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摘要：加强矿山求救护用快速气囊的密闭设计，必须从现有投入矿山救援密闭设备的现有情况着眼，根据矿山对快速救援气囊的使用要求，研究提高气囊耐磨性，符合矿山生产发展需要，达到矿山巷道环境需求的气囊设备，从而达到全面提高气囊有效性，节约气囊制造成本，保证关键时刻发挥使用价值的目标。
关键词：矿山；救援气囊；设计优化；措施
气囊密闭设备是矿山快速救援的重要设备，它可以在矿山发生火灾等事故进起到快速的隔绝空气，有效的阻止火热蔓延的作用。该装置可以起到昨时调风的作用，有助于抢险救护时的通风需要，属于重要的矿山通风设备。
1.快速气囊密闭的基本设计
1.1设计原理
快速气囊密闭技术是在自动化原理的支持下，采用主动充气的方式来达到密闭环境来保护人员安全撤离的目标。快速气囊密闭技术主要由高压气源、气囊、支架、高压胶管、压力补充装置等构成。在设计过程中要选择可以有效阻隔空气且耐高温的气囊材料以便于达到全面阻隔燃烧的目标。具体操作办法是在支架间安放气囊，并且保证压力补偿装置提供气囊工作时的能源，然后运用气压控制装置自动调节快速充气，从而保证打开满足隔绝需要的阻燃气囊空间。当出现矿山紧急情况后气囊装置可以根据烟感装置判断情况，然后自动打开气囊装置，也可由人工手动打开气囊装置，并且可以快速进行冲压，气囊随着充气量增加逐渐膨胀达到及时密闭效果，真正为矿山人员打开生命救护通道。
1.2气囊材料的选择
选择良好的气囊材料尤为重要。气囊材料不仅要有耐高温性，而且要有良好的耐腐蚀性，能够适应长期潮湿的矿山环境。因此气囊的材料直接影响气囊能否在关键时刻发挥作用。只有选择可靠性、安全性和持久性较好的气囊装置，才能满足矿山紧急救护使用需求。当前主要使用的气囊材料有橡胶，塑料薄膜、尼龙布等。通常橡胶的气密性较好，而且耐磨性较好。但是橡胶的重量较大，在紧急情况下需要更高的充气压力来支撑设备使用。但是橡胶气囊在制作的过程中需要特定模具，因此成本相对较高。塑料薄膜的质量虽然较轻，气密性也较好，但是塑料薄膜的耐磨性相对较差，塑料薄膜通常容易被坚硬锐利的物质刺破表面。尼龙布的耐磨性与气密性相对较差，但是可以快速充气，也可以满足长期使用的需求。当前为了满足矿山紧密救护的需求，还可以使用海军用冲锋艇材料海帕龙胶布。这种材料采用多层构造设计，内层主要为高强度的尼龙材料，外层主要运用氯磺化聚乙烯防腐涂层，该材料能达到更好的抗静电和抗腐蚀要求，材料的气密性较好，重要轻，气囊表层厚度相对较薄，可以有效的有用矿山复杂的环境当中。
1.3气囊的结构设计
当前气囊的形状主要由矩形和梯形两种形式，有具体设计过程中应当按照巷道的具体情况进行设计，这样更复合巷道的实际需求，满足提高阻燃效果的需求。矿山气囊的结构主要由于整体式与组合式构成，当巷道的断面小于5㎡时，可以采用整体式的设计，这样可以达到更好的密闭阻燃效果，如果巷道的横断面积更大，那么可以选用组合方式，这样可以提高充气的速度，满足实际阻燃的需要。在巷道的设计过程中还要注重巷道边缘与气囊的结合性，只有增加气囊与巷道边缘的结合度，这样才有效的减少漏气问题的出现，从而达到更好的阻燃密闭目标。传统的气囊设计是难以达到巷道的边角的，由于气囊的材质较为粗糙，这导致气囊与巷道边缘接触点少。因此在气囊设计的过程中应当通过预加压力的办法，使气囊的边缘呈现出曲线型的褶皱效果，这样可以随着气囊的不断充气，全面提高气囊的密闭性，并且使气囊的边缘预留的长度达到30厘米，从而使气囊的褶皱塞满巷道的边缘。
1.4压力补偿装置
