采空区抑制遗煤早期氧化的装备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种采空区抑制遗煤早期氧化的装备，通过在采空区预先布置输送管路，管路间隔一段距离设有喷头，喷头处设置有易熔合金与温度传感器，当采空区发生遗煤氧化，温度传感器检测空间温度上升，采用减小向采空区漏风抑制煤体氧化；若煤体持续氧化，易熔合金由于区域温度升高熔化，浆体从喷头注至高温区域治理早期氧化；注浆后，通过收集分析气体数据还可实时检测治理情况，相对于传统煤自燃防灭火技术，本实用新型专利技术在煤自燃发生之前的氧化阶段，通过控制漏风以及后续的定点喷浆，遏制煤体持续氧化造成燃烧，能够准确判定高温位置并及时进行治理，从而防止遗煤大范围自燃，造成资源浪费与环境污染。造成资源浪费与环境污染。造成资源浪费与环境污染。

【技术实现步骤摘要】
采空区抑制遗煤早期氧化的装备


[0001]本技术涉及一种采空区抑制遗煤早期氧化的装备，属于煤矿防灭火


技术介绍

[0002]矿井火灾是煤矿的重大自然灾害之一，煤自燃是导致矿井火灾的主要原因。煤自然发火的发展过程通常可分成三个时期：准备期(即温度＜70℃)，此时煤中的基团与空气接触发生缓慢氧化反应；自热期(即温度70～350℃)，期间煤体加速氧化，产生大量有害气体；燃烧期(即温度＞350℃)，煤氧化速度骤升产生大量的热。而采空区由于存有大量遗煤，为煤氧化自热提供了良好的蓄热环境，同时，在煤自然发火过程准备期，由于发生缓慢氧化无明显现象，且采空区内较为隐蔽，无法及时发现遗煤氧化，从而失去了治理火灾的最佳阶段。
[0003]通常情况下，当煤自然发火到自热期时，区域温度上升产生大量有害气体，通过对密闭或钻孔处进行气体收集分析才能发现采空区遗煤自燃。但此时遗煤发火的过程已至第二阶段，煤体已进行加速氧化，温度上升较快易造成大范围自然发火，且由于自燃产生的气体可随空气流动，造成虽然能发现自燃却不能准确判断发火位置，无法进行精确治理抑制自燃，导致遗煤快速自热达到燃烧期形成火灾。当煤体在自热及燃烧阶段进行治理时，不仅加大了治理难度，同时造成了资源浪费与环境污染。为此，如何能在煤处于自然发火阶段的准备期即能被发现并确定具体位置，进而对该位置采取防灭火措施，从而在遗煤早期氧化阶段实现抑制遗煤发生自燃，是本行业的研究方向。

