一种矿用液氮防灭火系统及其使用方法技术方案

本发明专利技术公开了一种矿用液氮防灭火系统，包括液氮罐槽车、低温液体泵、缓冲罐和液氮气化装置，其中，液氮罐槽车与低温液体泵之间通过输送软管连接，输送软管上设置有第一控制阀；低温液体泵与缓冲罐之间通过保温管连接，保温管上设置有真空阀，在真空阀与缓冲罐之间设置有第二控制阀，真空阀上连接有低温真空泵；缓冲罐的底部设置有缓冲罐底部开口，缓冲罐底部开口上连接有注液氮管道，注液氮管道上设置有第三控制阀；缓冲罐底部开口上还连接有输送管，输送管与液氮气化装置的输入口连接，输送管上设置有第四控制阀；液氮气化装置的输出口上连接有注气氮管道，注气氮管道上设置有第五控制阀。本发明专利技术还公开了一种采用矿用液氮防灭火系统化进行防灭火的使用方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及液氮防灭火
，尤其涉及一种用于煤矿中液氮灌注矿用液氮防灭火系统及其使用方法。
技术介绍
我国国有重点煤矿中存在自然发火危险的矿井约占51.3%，由于自燃引起的火灾占总火灾数的90%以上。现阶段常用的常规防灭火技术主要有黄泥砂灌浆、凝胶、阻化剂、泡沫等。上述技术需要消耗大量的泥沙或者水，渗透性不好，不易分散到煤体内，覆盖面积小，并且还会恶化井下工作环境，影响煤质，腐蚀井下设备。氮气灭火既能迅速扑灭几万米的大型火区，又能抑制火区内可燃气体爆炸，提高灭火过程中的安全性。特别是液氮灭火，液氮在气化过程中，会吸收大量的热量，可快速冷却采空区环境温度，大大缩短采空区浮煤氧化的时间，同时延长采空区浮煤自然发火的周期。但是现在常温氮气和液氮防灭火系统多需要两套相互独立的运输管路，提高了防灭火的花费。而且液氮开始注入到管路中时，由于管路中存在的常温气体的影响，导致管路中出现气塞等现象，使液氮难以进入井下，并且造成系统不稳定，威胁系统安全。这些原因导致了常温氮气和液氮防灭火效率在现有生产技术条件下难以大幅度提高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种集液氮防灭火和气氮防灭火于一体的矿用液氮防灭火系统及其使用方法。本专利技术技术方案提供一种矿用液氮防灭火系统，包括液氮罐槽车、低温液体泵、缓冲罐和液氮气化装置，其中，所述液氮罐槽车与所述低温液体泵之间通过输送软管连接，所述输送软管上设置有第一控制阀；所述低温液体泵与所述缓冲罐之间通过保温管连接，所述保温管上设置有真空阀，在所述真空阀与所述缓冲罐之间设置有第二控制阀，所述真空阀上连接有低温真空泵；所述缓冲罐的底部设置有缓冲罐底部开口，所述缓冲罐底部开口上连接有注液氮管道，所述注液氮管道上设置有第三控制阀；所述缓冲罐底部开口上还连接有输送管，所述输送管与所述液氮气化装置的输入口连接，所述输送管上设置有第四控制阀；所述液氮气化装置的输出口上连接有注气氮管道，所述注气氮管道上设置有第五控制阀。进一步地，所述缓冲罐的顶部设置有缓冲罐顶部开口，所述缓冲罐顶部开口与所述注气氮管道之间设置有气氮输送管道，所述气氮输送管道的一端与所述缓冲罐顶部开口连接，其另一端连接在所述注气氮管道上，并位于所述第五控制阀与所述液氮气化装置的所述输出口之间。进一步地，所述保温管上设置有压力表。进一步地，所述保温管上设置有第一三通阀，所述真空阀连接在所述第一三通阀的一个输出端口上。进一步地，所述缓冲罐底部开口上设置有第二三通阀，所述输送管与所述注液氮管道分别连接在所述第二三通阀的两个输出端口上。本专利技术技术方案还提供一种采用上述矿用液氮防灭火系统进行防灭火的使用方法，其包括如下步骤:步骤1:关闭第一控制阀和第二控制阀，开启真空阀和低温真空泵，对保温管进行抽气，直至所述保温管处于真空状态；步骤2:关闭所述真空阀，并开启所述第一控制阀和所述第二控制阀，液氮从液氮罐槽车中流入低温液体泵，经所述低温液体泵对液氮进行保温增压后，液氮经保温管进入缓冲罐内；步骤3:若使用液氮进行防灭火，则开启注液氮管道上的第三控制阀，液氮将从缓冲罐的缓冲罐底部开口进入所述注液氮管道内，并经由所述注液氮管道喷出，以进行防灭火；若使用气氮进行防灭火，则开启输送管上的第四控制阀和注气氮管道上的第五控制阀，液氮顺次经过所述缓冲罐底部开口和所述输送管进入液氮气化装置内进行气化，将液氮气化为气氮，气氮经由所述注气氮管道喷出，以进行防灭火。进一步地，所述缓冲罐的顶部设置有缓冲罐顶部开口，所述缓冲罐顶部开口与所述注气氮管道之间设置有气氮输送管道，所述气氮输送管道的一端与所述缓冲罐顶部开口连接，其另一端连接在所述注气氮管道上，并位于所述第五控制阀与所述液氮气化装置的所述输出口之间；在所述步骤3中还包括:若使用气氮进行防灭火，在所述保温管和所述缓冲罐中由液氮气化形成的气氮，经由所述气氮输送管道进入所述注气氮管道内，由所述注气氮管道喷出。