压力补偿装置是保证矿山救护气囊密闭装置工作的重点，只有进行充足的空气补偿，才能符合快速充气的要求，同时保证气囊持久有效的工作。压力充气装置主要由高压胶管、气体减压阀，以及充气装置组成。为了提高空气供压装置的有效性，应当加强空气供压示数的读取，当前主要使用供气压力表对供压情况进行监测，注重使用空气压力表测量原始压力、二次减压压力，高压压力等数据，从而综合判断供压的具体情况，并且根据供压情况进行适当的压力调节。而且在压力供应时还要保证内外压的平衡，从而实现有效冲压，满足快速气囊的密闭工作的压力需求，切实提高气囊设备的工作效率，达到有效工作的目标。
2.矿山救护用快速气囊紧密技术优化措施
2.1提高气囊对巷道的适应性
在矿山救护快速气囊技术原理既定的情况下，只有提高气囊对矿山情况的适应性，才能最大限度的发挥出气囊的救护作用，不断满足紧急情况下的气囊使用需求。为此，应当根据矿山巷道情况，优化设计使用不同气囊形状。例如，在传统梯形与矩形设计的基础上，还要根据现代矿山挖掘技术的快速发展，不断推出拱形、圆拱形和三心拱形等不同条件下使用的气囊。这样才能提高气囊的密闭性。气囊设计要从隔离火区目标出发，还要注重气囊的内筋设计，具体可以在气囊上加装观察窗，同时有效的防止出现气囊变形的问题，注重根据通风和气囊压力变情况，适当的对气囊的形状进行调节，从而保证气囊与巷道有效接触的同时，还要能减少气囊与巷道摩擦力，达到有效防止变形的目标。
2.2优化气囊的充气方式
紧急情况下使用气囊必须保证气囊的快速充气，能够在最短的时间成完善隔离的操作目标。根据不同的巷道类型，其充分的方式与时间是不固定的，因此对针对当前矿山巷道中电缆多，单轨道交通，以及锚喷支护的现实，具体设计有效的充压方式，在达到快速冲压同时有效降低充压阻塞问题的出现。首先，提高密闭气囊对巷道断面的支护形式的适应性。其次，加强气囊与混凝土拱形巷道的通风考虑。第三，综合考虑气囊在矿山环境下的承压能力。第四，优化设计气囊的设置时间，并且模拟火灾情况，考核气囊可以承载的温度，从而保证发挥出气囊的实际作用。
2.3加强气囊的密闭测试
气囊的密闭测试是保证气囊有效发挥作用和提高气囊质量的重要设计环节，在气囊密闭性测试的过程中主要以更换气囊材料的方式来选择最合适的气囊材料，从而保证气囊设备有效性。首先，目前除上文提到的材料以外，还可以使用国外较为流行的有机硅材料。而且我国自主开发研制的聚酰来胺材料，该膜的生产率较高，而且成本相对低廉，满足工业化使用的需求。可以将该材料作为主巷道的密闭材料，从而起到有效的防止静电，快速加工，以及对气囊的机械强度有较高需求的要求。
3.矿山救护快速气囊应用实例
3.1有毒气体封堵
山西阳泉煤电二矿回采改造时发生有毒气候泄露事件，因此紧急使用快速密闭气囊进行封堵，采用快密闭气囊进行封堵，可以有效的防止出现有毒气体扩散问题，而且在找出泄露源后，以最快的速度对矿井进行恢复，极大的提高了救援效率，同时保证巷道安全，达到低成本救援的目标。
3.2火灾应用
对于火灾中应用紧急气囊的事例较多，本文选取邢台县永胜煤矿火灾事故为例，由于该矿的立井相对开阔，而且副井又遇到流沙怪问题的不断适时投入使用，这使得“独眼井”发生火灾时有可能酿成较大的安全事故。而且该矿的煤层含硫量高，因此在事故过程中主要使用了密闭性较好的快速气囊，通过可以简单快速操作的密封装置达到有效隔绝火险，促进设备快速发挥作用的目标，达到了全面阻燃的效果。
结论：
矿山救护用快速气囊设计优化主要从材质、工作效率，抗磨性，充气方式等方面进行优化，着力提高设备的安全度，保证设备可以在火险中发挥出实际作用。现代矿山用快速气囊密闭技术对操作的简便性有更高的要求，而且还要求矿山用密闭气囊有较便、低成本和易于长期存储的标准。
参考文献：
[1]马砺，倪兴华，宋先明，蔡周全.矿山救护用快速气囊密闭技术研究[J].山东煤炭科技. 2010（05）
