高地温巷道综放工作面采空区端头遗煤防自燃装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了高地温巷道综放工作面采空区端头遗煤防自燃装置，高度自适应防漏风气囊包括上下层叠布置的多个折叠气囊体，且相邻的折叠气囊体之间设有自破裂弹性膜，最底层的折叠气囊体与注气泵连接；阻化细水雾喷头内沿其长度方向贯通设有液路通道，所述喷出部件内部环绕液路通道设有多个气路通道，每个气路通道的一端与液路通道连通，另一端通过气路软管连接至注气泵；所述喷出部件安装在高度自适应防漏风气囊的中部侧面，且液路通道连接至阻化水储罐。本实用新型专利技术既可以起到采空区上下端头堵漏风作用，又可以将阻化水以细水雾的形式喷到采空区遗煤上，减小了采空区煤的氧化速度，有效的防止了采空区遗煤自燃。

【技术实现步骤摘要】
高地温巷道综放工作面采空区端头遗煤防自燃装置
本技术涉及一种防自燃装置，具体是一种高地温巷道综放工作面采空区端头遗煤防自燃装置，属于煤矿采空区自燃防治领域。
技术介绍
随着我国东部及部分中部地区进入深地开采，高地温矿井越来越普遍，高地温矿井具有较高的地温梯度(＞3℃/100m)，煤体蓄热条件较好，其综放工作面顶煤放出率往往小于80％，且遗煤堆积高度一般大于0.4m，综放工作面上下端头因为悬顶问题漏风严重，使得采空区遗煤处于高氧环境。若高地温矿井的综放工作面推进速度较慢，遗煤暴露时间大于煤层自燃发火期，采空区遗煤有自燃隐患，一旦综放工作面采空区发生火灾，会影响矿井正常生产甚至造成人身伤害。针对高地温矿井的综放工作面采空区遗煤自燃问题，目前的解决思路主要有以下两种：①切断采空区遗煤的高氧供应，使得氧浓度尽可能小于15％；②延长煤体自燃发火期，以减小煤的氧化速度和氧化生热。对于思路①，主要是要解决综放面端头采空区漏风问题，主要的方式包括架设挡风帘、密闭墙和充填袋等，如专利CN106285779A公布了一种煤矿井下环保型充气式密闭墙，专利CN201621097287.5公布了一种煤矿胶结充填防漏浆折叠装置，专利CN201520315215.2公布了一种用于采空区的充填气囊，专利CN201610459242.6公布了一种沿空留巷混凝土充填墙环形气囊模板，专利CN201420611718.X公布了一种用于煤矿采空区充填的多层气囊袋。对于思路②，主要是通过物理或化学方法减小煤的氧化速度，主要的方式包括将浆体、惰气或阻化剂等“喷”或“注”入采空区；关于采空区灌浆方面的研究较多，但是工程量大，效果一般。如关于采空区注惰气，专利CN201610291025.0、CN201610845053.2等对采空区注氮系统进行了介绍；关于采空区喷阻化剂，专利CN201810338742.3一种矿用气雾阻化剂喷洒方法，专利CN201710181047.6介绍了一种防治井下采空区煤炭自燃的氮气阻化汽雾制备方法及系统。综合上述解决方案，思路①的解决方案中，端头防漏风装置功能单一、整体系统设计不够合理；思路②的方案中矿用细水雾喷头结构复杂、工程量大，雾化效果难以真正发挥该项技术优势。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的问题，本技术的目的是提供一种高地温巷道综放工作面采空区端头遗煤防自燃装置，结构合理，能够解决综放面采空区端面漏风问题；同时工程量小，能够减小煤的氧化速度，可以对采空区遗煤自燃起到综合防治作用。为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：一种高地温巷道综放工作面采空区端头遗煤防自燃装置，包括高度自适应防漏风气囊和阻化细水雾喷头，所述高度自适应防漏风气囊包括上下层叠布置的多个折叠气囊体，且相邻的折叠气囊体之间设有自破裂弹性膜，最底层的折叠气囊体表面设有充气孔，所述充气孔通过注气管线与注气泵连接，注气管线上设有单向阀；所述阻化细水雾喷头包括喷出部件，所述喷出部件内沿其长度方向贯通设有一液路通道，所述喷出部件内部环绕液路通道设有多个气路通道，每个气路通道的一端与液路通道连通，另一端连通至喷出部件表面与各气路通道对应设置的气动接头，所述气动接头通过气路软管连接至注气泵；所述喷出部件安装在高度自适应防漏风气囊的中部侧面，且液路通道的后端通过一注液泵连接至阻化水储罐。