一种矿用移动式干冰相变防灭火系统及实施防灭火的方法技术方案

本发明专利技术公开了一种矿用移动式干冰相变防灭火系统及实施防灭火的方法，包括钎杆式多功能测温系统、输气管路、气相色谱仪和惰性防灭火材料相变发生器机组；钎杆式多功能测温系统包括多功能钎杆；多功能钎杆设于煤矿工作面的煤体中；多功能钎杆的温度探头实时检测煤体温度，并通过矿用温度数显表显示；通过多功能钎杆的气体收集口采集煤矿工作面的煤体内气体；根据煤矿工作面的煤体温度和煤体内气体成分确定出煤体自然发火危险区域，控制惰性防灭火材料相变发生器机组产生灭火用惰性气体，并使灭火用惰性气体依次经过输气管路、气体通道和出气孔注入到自然发火危险区域中实现防灭火。本发明专利技术不仅安全可靠、精准可控，而且节约成本、操作简单，能够有效防治煤体自然发火。

Mine mobile dry ice phase change fire extinguishing system and method for implementing fire prevention and extinguishment

The invention discloses a mine mobile phase dry ice fire prevention system and implementation method of fire prevention, including drill rod type multifunctional temperature measurement system, gas pipeline, gas chromatograph and inert fire extinguishing materials phase generator unit; rod type multifunctional temperature measurement system comprises a multifunctional drill rod drill rod in coal mine; the working surface of the coal body function; multifunctional drill rod temperature probe real-time detection of coal temperature, and through the mine temperature digital display; by gas collecting multifunctional drill rod in the coal face of coal gas in the collection; the coal temperature and coal body gas composition determine the coal spontaneous combustion danger zone according to the coal industry, control of inertia fire with inert gas to prevent phase generator unit, and the fire extinguishing with inert gas passes through the gas pipeline, and a gas channel The blowhole is injected into the dangerous area of spontaneous combustion to realize fire prevention and extinguishment. The invention is not only safe, reliable, precise and controllable, but also saves cost and is easy to operate, and can effectively prevent spontaneous combustion of coal.

