一种用于矿井下的采空区循环阻燃装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于矿井下的采空区循环阻燃装置及方法，该装置包括设置在采煤机液压支架组的底座上的导向底座和在所述导向底座上往复滑动的喷洒装置，所述喷洒装置向采煤机液压支架后方采空区喷洒阻化剂；相邻两个导向单元之间设置有用于控制所述喷洒装置工作的信号感应机构；该方法包括步骤：一、喷洒装置的初定位；二、喷洒装置的正向移动及喷洒；三、喷头组件的换向；四、喷洒装置的反向移动及喷洒；五、喷头组件的复原及阻化剂的补充喷洒；六、循环作业，直至采煤作业完毕。本发明专利技术在采煤机液压支架工作中对采煤机液压支架后方的采空区及时进行阻化剂喷洒，使采空区的阻燃区域无死角，保证采煤工作的安全，便于推广使用。

【技术实现步骤摘要】
一种用于矿井下的采空区循环阻燃装置及方法
本专利技术属于煤矿安全设备
，具体涉及一种用于矿井下的采空区循环阻燃装置及方法。
技术介绍
煤矿开采过程，需要将地下煤炭资源开采运走，一般会在掘进过程中，采用类似道路上过山隧道方法，逐步打通地下煤炭所在位置到煤矿井口间的隧道，一般会将开采过程中遇到的矿石、煤炭等运送到地面，以便形成合理的运送和开采作业面，随着煤炭和其他矿石的不断运出，地下形成了煤炭采空区。不同的开采技术的运用，让采空区煤自燃问题有所缓解，但采空区遗煤、丢煤情况仍然较为普遍，采煤工作面由于流动性以及不会绝对密封的特性，矿井内风流漏向采空区，使空气中的氧气与煤炭发生缓慢氧化反应，释放热量，当热量积聚到一定程度，煤体开始燃烧，最终发生现实中常见的采空区煤自燃，严重的可以引起大面积的火灾，甚至瓦斯爆炸。现有的向矿井下采空区喷洒阻化剂防治煤自燃的技术一般采用煤层表面喷洒和用钻孔向煤体压注的方式。表面喷洒是从支架间隙向采空区喷洒，每间隔5组支架喷1次，每次喷洒至少6min，流量不小于35L/min；对可能或已经开始氧化发热的煤体进行打钻压注阻化剂。但这些方法都会存在阻化剂不易喷洒均匀、阻燃效果不均、喷洒点间隔较远、覆盖面积容易受到环境因素影响、单次所需阻化剂用量较大、成本较高等缺点。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种用于矿井下的采空区循环阻燃装置，其设计新颖合理，在喷洒装置正向移动时对当前推进的采煤机液压支架后方的采空区进行阻化剂喷洒，在喷洒装置反向移动时在当前未推进的采煤机液压支架上对旁侧已推进的采煤机液压支架后方的采空区进行阻化剂喷洒，在正向移动和反向移动之间控制喷头组件反转以适应不同行程的喷洒需求，随后，在初始导向单元所在位置对初始导向单元所在采煤机液压支架后方进行阻化剂补喷，使采空区的阻燃区域无死角，保证采煤工作的安全，便于推广使用。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种用于矿井下的采空区循环阻燃装置，其特征在于：包括设置在采煤机液压支架组的底座上且沿采空区宽度方向布设的导向底座和在所述导向底座上往复滑动的喷洒装置，所述采煤机液压支架组包括多个采煤机液压支架，所述导向底座包括多个导向单元，所述导向单元和采煤机液压支架的数量相同且一一对应，所述喷洒装置向采煤机液压支架后方采空区喷洒阻化剂；相邻两个所述导向单元之间设置有用于控制所述喷洒装置工作的信号感应机构，所述信号感应机构包括设置在一个所述导向单元端部的红外信号发射器和设置在另一个所述导向单元端部且与红外信号发射器配合的红外信号接收器；所述喷洒装置包括沿所述导向单元移动的移动底座、设置在移动底座上的贮存罐、与贮存罐内部连通且沿采煤机液压支架前进方向伸缩的伸缩出料管、与所述伸缩出料管转动连接且用于向采煤机液压支架后方采空区喷洒阻化剂的喷头组件、以及用于控制所述喷头组件以伸缩出料管中心线为转轴转动的转动控制机构。上述的一种用于矿井下的采空区循环阻燃装置，其特征在于：位于所述导向底座一端的所述导向单元上设置有感应所述喷洒装置位置的第一位置感应装置，位于所述导向底座另一端的所述导向单元上设置有感应所述喷洒装置位置的第二位置感应装置，所述第一位置感应装置和第二位置感应装置均为激光对射器。上述的一种用于矿井下的采空区循环阻燃装置，其特征在于：所述喷头组件包括与所述伸缩出料管转动连接的喷管、与喷管远离伸缩出料管一端连通的空心分流座、以及与空心分流座连通的喷嘴安装座和设置在喷嘴安装座上的喷嘴，所述空心分流座与喷嘴安装座之间设置有两个磁性软管，所述磁性软管与空心分流座转动连接，所述磁性软管与喷嘴安装座固定连接，所述空心分流座上还设置有用于控制磁性软管转动的弧形磁感线圈，所述弧形磁感线圈穿设在两个磁性软管之间。上述的一种用于矿井下的采空区循环阻燃装置，其特征在于：所述转动控制机构包括设置在伸缩出料管伸出端外侧的主动齿轮、控制主动齿轮旋转的驱动电机、以及固定套设在所述喷管上且与主动齿轮传动连接的从动齿轮，从动齿轮的宽度大于主动齿轮的宽度。上述的一种用于矿井下的采空区循环阻燃装置，其特征在于：所述导向单元包括设置在采煤机液压支架的底座上的基座和嵌设在基座上的导轨，多个导轨的上表面齐平，红外信号发射器和红外信号接收器均设置在导轨上。