沿空留巷采空区自动化密闭系统

作     者：聂百胜 夏晓峰 周皓文 秦枫 NIE Baisheng;XIA Xiaofeng;ZHOU Haowen;QIN Feng

作者机构：重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室重庆400044 重庆大学资源与安全学院重庆400044 中国矿业大学(北京)应急管理与安全工程学院北京100083 

出 版 物：《工矿自动化》 (Journal Of Mine Automation)

年 卷 期：2024年第50卷第6期

页      面：16-22页

学科分类：0819[工学-矿业工程] 081903[工学-安全技术及工程] 08[工学] 

基　　金：国家重点研发计划项目(2022YFC3004701) 

主　　题：沿空留巷 瓦斯治理 采空区密闭 密闭墙 柔性密闭气囊 

摘      要：现有的沿空留巷采空区密闭方法大多集中于构筑密闭墙及封堵墙体裂隙,施工周期较长且反复进行,消耗大量人力成本,自动化程度低,易发生二次破坏。针对上述问题,设计了一种沿空留巷采空区自动化密闭系统。该系统以柔性密闭气囊为载体,将未充气的气囊置于采空区密闭墙和单体液压支柱之间,对气囊充气使其与沿空留巷顶底板及采空区密闭墙外侧贴合接触;智能感知矿压显现导致的巷道围岩变形,气囊随时变化形状柔性应对,即当气囊内部压力上升并超过安全泄压阀额定压力时,自动释放气囊气体缩小体积,以重新与顶底板围岩紧密贴合,达到持续密闭采空区的效果,抑制采空区危险气体泄漏。现场试验结果表明:安全泄压阀在柔性密闭气囊内部压力达到约4 kPa时正常开启,压力达到2.7 kPa左右停止泄气;柔性密闭装备感知压力变化后收缩体积以重新适应围岩形态,可长时间并持续性地密闭采空区;柔性密闭装备安装后与采空区密闭墙贴合度高,密闭墙墙体前瓦斯体积分数降低0.13%,有效抑制了瓦斯溢出。