱，所述第一列柱顺时针旋转，第二列柱逆时针旋转，所述缓冲导流装置中后排两组包括第三列转柱和第四列转柱，所述第三列柱顺时针旋转，第四列柱逆时针旋转。