上述的一种用于矿井下的采空区循环阻燃装置，其特征在于：所述伸缩出料管依次通过水平弯头安装管和竖向弯头管道与贮存罐连通。上述的一种用于矿井下的采空区循环阻燃装置，其特征在于：所述喷洒装置还包括控制器，所述喷洒装置和移动底座均由所述控制器进行控制，所述红外信号接收器、第一位置感应装置和第二位置感应装置均通过无线通信模块与所述控制器无线连接。同时，本专利技术还公开了一种方法步骤简单，设计合理，可对采空区进行无死角且及时的阻化剂喷洒的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤一、喷洒装置的初定位：以所述第一位置感应装置所处的所述导向单元为初始导向单元，以第二位置感应装置所处的所述导向单元为换向导向单元，以位于所述初始导向单元和所述换向导向单元之间的所述导向单元为中部导向单元，在所述初始导向单元上标记喷洒起始线，所述第一位置感应装置发出的激光线在所述初始导向单元上的垂直投影与所述喷洒起始线重合；将所述喷洒装置置于所述初始导向单元上，所述喷头组件朝向所述初始导向单元，所述伸缩出料管回缩，所述移动底座带动所述喷洒装置移动，直至所述第一位置感应装置感应到所述喷洒装置后停止移动，等待采煤工作的开始；步骤二、喷洒装置的正向移动及喷洒：所述喷洒装置的正向移动方向为所述喷洒装置由所述初始导向单元向所述换向导向单元移动的方向；具体过程包括：步骤201、当所述初始导向单元所在的采煤机液压支架向前推进采煤机后，所述初始导向单元与其相邻的所述中部导向单元之间的所述信号感应机构的感应断开，此时控制所述喷洒装置执行正向喷洒作业，所述正向喷洒作业的过程为所述伸缩出料管伸长，带动所述喷头组件向采煤机液压支架后侧移动，所述伸缩出料管伸长，所述喷头组件开始向当前推进的采煤机液压支架正后方采空区喷洒阻化剂，喷洒完毕后，伸缩出料管回缩，所述正向喷洒作业完成，等待下次正向喷洒作业；步骤202、当与所述初始导向单元相邻的所述中部导向单元所在的采煤机液压支架向前推进采煤机后，所述中部导向单元与其相邻的所述初始导向单元之间的所述信号感应机构的感应连通，所述移动底座带动所述喷洒装置前移至当前所述中部导向单元上的喷洒点位，控制所述喷洒装置执行所述正向喷洒作业，随后等待下次正向喷洒作业；步骤203、当下一个采煤机液压支架向前推进采煤机后，当前采煤机液压支架上的所述导向单元与前一个所述中部导向单元之间的所述信号感应机构的感应连通，所述移动底座带动所述喷洒装置前移至当前所述导向单元上的喷洒点位，控制所述喷洒装置执行所述正向喷洒作业，随后等待下次正向喷洒作业；步骤204、循环执行步骤203，直至第二位置感应装置感应到所述喷洒装置行进至本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于矿井下的采空区循环阻燃装置，其特征在于：包括设置在采煤机液压支架组的底座上且沿采空区宽度方向布设的导向底座和在所述导向底座上往复滑动的喷洒装置，所述采煤机液压支架组包括多个采煤机液压支架(1)，所述导向底座包括多个导向单元，所述导向单元和采煤机液压支架(1)的数量相同且一一对应，所述喷洒装置向采煤机液压支架(1)后方采空区喷洒阻化剂；/n相邻两个所述导向单元之间设置有用于控制所述喷洒装置工作的信号感应机构，所述信号感应机构包括设置在一个所述导向单元端部的红外信号发射器(2)和设置在另一个所述导向单元端部且与红外信号发射器(2)配合的红外信号接收器(3)；/n所述喷洒装置包括沿所述导向单元移动的移动底座(4)、设置在移动底座(4)上的贮存罐(5)、与贮存罐(5)内部连通且沿采煤机液压支架(1)前进方向伸缩的伸缩出料管(6)、与所述伸缩出料管(6)转动连接且用于向采煤机液压支架(1)后方采空区喷洒阻化剂的喷头组件、以及用于控制所述喷头组件以伸缩出料管(6)中心线为转轴转动的转动控制机构，所述喷头组件的阻化剂喷射方向与伸缩出料管(6)中心线之间的夹角为90°。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于矿井下的采空区循环阻燃装置，其特征在于：包括设置在采煤机液压支架组的底座上且沿采空区宽度方向布设的导向底座和在所述导向底座上往复滑动的喷洒装置，所述采煤机液压支架组包括多个采煤机液压支架(1)，所述导向底座包括多个导向单元，所述导向单元和采煤机液压支架(1)的数量相同且一一对应，所述喷洒装置向采煤机液压支架(1)后方采空区喷洒阻化剂；
相邻两个所述导向单元之间设置有用于控制所述喷洒装置工作的信号感应机构，所述信号感应机构包括设置在一个所述导向单元端部的红外信号发射器(2)和设置在另一个所述导向单元端部且与红外信号发射器(2)配合的红外信号接收器(3)；
所述喷洒装置包括沿所述导向单元移动的移动底座(4)、设置在移动底座(4)上的贮存罐(5)、与贮存罐(5)内部连通且沿采煤机液压支架(1)前进方向伸缩的伸缩出料管(6)、与所述伸缩出料管(6)转动连接且用于向采煤机液压支架(1)后方采空区喷洒阻化剂的喷头组件、以及用于控制所述喷头组件以伸缩出料管(6)中心线为转轴转动的转动控制机构，所述喷头组件的阻化剂喷射方向与伸缩出料管(6)中心线之间的夹角为90°。


