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从QKB气囊式快速密闭看煤矿“救生阀”进化史
来源:中矿微星 发布时间:2014-04-11 00:00 浏览次数:2406

    火灾、煤尘、冲击地压和瓦斯爆炸等危险是矿井常见灾害,快速密闭可以迅速修复被损坏而漏风的密闭墙、阻塞煤岩体裂隙漏风通道,有效的降低瓦斯涌出量,减少煤炭自然发火的几率和强度,防止火灾事故的扩大和消除火灾事故,因而被称为矿井“救生阀”。
    目前,在全球范围内,快速密闭技术日趋成熟,我国“QKB气囊式快速密闭”在技术水平和应用效果上更是走在国际前列。然而,这一成就的取得却并不简单,纵观我国快速密闭“进化史”,有专家指出这其实也是科学技术的进化史。
    风帐密闭和木板密闭时代:安全性差,施工繁琐
    在QKB气囊式快速密闭出现前,矿井临时抢险多用风障密闭和木板密闭,并形成了相应的技术准则。
    风障密闭是在火灾发生后建设的连实行帆布密闭,作用是隔绝风流或减少高温气体及烟雾对救援人员的伤害。建造方法为选择支架完好的地点,将风障布举至棚梁,镶上板条并用钉子钉牢,将风障布四周拉开,用木板条压在支护顶梁的柱子上并钉上钉子,周边抹上黄泥。一般情况下,风障布的面积要大于巷道断面,当巷道宽度超过1.2CM的时候,中间应打立柱。在无木支护地点建风帐时,应根据巷道断面尺寸用方木架设一个梯形框架,再用压条固定风障。
    木板密闭的建造比风障密闭更麻烦,必须选择在围岩稳定的地点,掏槽至坚实的围岩上,至少打4根立柱,底梁应与立柱在一个垂直面上。两帮的立柱要紧靠煤岩帮,立柱上下要做柱窝,柱窝深度不少于20厘米。木板一般按照鱼鳞式搭接,搭接压茬一般控制在2-3厘米,木板两端应按照巷道插角做好抹斜,与煤岩帮保持均匀间隙,但间隙不超过2厘米。钉木板时要有上向下施工,每块木板钉不少于8根铁钉,每块钉2排,上行铁钉要同时钉在上块木板上。
    可以看出,无论是风障密闭还是木板密闭,都存在安全性差、构建耗时长和受环境影响比较大的问题,因此,上个世纪从60年代开始我国开始研制气囊式快速密闭。
    早期气囊式快速密闭:四大问题难以解决,研发停滞不前
    在上世纪60年代初,煤矿安全单位对气囊式快速密闭做过专题研究,但研究成果并没有得到广泛运用,其原因是两个核心问题没法得到解决。一是气囊为橡胶布,重量大,搬运、安设非常困难;二是受多种因素制约,没能解决充气源问题。所以,当时的气囊式快速密闭在运输、安装效率上远远低于木板式密闭,无法大面积推广应用。俄罗斯、日本等国同时也进行了研究,但结果都大同小异。
    各种实验结果表明,气囊式快速密闭速度快、密封性能好,但有几个关键技术需要解决,一是气囊密闭对不同巷道的适应性;二是气囊密闭在密闭火区时材料的阻燃性;三是气囊密闭的固定与抗冲击结构制作;四是充气方式的选择。在很长是时间内,虽然大家都知道问题的存在,但受到工程及材料技术的限制,真正快速、安全的气囊式密闭仍然难以面世,特别是关键的材料技术成为拦路虎,设计理念也需要大胆创新。
    进入新世纪以后,随着科学技术的发展,可用于制作快速密闭气囊的材料多了起来,主要包括聚酰亚胺、聚苯硫醚、有机硅、聚四氟乙烯,由于聚苯硫醚、聚四氟乙烯在高温后会分解出有毒有害气体,首先被淘汰。研究者们主要用聚酰亚胺及有机硅进行试验,结果发现有机硅橡胶气密性差、强度低,而聚酰亚胺可加工成膜,具有工业化生产能力,成本低、气密性好、重量轻,耐高温、不燃烧,这为气囊式快速密闭的重新研发创造了有利条件。
    QKB气囊式快速密闭:国家专利技术,各项指标国际领先
    伴随着我国经济迅猛发展,煤矿安全生产形势日益严峻。我国气囊式快速密闭的研究工作逐渐受到重视,其中原开滦矿务局安监局总工程师刘炽纶成为里程碑式的人物。
    1996年,为彻底解决井下安全应急处理难题,时任开滦煤矿安监局总工程师的刘炽纶开始了孜孜不倦的研究。在认真分析以往研究成果,参考国外同行经验的基础上,在设计理念上大胆创新,历经一年时间和反复井下实验, “QKB气囊式快速密闭”终于大功告成。
    和上世纪60年代的气囊式快速密闭相比,“QKB气囊式快速密闭”采用抗静电阻燃橡塑材料加工制成,重量轻,便于携带,解决了传统密闭材料运输困难,耗时耗工问题;操作简单,特别是在关键的充气方式上,既可用高压氮气瓶充气,也可用皮老虎人工充气,无需其他动力;施工速度快,一般只需8-15分钟,最快只需5分钟,即可完成临时封闭;封堵效果好,漏风率低,气囊气密性好,可保持24h以上不泄露;分体式便携式设计,适用范围广,可在不同断面形状、不同支架形式的巷道中使用,具有通用性,可大可小;气囊密闭具有骨架支撑及封堵作用,不需要临时支护,还可当作临时风门使用,并可以反复使用。
    该产品研发成功后,迅速受到国家有关部门的高度重视,被授予国家级专利许可。原煤炭部安全司、科教司组织召开技术鉴定会对之专题研讨后建议在全国推广,并以发文下发到全国煤炭系统推广使用。国家安全监管局在全国青岛救护工作会又再次强调矿山救护队都要配备该产品。目前,该产品已经成为国内矿井应急设备中的“标配”,成为政府采购项目中的必需设备。
    2000年,刘炽纶退休后创办了唐山市路北区为天橡胶制品销售部,专业经营QKB气囊式快速密闭,可谓是“老骥伏枥,志在千里”。
    值得一提的是,截至目前,“QKB气囊式快速密闭”在国内外仍然是技术最先进、实用性最强、稳定性最好和应急救生能力最强悍的产品。虽然目前国内外均有类似产品,但刘炽纶先生独创的QKB气囊式快速密闭在实用型、有效型、安全性、稳定性等方面均独树一帜,堪为煤矿安全生产中的“救生神器”。
                                                                                       来源于:中国经济网


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