优选的，为了方便安装阻化细水雾喷头，所述喷出部件配合卡接在一喷头底座上，所述喷头底座上下表面贯通设有通孔，所述通孔与液路通道连通，所述喷头底座底部的空心螺栓配合旋入高度自适应防漏风气囊中部侧面安装的一内螺纹套管的一端，内螺纹套管的另一端连接一液路胶管的一端，液路胶管的另一端通过注液泵连接至阻化水储罐，阻化细水雾喷头通过内螺纹套管可以稳固安装在高度自适应防漏风气囊的侧面。作为一个优选的方案，所述喷出部件包括沿喷出方向同轴设置的喷出体和喷出腔，所述喷出体为圆柱形，所述喷出腔包括筒形腔体壁板和从一侧封住筒形腔体壁板的封底板，所述喷出体沿喷出腔中轴线方向配合坐设在喷出腔内的封底板上，且喷出体露出喷出腔的一端环绕周向设有连接凸缘，环绕喷出体端面周向均布的多个紧固螺栓穿过连接凸缘并旋入喷出腔的筒形腔体壁板的端面将喷出体与喷出腔固定在一起；所述喷出体露出喷出腔的一端设有一气液混合室，所述气液混合室表面设有喷出孔，液路通道包括沿喷出方向设在喷出体内的第一液路和贯通设在封底板上的第二液路，第一液路和第二液路连通。喷出部件由分体的多个部件组成，方便组装和维护，如果出现堵塞等故障可以快速拆卸并针对性更换某一部件，不需要整体更换、节约了成本；方便了对喷出部件的清洗；且各个部件可单独加工，降低了整体制造的难度。更优选的，所述第一液路朝向封底板的一端与第二液路通过螺纹配合在一起，且第一液路与第二液路相接的部位设有密封垫圈。通过螺纹配合连接更紧密，由于密封垫圈有一定的厚度，在紧固后紧固螺栓可以提供预紧力保证气体或液体不会泄漏到喷出体与喷出腔之间的部位。进一步的，所述筒形腔体壁板环绕其内壁设有一圈定位环槽，所述定位环槽与筒形腔体壁板端面之间的筒形腔体壁板的内壁表面设有若干定位竖槽，所述定位竖槽与定位环槽连通，且所述喷出体周向表面与定位竖槽位置对应设有若干定位块。安装时定位块分别对准定位竖槽，定位块顺着定位竖槽进入定位环槽中从而使喷出体沿喷出腔中轴线方向配合坐设在喷出腔内的封底板上，再旋转喷出体使定位块在定位环槽中移动从而将喷出体与喷出腔牢固连接固定在一起。优选的，所述多个气路通道环绕液路通道分布设置，且各气路通道与液路通道之间的夹角不等。可以分别保证气路通道与液路通道之间的夹角α为30°、40°、50°、60°、70°、80°、90°，各气动接头设在垂直于喷出部件中轴线的同一个平面内，各气路通道与液路通道的连接点在液路通道的同一横截面上。上述设置可以保证注入气体的起点在垂直于喷出部件中轴线的同一平面上，气体与液体的混合位置在液路通道上的同一位置点，有利于研究不同气路通道角度与气体压力以及喷出细水雾流速之间的关系。本技术所述最上层的折叠气囊体表面可铺设一层触顶海绵。触顶海绵的作用有两个，一是保护气囊顶层，二是充分填充气囊顶表面和顶板之间的空隙。优选的，每个折叠气囊体内部设有压力感应膜片，所述压力感应膜片分别电连接至高度自适应防漏风气囊外部的控制单元，所述控制单元的输出端连接至控制台，所述控制台上设有显示仪。所述的压力感应膜片可以反馈每层折叠气囊体的内部压力，压力信号通过控制单元传入控制台上的显示仪内，显示仪绿灯亮表示压力状态正常，显示仪红灯亮表示气囊压力状态异常。其显示机理为：当所有压力感应膜片反馈压力为P0或P3(P0为每层折叠气囊体内自然状态下的气压，P3为每层折叠气囊体在充气条件下的标准压力)时，说明折叠气囊体压力正常，当有压力感应膜片反馈压力最终显示为其他值时，说明折叠气囊体有漏气或其他异常的状态，显示仪显示红灯。进一步的，最上层的折叠气囊体顶部设有触顶感应膜片，所述触顶感应膜片与控制单元电连接，控制单元的另一个输出端连接至注气泵。