2.根据权利要求1所述的一种用于矿井下的采空区循环阻燃装置，其特征在于：位于所述导向底座一端的所述导向单元上设置有感应所述喷洒装置位置的第一位置感应装置(7)，位于所述导向底座另一端的所述导向单元上设置有感应所述喷洒装置位置的第二位置感应装置(8)，所述第一位置感应装置(7)和第二位置感应装置(8)均为激光对射器。


3.根据权利要求1所述的一种用于矿井下的采空区循环阻燃装置，其特征在于：所述喷头组件包括与所述伸缩出料管(6)转动连接的喷管(9)、与喷管(9)远离伸缩出料管(6)一端连通的空心分流座(10)、以及与空心分流座(10)连通的喷嘴安装座(11)和设置在喷嘴安装座(11)上的喷嘴(12)，所述空心分流座(10)与喷嘴安装座(11)之间设置有两个磁性软管(13)，所述磁性软管与空心分流座(10)转动连接，所述磁性软管(13)与喷嘴安装座(11)固定连接，所述空心分流座(10)上还设置有用于控制磁性软管(13)转动的弧形磁感线圈(14)，所述弧形磁感线圈(14)穿设在两个磁性软管(13)之间。


4.根据权利要求3所述的一种用于矿井下的采空区循环阻燃装置，其特征在于：所述转动控制机构包括设置在伸缩出料管(6)伸出端外侧的主动齿轮(15)、控制主动齿轮(15)旋转的驱动电机(21)、以及固定套设在所述喷管(9)上且与主动齿轮(15)传动连接的从动齿轮(16)，从动齿轮(16)的宽度大于主动齿轮(15)的宽度。


5.根据权利要求1所述的一种用于矿井下的采空区循环阻燃装置，其特征在于：所述导向单元包括设置在采煤机液压支架(1)的底座上的基座(17)和嵌设在基座(17)上的导轨(18)，多个导轨(18)的上表面齐平，红外信号发射器(2)和红外信号接收器(3)均设置在导轨(18)上。


6.根据权利要求1所述的一种用于矿井下的采空区循环阻燃装置，其特征在于：所述伸缩出料管(6)依次通过水平弯头安装管(19)和竖向弯头管道(20)与贮存罐(5)连通。


7.根据权利要求2所述的一种用于矿井下的采空区循环阻燃装置，其特征在于：所述喷洒装置还包括控制器，所述喷洒装置和移动底座(4)均由所述控制器进行控制，所述红外信号接收器(3)、第一位置感应装置(7)和第二位置感应装置(8)均通过无线通信模块与所述控制器无线连接。


8.一种利用如权利要求2所述采空区循环阻燃装置进行采空区循环阻燃的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
步骤一、喷洒装置的初定位：
以所述第一位置感应装置(7)所处的所述导向单元为初始导向单元，以第二位置感应装置(8)所处的所述导向单元为换向导向单元，以位于所述初始导向单元和所述换向导向单元之间的所述导向单元为中部导向单元，在所述初始导向单元上标记喷洒起始线，所述第一位置感应装置(7)发出的激光线在所述初始导向单元上的垂直投影与所述喷洒起始线重合；
将所述喷洒装置置于所述初始导向单元上，所述喷头组件朝向所述初始导向单元，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王凯，黄浩，邓军，翟小伟，张嬿妮，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61