进一步地，所述保温管上设置有压力表；所述步骤I中还包括:在对保温管进行抽气时，观察所述压力表直至所述压力表上显示的压力保持不变，则所述保温管处于真空状??τ O进一步地，若既需要使用液氮进行防灭火，又需要使用气氮进行防灭火，则保持开启所述第三控制阀、所述第四控制阀和所述第五控制阀。采用上述技术方案，具有如下有益效果:本专利技术提供的矿用液氮防灭火系统及其使用方法，将液氮防灭火和气氮防灭火集于一体，无需单独铺设气氮运输管路系统，并在保温管上设置真空阀和低温真空泵，将其抽至真空状态，解决了液氮输送过程中的堵塞现象，液氮灌注效率提高30%以上。【附图说明】图1为本专利技术一实施例提供的矿用液氮防灭火系统的示意图。附图标记对照表:1-液氮罐槽车；2-低温液体泵；21-压力表；3-缓冲罐；31-缓冲罐底部开口；32-缓冲罐顶部开口；33-第二三通阀；4-液氮气化装置；41-输入口；42-输出口；5-输送软管；51-第一控制阀；6-保温管；61-第二控制阀；63-真空阀；64-低温真空泵；7-注液氮管道；71-第三控制阀；8-注气氮管道；81-第五控制阀；9-输送管；91-第四控制阀；10-气氮输送管道；100-液氮。【具体实施方式】下面结合附图来进一步说明本专利技术的【具体实施方式】，其中相同的零部件用相同的附图标记表示。如图1所示，本专利技术一实施例提供的一种矿用液氮防灭火系统，包括液氮罐槽车1、低温液体泵2、缓冲罐3和液氮气化装置4。其中，液氮罐槽车I与低温液体泵2之间通过输送软管5连接，输送软管5上设置有第一控制阀51。低温液体泵2与缓冲罐3之间通过保温管6连接，保温管6上设置有真空阀63，在真空阀63与缓冲罐3之间设置有第二控制阀61，真空阀63上连接有低温真空泵64。缓冲罐3的底部设置有缓冲罐底部开口 31，缓冲罐底部开口 31上连接有注液氮管道7，注液氮管道7上设置有第三控制阀71。缓冲罐底部开口 31上还连接有输送管9，输送管9与液氮气化装置4的输入口 41连接，输送管9上设置有第四控制阀91。液氮气化装置4的输出口 42上连接有注气氮管道8，注气氮管道8上设置有第五控制阀81。本专利技术提供的矿用液氮防灭火系统，主要用于煤矿中进行防火或灭火，采用液氮灌注的方式，也可称之为煤矿液氮灌注矿用液氮防灭火系统。液氮灌注也即是将液氮采用灌注的方式输送到指定位置进行防灭火。该矿用液氮防灭火系统，包括液氮罐槽车1、低温液体泵2、缓冲罐3和液氮气化装置4。液氮罐槽车I为用于储存液氮100，并运输液氮的车，其通过液氮罐存储液氮。低温液体泵2为用来输送低温液体(液氮100)的泵，它的用途是，在将低温液氮从压力低的场所输送到压力高的场所，也即是对液氮进行保温加压之后，利于液氮喷出进行灭火。缓冲罐3为用来存储由低温液体泵2传输来的液氮100，再将液氮100根据需要输入气氮灭火管道，进行气氮灭火或液氮灭火管道，进行液氮灭火。液氮气化装置4，用来将从缓冲罐3输入的液氮100进行气化，使其转变为气氮，采用气氮灭火。气氮灭火的好处为液氮在气化过程中，会吸收大量的热量，可快速冷却采空区环境温度，大大缩短采空区浮煤氧化的时间，同时延长采空区浮煤自然发火的周期。在液氮罐槽车I与低温液体泵2之间通过输送软管5连接，输送软管5上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种矿用液氮防灭火系统，其特征在于，包括液氮罐槽车、低温液体泵、缓冲罐和液氮气化装置，其中，所述液氮罐槽车与所述低温液体泵之间通过输送软管连接，所述输送软管上设置有第一控制阀；所述低温液体泵与所述缓冲罐之间通过保温管连接，所述保温管上设置有真空阀，在所述真空阀与所述缓冲罐之间设置有第二控制阀，所述真空阀上连接有低温真空泵；所述缓冲罐的底部设置有缓冲罐底部开口，所述缓冲罐底部开口上连接有注液氮管道，所述注液氮管道上设置有第三控制阀；所述缓冲罐底部开口上还连接有输送管，所述输送管与所述液氮气化装置的输入口连接，所述输送管上设置有第四控制阀；所述液氮气化装置的输出口上连接有注气氮管道，所述注气氮管道上设置有第五控制阀。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王俭，周福宝，严永胜，史波波，周光华，钱钧，刘洪刚，占天鹏，
申请(专利权)人：神华集团有限责任公司，神华宁夏煤业集团有限责任公司，中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11