[2]朱志广.薄煤层软底工作面气囊與单体联合支护的技术实践[J].化工之友.2012（09）
[3]周福宝，刘应科，张仁贵.新型气囊式自动封闭装备研究[J]. 中国矿业大学学报.2013（05）
关键词：矿山；救援气囊；设计优化；措施
气囊密闭设备是矿山快速救援的重要设备，它可以在矿山发生火灾等事故进起到快速的隔绝空气，有效的阻止火热蔓延的作用。该装置可以起到昨时调风的作用，有助于抢险救护时的通风需要，属于重要的矿山通风设备。
1.快速气囊密闭的基本设计
1.1设计原理
快速气囊密闭技术是在自动化原理的支持下，采用主动充气的方式来达到密闭环境来保护人员安全撤离的目标。快速气囊密闭技术主要由高压气源、气囊、支架、高压胶管、压力补充装置等构成。在设计过程中要选择可以有效阻隔空气且耐高温的气囊材料以便于达到全面阻隔燃烧的目标。具体操作办法是在支架间安放气囊，并且保证压力补偿装置提供气囊工作时的能源，然后运用气压控制装置自动调节快速充气，从而保证打开满足隔绝需要的阻燃气囊空间。当出现矿山紧急情况后气囊装置可以根据烟感装置判断情况，然后自动打开气囊装置，也可由人工手动打开气囊装置，并且可以快速进行冲压，气囊随着充气量增加逐渐膨胀达到及时密闭效果，真正为矿山人员打开生命救护通道。
1.2气囊材料的选择
选择良好的气囊材料尤为重要。气囊材料不仅要有耐高温性，而且要有良好的耐腐蚀性，能够适应长期潮湿的矿山环境。因此气囊的材料直接影响气囊能否在关键时刻发挥作用。只有选择可靠性、安全性和持久性较好的气囊装置，才能满足矿山紧急救护使用需求。当前主要使用的气囊材料有橡胶，塑料薄膜、尼龙布等。通常橡胶的气密性较好，而且耐磨性较好。但是橡胶的重量较大，在紧急情况下需要更高的充气压力来支撑设备使用。但是橡胶气囊在制作的过程中需要特定模具，因此成本相对较高。塑料薄膜的质量虽然较轻，气密性也较好，但是塑料薄膜的耐磨性相对较差，塑料薄膜通常容易被坚硬锐利的物质刺破表面。尼龙布的耐磨性与气密性相对较差，但是可以快速充气，也可以满足长期使用的需求。当前为了满足矿山紧密救护的需求，还可以使用海军用冲锋艇材料海帕龙胶布。这种材料采用多层构造设计，内层主要为高强度的尼龙材料，外层主要运用氯磺化聚乙烯防腐涂层，该材料能达到更好的抗静电和抗腐蚀要求，材料的气密性较好，重要轻，气囊表层厚度相对较薄，可以有效的有用矿山复杂的环境当中。
1.3气囊的结构设计
当前气囊的形状主要由矩形和梯形两种形式，有具体设计过程中应当按照巷道的具体情况进行设计，这样更复合巷道的实际需求，满足提高阻燃效果的需求。矿山气囊的结构主要由于整体式与组合式构成，当巷道的断面小于5㎡时，可以采用整体式的设计，这样可以达到更好的密闭阻燃效果，如果巷道的横断面积更大，那么可以选用组合方式，这样可以提高充气的速度，满足实际阻燃的需要。在巷道的设计过程中还要注重巷道边缘与气囊的结合性，只有增加气囊与巷道边缘的结合度，这样才有效的减少漏气问题的出现，从而达到更好的阻燃密闭目标。传统的气囊设计是难以达到巷道的边角的，由于气囊的材质较为粗糙，这导致气囊与巷道边缘接触点少。因此在气囊设计的过程中应当通过预加压力的办法，使气囊的边缘呈现出曲线型的褶皱效果，这样可以随着气囊的不断充气，全面提高气囊的密闭性，并且使气囊的边缘预留的长度达到30厘米，从而使气囊的褶皱塞满巷道的边缘。
1.4压力补偿装置
压力补偿装置是保证矿山救护气囊密闭装置工作的重点，只有进行充足的空气补偿，才能符合快速充气的要求，同时保证气囊持久有效的工作。压力充气装置主要由高压胶管、气体减压阀，以及充气装置组成。为了提高空气供压装置的有效性，应当加强空气供压示数的读取，当前主要使用供气压力表对供压情况进行监测，注重使用空气压力表测量原始压力、二次减压压力，高压压力等数据，从而综合判断供压的具体情况，并且根据供压情况进行适当的压力调节。而且在压力供应时还要保证内外压的平衡，从而实现有效冲压，满足快速气囊的密闭工作的压力需求，切实提高气囊设备的工作效率，达到有效工作的目标。