【技术实现步骤摘要】
一种矿用移动式干冰相变防灭火系统及实施防灭火的方法
本专利技术涉及煤体自然发火问题的防灭火措施领域，尤其涉及一种矿用移动式干冰相变防灭火系统及利用该系统对煤矿工作面实施防灭火的方法。
技术介绍
目前，煤矿治理煤体自然发火问题主要采用采空区注氮技术、液态二氧化碳防灭火技术、采空区滞留干冰或工作面堆放干冰等防灭火措施。采空区注氮技术是煤矿使用最为普遍防灭火措施，但常温下煤岩不吸附氮气，注氮一般只适用于密闭性较好的采空区，对于停采期间支架附近煤体、保安煤柱的自然发火无法进行防治。液态二氧化碳防灭火技术利用了煤岩吸附二氧化碳的特性，二氧化碳灭火效果也优于氮气，但液态二氧化碳状态不稳定、容易泄漏，这造成了一定的安全隐患。少数矿井采用采空区滞留干冰或工作面落山堆放干冰的方式，但堆放的干冰自然升华产生二氧化碳的速率较慢，升华速率无法控制，而且二氧化碳气体也大多会随风流漏走，无法进入煤体，因此这种方式也无法达到较好的防灭火效果。
技术实现思路
针对现有技术中的上述不足之处，本专利技术提供了一种矿用移动式干冰相变防灭火系统及实施防灭火的方法，不仅安全可靠、精准可控，而且节约成本、操作简单、移动方便、容易维护，能够有效防治煤体自然发火。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种矿用移动式干冰相变防灭火系统，用于对煤矿工作面实施防灭火，包括：钎杆式多功能测温系统、输气管路以及用于将惰性防灭火材料转化为灭火用惰性气体的惰性防灭火材料相变发生器机组；钎杆式多功能测温系统包括多功能钎杆、矿用温度数显表和电缆；电缆在多功能钎杆的内部由前端向后端延伸，并且电缆的前端与设于多功能钎杆前端内部的温度探头电连接，而电缆的后端与设于多功能钎杆外部的矿用温度数显表电连接；多功能钎杆的前端设有出气孔，多功能钎杆的后端设有气体收集口，并且该气体收集口设有密封盖；多功能钎杆的内部设有由前端向后端延伸的气体通道，并且气体通道的前端与出气孔连通，而气体通道的后端与气体收集口连通，同时气体通道的后端还通过输气管路与惰性防灭火材料相变发生器机组连通；多功能钎杆设置于煤矿工作面的煤体中；温度探头实时检测煤矿工作面的煤体温度，并通过矿用温度数显表显示；通过多功能钎杆的气体收集口采集煤矿工作面的煤体内气体；根据煤矿工作面的煤体温度和煤体内气体成分确定出煤体自然发火危险区域，控制惰性防灭火材料相变发生器机组产生灭火用惰性气体，并使灭火用惰性气体依次经过输气管路、气体通道和出气孔注入到煤体自然发火危险区域的煤体中，从而实现对煤体自然发火危险区域的防灭火。优选地，所述的多功能钎杆为多根，并且这些多功能钎杆设于煤矿工作面的不同部位的煤体中；所述的输气管路包括输气管路主干管和多条输气管路支管；输气管路支管与输气管路主干管连通，并且输气管路支管上均设有阀门；多根多功能钎杆分别与不同的输气管路支管连通，并且根据不同多功能钎杆所获取的煤矿工作面的煤体温度和煤体内气体成分确定出煤体自然发火危险区域，控制不同输气管路支管上的阀门开合，使灭火用惰性气体精准注入到煤体自然发火危险区域中。优选地，所述的输气管路主干管上设有阀门和气体流量计；所述的输气管路支管上设有气体流量计。优选地，所述多功能钎杆设置在煤体中的深度为3～5米，并且所述多功能钎杆的设置方向与水平面夹角为0°～90°。优选地，所述的控制惰性防灭火材料相变发生器机组产生灭火用惰性气体包括控制惰性防灭火材料相变发生器机组产生灭火用惰性气体的产气量和产气时间。优选地，多功能钎杆的气体通道的后端设有矿用管路快速接头；多功能钎杆的气体通道通过该矿用管路快速接头与输气管路连通。优选地，所述输气管路采用矿用胶管或钢管，并且输气管路的外壁设有保温材料。一种对煤矿工作面实施防灭火的方法，采用上述技术方案中所述的矿用移动式干冰相变防灭火系统对煤矿工作面实施防灭火。优选地，所述矿用移动式干冰相变防灭火系统包括钎杆式多功能测温系统、输气管路和惰性防灭火材料相变发生器机组；在煤矿工作面的多个不同区域分别设置钎杆式多功能测温系统，并利用这些钎杆式多功能测温系统探测各区域的煤体温度和煤体内气体成分；根据所述各区域的煤体温度和煤体内气体成分确定出煤体自然发火危险区域，并控制惰性防灭火材料相变发生器机组产生灭火用惰性气体，使灭火用惰性气体依次经过输气管路、气体通道和出气孔注入到煤体自然发火危险区域的煤体中，从而实现对煤矿工作面实施防灭火。优选地，在将灭火用惰性气体注入到煤体自然发火危险区域的煤体时，通过钎杆式多功能测温系统实时监测该煤体自然发火危险区域的煤体温度和煤体内气体成分，根据实时监测的该煤体自然发火危险区域的煤体温度和煤体内气体成分，调整注入到该煤体自然发火危险区域的灭火用惰性气体的注入量和注入时间。由上述本专利技术提供的技术方案可以看出，本专利技术所提供的矿用移动式干冰相变防灭火系统通过在煤矿工作面的不同区域设置多个钎杆式多功能测温系统来获取各区域的煤体温度和煤体内气体成分，若某区域的煤体温度较高且以较快速度继续上升，或者煤体内气体中出现浓度较高的指标气体，则将该区域确定为煤体自然发火危险区域；通过惰性防灭火材料相变发生器机组将惰性防灭火材料转化为灭火用惰性气体，并通过控制输气管路支管的阀门将灭火用惰性气体精准注入到煤体自然发火危险区域；在注入灭火用惰性气体的过程中实时监测该区域的煤体温度和煤体内气体成分，根据该区域的煤体温度和煤体内气体成分反馈，及时调整灭火用惰性气体的注入量，直至该区域的煤体温度和煤体内气体成分达到安全值，则停止向该区域注入灭火用惰性气体。由此可见，本专利技术不仅安全可靠、精准可控，而且节约成本、操作简单、移动方便、容易维护，能够有效防治煤体自然发火。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。图1为本专利技术实施例所提供矿用移动式干冰相变防灭火系统的结构示意图。图2为本专利技术实施例所提供钎杆式多功能测温系统的结构示意图。具体实施方式下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。下面对本专利技术所提供的矿用移动式干冰相变防灭火系统进行详细描述。一种矿用移动式干冰相变防灭火系统，用于对煤矿工作面实施防灭火，其具体结构可以包括：钎杆式多功能测温系统、输气管路以及用于将惰性防灭火材料转化为灭火用惰性气体的惰性防灭火材料相变发生器机组。钎杆式多功能测温系统包括多功能钎杆、矿用温度数显表和电缆；电缆在多功能钎杆的内部由前端向后端延伸，并且电缆的前端与设于多功能钎杆前端内部的温度探头电连接，而电缆的后端与设于多功能钎杆外部的矿用温度数显表电连接。多功能钎杆的前端设有出气孔，多功能钎杆的后端设有气体收集口，并且该气体收集口设有密封盖；多功能钎杆的内部设有由前端向后端延伸的气体通道，并且气体通道的前端与出气孔连通，而气体通道的后端与气体收集口连通，同时气体通道的后本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种矿用移动式干冰相变防灭火系统，用于对煤矿工作面实施防灭火，其特征在于，包括：钎杆式多功能测温系统、输气管路以及用于将惰性防灭火材料转化为灭火用惰性气体的惰性防灭火材料相变发生器机组；钎杆式多功能测温系统包括多功能钎杆、矿用温度数显表和电缆；电缆在多功能钎杆的内部由前端向后端延伸，并且电缆的前端与设于多功能钎杆前端内部的温度探头电连接，而电缆的后端与设于多功能钎杆外部的矿用温度数显表电连接；多功能钎杆的前端设有出气孔，多功能钎杆的后端设有气体收集口，并且该气体收集口设有密封盖；多功能钎杆的内部设有由前端向后端延伸的气体通道，并且气体通道的前端与出气孔连通，而气体通道的后端与气体收集口连通，同时气体通道的后端还通过输气管路与惰性防灭火材料相变发生器机组连通；多功能钎杆设置于煤矿工作面的煤体中；温度探头实时检测煤矿工作面的煤体温度，并通过矿用温度数显表显示；通过多功能钎杆的气体收集口采集煤矿工作面的煤体内气体；根据煤矿工作面的煤体温度和煤体内气体成分确定出煤体自然发火危险区域，控制惰性防灭火材料相变发生器机组产生灭火用惰性气体，并使灭火用惰性气体依次经过输气管路、气体通道和出气孔注入到煤体自然发火危险区域的煤体中，从而实现对煤体自然发火危险区域的防灭火。...