技术实现思路

[0004]针对上述现有技术存在的问题，本技术提供一种采空区抑制遗煤早期氧化的装备，能在煤处于自然发火阶段的准备期即能被发现并确定具体位置，进而对该位置采取防灭火措施，从而在遗煤早期氧化阶段实现抑制遗煤发生自燃。
[0005]为了实现上述目的，本技术采用的技术方案是：一种采空区抑制遗煤早期氧化的装备，包括注浆系统、自动喷浆系统、温度监测系统和气体检测系统；
[0006]所述注浆系统包括制浆桶、风动搅拌机、螺杆泵和输浆管路，风动搅拌机装在制浆桶内，制浆桶通过管路与螺杆泵的进口连接，螺杆泵的出口与输浆管路一端连接，输浆管路上装有压力表和输浆阀门；
[0007]所述自动喷浆系统包括主管路和多个支管路，多个支管路一端封堵、另一端均与主管路一端连接，每个支管路上均装有多个喷头，所述喷头由喷管和多个喷口组成，喷管一端封堵、另一端与支管路连接，多个喷口分布在喷管上，所述每个喷口内部设有易熔塞、且喷口处通过易熔盖密封；其中易熔盖用于防止顶板碎石掉落封堵喷口，易熔塞用于阻止喷管内部的浆液从喷口喷出；主管路另一端通过连管与输浆管路另一端连接；
[0008]所述温度监测系统包括多个无线温度传感器、数据接收器和数据处理器，数据接
收器和数据处理器通过数据传输线连接，每个无线温度传感器分别设置在一个喷头上，用于检测喷头所处位置的实时温度值，并将检测的温度值通过无线信号发出；数据接收器用于接收各个无线温度传感器发出的温度值，并将数据反馈给数据处理器；数据处理器对实时温度值进行分析处理，并发出预警信号；
[0009]所述气体检测系统包括气体分析仪和气体采集器，气体分析仪和气体采集器通过橡胶管连接，在需要进行气体检测时，先将主管路另一端与输浆管路另一端断开连接，然后主管路另一端通过连管与气体采集器连接，气体采集器通过自动喷浆系统的各个喷头采集气体数据，气体分析仪对气体采集器采集的气体数据进行分析处理。
[0010]进一步，所述易熔盖为铟铋合金制成，其熔化温度为57℃；易熔塞为铋锡合金制成，其熔化温度为70℃。
[0011]进一步，所述主管路和多个支管路均为能耐温260℃的尼龙管。
[0012]进一步，每个喷头均有三个喷口，各个喷口交错分布在喷管外圆周面，且喷口方向均与喷管的轴向呈45
°
。
[0013]与现有技术相比，本技术采用注浆系统、自动喷浆系统、温度监测系统和气体检测系统相结合方式，具有如下优点：
[0014](1)采用将无线温度传感器设置在各个自动喷浆系统的喷头处，各个喷头均匀分布在采空区易自燃区域，从而实现对该区域温度的实时监测，进而可实时了解该区域煤体是否氧化以及氧化情况，若某一区域温度超过40℃未达到70℃，数据处理器能发出预警信号，则工作人员可采用通过调节区域内风量，增大漏风阻力的方式减小向采空区漏风，从而及时、方便的对氧化初期煤体进行干预；
[0015](2)若温度超过70℃，则当前喷头的易熔盖和易熔塞均发生熔化，防灭火浆体则通过喷头进入该区域周围覆盖煤体治理氧化，同时喷头可将防灭火浆体喷到采空区上部顶板浮煤，根据现场操作条件和煤体氧化情况使用的浆体可有多种选择，相对于传统灭火技术，喷入的防灭火浆体可以对顶板浮煤进行治理，覆盖范围广，更有针对性的实现对采空区全方位防治；
[0016](3)注浆完成后，为了更准确全面的了解采空区内煤体氧化情况，将气体采集器与主管路连接，此时可通过气体采集器直接收集气体进行分析，由于只有发生注浆的喷头与采空区内部连通(即只有区域温度高于70℃的喷头的易熔盖和易熔塞均发生熔化，其他的喷头未连通)，因此气体采集器能对其周围的区域，也就是煤氧化区域的气体成分进行采集，而现有的气体采集方式是通过施工钻孔收集气体，因为钻孔并不能准确到达煤氧化的高温区域，同时钻孔本身也是存在裂隙，并且气体受漏风影响会进行流动，最终导致收集的气体无法真实反映高温区域的气体成分情况；本技术无需额外施工钻孔，直接利用原有注浆管路，并且能采集到最接近煤氧化高温区域的气体，最终有效保证后续气体分析尽可能反映高温区域的气体成分情况。
附图说明
[0017]图1是本技术的整体结构示意图；
[0018]图2是本技术中喷头的结构示意图；
[0019]图3是本技术中支管路与锚杆的固定连接示意图。
[0020]图中：1、制浆桶，2、风动搅拌机，3、数据传输线，4、螺杆泵，5、压力表，6、输浆阀门，7、输浆管路，8、气体分析仪，9、数据处理器，10、数据接收器，11、气体采集器，12、橡胶管，13、喷头，14、易自燃采空区，15、支管路，16、易熔塞，17、易熔盖，18、无线温度传感器、19、锚杆，20、下管卡，21、上管卡，22、螺丝钉。
具体实施方式
[0021]下面将对本技术作进一步说明。
[0022]如图1至图3所示，一种采空区抑制遗煤早期氧化的装备，包括注浆系统、自动喷浆系统、温度监测系统和气体检测系统；
[0023]所述注浆系统包括制浆桶1、风动搅拌机2、螺杆泵4和输浆管路7，风动搅拌机2装在制浆桶1内，制浆桶1通过管路与螺杆泵4的进口连接，螺杆泵4的出口与输浆管路7一端连接，输浆管路7上装有压力表5和输浆阀门6；
[0024]所述自动喷浆系统包括主管路和多个支管路15，多个支管路15一端封堵、另一端均与主管路一端连接，每个支管路15上均装有多个喷头13，所述喷头13由喷管和多个喷口组成，喷管一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采空区抑制遗煤早期氧化的装备，其特征在于，包括注浆系统、自动喷浆系统、温度监测系统和气体检测系统；所述注浆系统包括制浆桶、风动搅拌机、螺杆泵和输浆管路，风动搅拌机装在制浆桶内，制浆桶通过管路与螺杆泵的进口连接，螺杆泵的出口与输浆管路一端连接，输浆管路上装有压力表和输浆阀门；所述自动喷浆系统包括主管路和多个支管路，多个支管路一端封堵、另一端均与主管路一端连接，每个支管路上均装有多个喷头，所述喷头由喷管和多个喷口组成，喷管一端封堵、另一端与支管路连接，多个喷口分布在喷管上，所述每个喷口内部设有易熔塞、且喷口处通过易熔盖密封；主管路另一端通过连管与输浆管路另一端连接；所述温度监测系统包括多个无线温度传感器、数据接收器和数据处理器，数据接收器和数据处理器通过数据传输线连接，每个无线温度传感器分别设置在一个喷头上，用于检测喷头所处位置的实时温度值，并将检测的温度值通过无线信号发出；数据接收器用于接收各个无线温度传感器发出的温度值，并...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁仰卫，鲍学彬，李修磊，鲁义，房秀政，晏志宏，
申请(专利权)人：湖南科技大学，
类型：新型
国别省市：