2.矿山救护用快速气囊紧密技术优化措施
2.1提高气囊对巷道的适应性
在矿山救护快速气囊技术原理既定的情况下，只有提高气囊对矿山情况的适应性，才能最大限度的发挥出气囊的救护作用，不断满足紧急情况下的气囊使用需求。为此，应当根据矿山巷道情况，优化设计使用不同气囊形状。例如，在传统梯形与矩形设计的基础上，还要根据现代矿山挖掘技术的快速发展，不断推出拱形、圆拱形和三心拱形等不同条件下使用的气囊。这样才能提高气囊的密闭性。气囊设计要从隔离火区目标出发，还要注重气囊的内筋设计，具体可以在气囊上加装观察窗，同时有效的防止出现气囊变形的问题，注重根据通风和气囊压力变情况，适当的对气囊的形状进行调节，从而保证气囊与巷道有效接触的同时，还要能减少气囊与巷道摩擦力，达到有效防止变形的目标。
2.2优化气囊的充气方式
紧急情况下使用气囊必须保证气囊的快速充气，能够在最短的时间成完善隔离的操作目标。根据不同的巷道类型，其充分的方式与时间是不固定的，因此对针对当前矿山巷道中电缆多，单轨道交通，以及锚喷支护的现实，具体设计有效的充压方式，在达到快速冲压同时有效降低充压阻塞问题的出现。首先，提高密闭气囊对巷道断面的支护形式的适应性。其次，加强气囊与混凝土拱形巷道的通风考虑。第三，综合考虑气囊在矿山环境下的承压能力。第四，优化设计气囊的设置时间，并且模拟火灾情况，考核气囊可以承载的温度，从而保证发挥出气囊的实际作用。
2.3加强气囊的密闭测试
气囊的密闭测试是保证气囊有效发挥作用和提高气囊质量的重要设计环节，在气囊密闭性测试的过程中主要以更换气囊材料的方式来选择最合适的气囊材料，从而保证气囊设备有效性。首先，目前除上文提到的材料以外，还可以使用国外较为流行的有机硅材料。而且我国自主开发研制的聚酰来胺材料，该膜的生产率较高，而且成本相对低廉，满足工业化使用的需求。可以将该材料作为主巷道的密闭材料，从而起到有效的防止静电，快速加工，以及对气囊的机械强度有较高需求的要求。
3.矿山救护快速气囊应用实例
3.1有毒气体封堵
山西阳泉煤电二矿回采改造时发生有毒气候泄露事件，因此紧急使用快速密闭气囊进行封堵，采用快密闭气囊进行封堵，可以有效的防止出现有毒气体扩散问题，而且在找出泄露源后，以最快的速度对矿井进行恢复，极大的提高了救援效率，同时保证巷道安全，达到低成本救援的目标。
3.2火灾应用
对于火灾中应用紧急气囊的事例较多，本文选取邢台县永胜煤矿火灾事故为例，由于该矿的立井相对开阔，而且副井又遇到流沙怪问题的不断适时投入使用，这使得“独眼井”发生火灾时有可能酿成较大的安全事故。而且该矿的煤层含硫量高，因此在事故过程中主要使用了密闭性较好的快速气囊，通过可以简单快速操作的密封装置达到有效隔绝火险，促进设备快速发挥作用的目标，达到了全面阻燃的效果。
结论：
矿山救护用快速气囊设计优化主要从材质、工作效率，抗磨性，充气方式等方面进行优化，着力提高设备的安全度，保证设备可以在火险中发挥出实际作用。现代矿山用快速气囊密闭技术对操作的简便性有更高的要求，而且还要求矿山用密闭气囊有较便、低成本和易于长期存储的标准。
参考文献：
[1]马砺，倪兴华，宋先明，蔡周全.矿山救护用快速气囊密闭技术研究[J].山东煤炭科技. 2010（05）
[2]朱志广.薄煤层软底工作面气囊與单体联合支护的技术实践[J].化工之友.2012（09）
[3]周福宝，刘应科，张仁贵.新型气囊式自动封闭装备研究[J]. 中国矿业大学学报.2013（05）