【技术特征摘要】
1.一种矿用移动式干冰相变防灭火系统，用于对煤矿工作面实施防灭火，其特征在于，包括：钎杆式多功能测温系统、输气管路以及用于将惰性防灭火材料转化为灭火用惰性气体的惰性防灭火材料相变发生器机组；钎杆式多功能测温系统包括多功能钎杆、矿用温度数显表和电缆；电缆在多功能钎杆的内部由前端向后端延伸，并且电缆的前端与设于多功能钎杆前端内部的温度探头电连接，而电缆的后端与设于多功能钎杆外部的矿用温度数显表电连接；多功能钎杆的前端设有出气孔，多功能钎杆的后端设有气体收集口，并且该气体收集口设有密封盖；多功能钎杆的内部设有由前端向后端延伸的气体通道，并且气体通道的前端与出气孔连通，而气体通道的后端与气体收集口连通，同时气体通道的后端还通过输气管路与惰性防灭火材料相变发生器机组连通；多功能钎杆设置于煤矿工作面的煤体中；温度探头实时检测煤矿工作面的煤体温度，并通过矿用温度数显表显示；通过多功能钎杆的气体收集口采集煤矿工作面的煤体内气体；根据煤矿工作面的煤体温度和煤体内气体成分确定出煤体自然发火危险区域，控制惰性防灭火材料相变发生器机组产生灭火用惰性气体，并使灭火用惰性气体依次经过输气管路、气体通道和出气孔注入到煤体自然发火危险区域的煤体中，从而实现对煤体自然发火危险区域的防灭火。2.根据权利要求1所述的矿用移动式干冰相变防灭火系统，其特征在于，所述的多功能钎杆为多根，并且这些多功能钎杆设于煤矿工作面的不同部位的煤体中；所述的输气管路包括输气管路主干管和多条输气管路支管；输气管路支管与输气管路主干管连通，并且输气管路支管上均设有阀门；多根多功能钎杆分别与不同的输气管路支管连通，并且根据不同多功能钎杆所获取的煤矿工作面的煤体温度和煤体内气体成分确定出煤体自然发火危险区域，控制不同输气管路支管上的阀门开合，使灭火用惰性气体精准注入到煤体自然发火危险区域中。3.根据权利要求2所述的矿用移动式干冰相变防灭火系统，其特征在于，所述的输气管路主干管上设有阀门和气体流量计；所述的输气管路支管上设有气体流量计。4.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦跃平，刘伟，杨小彬，陈有强，王文强，张继友，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：发明
国别省市：北京,11