为研究具有快速密闭、柔性缓冲、远程调控等性能的气囊,制备了以玻璃纤维布为承力层的复合囊壁材料,测试了材料的阻燃及拉伸性能;进行了冲击波作用下的气囊缓冲模拟实验;研究了气囊远程控制及环境感知系统,在模拟巷道开展了试验测试.结果表明:制备的复合囊壁材料拉伸强度为128.37 MPa,极限氧指数为27.6%,达到了难燃材料的等级;在3种冲击载荷（0.7,0.8,0.9 MPa）作用下气囊位移量小于24 cm,应力和能量分布均匀;密闭气囊在5 min内能够完成巷道的完全封堵,气囊每小时的压力下降值低于5%;密闭内外两侧压差保持稳定,漏风率控制在5%以内,能够对灾变区域风烟流有效快速隔离.

国家重点研发计划项目（2018YFC0808104）；

1 囊壁材料制备及性能测试
1.1 囊壁材料的制备
1.1.1 实验原料
1.1.2 制备过程
1) 改性纳米CaCO3的制备
2) 改性纳米CaCO3增韧PVC涂层材料制备
3) ZHS和Sb2O3阻燃PVC涂层材料的制备
4) 密闭气囊囊壁材料的制备
1.2 囊壁材料性能测试及分析
1.2.1 囊壁材料拉伸性能分析
1.2.2 囊壁材料阻燃性能分析
(1) 极限氧指数分析
(2) 锥形量热实验测试
2 密闭气囊设计及灾区环境感知性能
2.1 气囊结构设计
2.2 密闭气囊缓冲性能模拟
2.2.1 密闭气囊有限元模型
2.2.2 密闭气囊缓冲特性分析
1) 冲击波荷载作用下气囊位移云图
2) 冲击波载荷作用下气囊应力分布
3) 冲击波载荷作用下能量分布
3 灾变区域动态感知系统
3.1 密闭气囊远程控制系统
3.2 灾变区域动态感知系统
4 气囊密闭效果现场测试
4.1 现场试验设置
4.2 气囊自身气密性测试
4.3 现场试验
5 结 论

刘尚明,马砺,魏高明,郭英,陈新宇.井下灾变风烟流快速密闭气囊特性[J].中国矿业大学学报,2021,50(04):735-743.