当最上层的折叠气囊体触顶后，触顶感应膜片能将压力信号反馈到控制单元，控制单元检测到压力大于预设值、控制注气泵停止注气，当触顶压力没达到设定值时，充气过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高地温巷道综放工作面采空区端头遗煤防自燃装置，其特征在于，包括高度自适应防漏风气囊(200)和阻化细水雾喷头(100)，所述高度自适应防漏风气囊(200)包括上下层叠布置的多个折叠气囊体(210)，且相邻的折叠气囊体(210)之间设有自破裂弹性膜(220)，最底层的折叠气囊体(210)表面设有充气孔(211)，所述充气孔(211)通过注气管线(230)与注气泵(250)连接，注气管线(230)上设有单向阀(240)；所述阻化细水雾喷头(100)包括喷出部件，所述喷出部件内沿其长度方向贯通设有一液路通道(101)，所述喷出部件内部环绕液路通道(101)设有多个气路通道(102)，每个气路通道(102)的一端与液路通道(101)连通，另一端连通至喷出部件表面与各气路通道(102)对应设置的气动接头(102‑1)，所述气动接头(102‑1)通过气路软管(102‑2)连接至注气泵(250)；所述喷出部件安装在高度自适应防漏风气囊(200)的中部侧面，且液路通道(101)的后端通过一注液泵(12)连接至阻化水储罐(11)。

【技术特征摘要】
1.一种高地温巷道综放工作面采空区端头遗煤防自燃装置，其特征在于，包括高度自适应防漏风气囊(200)和阻化细水雾喷头(100)，所述高度自适应防漏风气囊(200)包括上下层叠布置的多个折叠气囊体(210)，且相邻的折叠气囊体(210)之间设有自破裂弹性膜(220)，最底层的折叠气囊体(210)表面设有充气孔(211)，所述充气孔(211)通过注气管线(230)与注气泵(250)连接，注气管线(230)上设有单向阀(240)；所述阻化细水雾喷头(100)包括喷出部件，所述喷出部件内沿其长度方向贯通设有一液路通道(101)，所述喷出部件内部环绕液路通道(101)设有多个气路通道(102)，每个气路通道(102)的一端与液路通道(101)连通，另一端连通至喷出部件表面与各气路通道(102)对应设置的气动接头(102-1)，所述气动接头(102-1)通过气路软管(102-2)连接至注气泵(250)；所述喷出部件安装在高度自适应防漏风气囊(200)的中部侧面，且液路通道(101)的后端通过一注液泵(12)连接至阻化水储罐(11)。2.根据权利要求1所述的高地温巷道综放工作面采空区端头遗煤防自燃装置，其特征在于，所述喷出部件配合卡接在一喷头底座(130)上，所述喷头底座(130)上下表面贯通设有通孔，所述通孔与液路通道(101)连通，所述喷头底座(130)底部的空心螺栓(131)配合旋入高度自适应防漏风气囊(200)中部侧面安装的一内螺纹套管(212)的一端，内螺纹套管(212)的另一端连接一液路胶管(13)的一端，液路胶管(13)的另一端通过注液泵(12)连接至阻化水储罐(11)。3.根据权利要求1所述的高地温巷道综放工作面采空区端头遗煤防自燃装置，其特征在于，所述喷出部件包括沿喷出方向同轴设置的喷出体(110)和喷出腔(120)，所述喷出体(110)为圆柱形，所述喷出腔(120)包括筒形腔体壁板(121)和从一侧封住筒形腔体壁板(121)的封底板(122)，所述喷出体(110)沿喷出腔(120)中轴线方向配合坐设在喷出腔(120)内的封底板(122)上，且喷出体(110)露出喷出腔(120)的一端环绕周向设有连接凸缘(111)，环绕喷出体(110)端面周向均布的多个紧固螺栓(112)穿过连接凸缘(111)并旋入喷出腔(120)的筒形腔体壁板(121)的端面将喷出体(110)与喷出腔(120)固定在一起；所述喷出体(110)露出喷出腔(120...

【专利技术属性】
技术研发人员：他旭鹏，张源，孙庆富，万志军，路宁，熊路长，王骏辉，杨壮壮，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：新型
国别省市：江苏,32