煤矿井下液态二氧化碳降温防灭火系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种煤矿井下液态二氧化碳降温防灭火系统，包括液态二氧化碳储罐、压注泵、换热器和长距离输送管道，其技术要点是：换热器分别为一次换热器和二次换热器，一、二次换热器的蛇形换热管路连通，壳体连通，一次换热器的壳程入口与冷却前风筒连通，冷却前风筒的入口端连接引风机，二次换热器的壳程出口与冷却后风筒连通，冷却后风筒的末端与煤矿井下埋设的通风管路连通，通风管路的井下连接端通过中间管路与冷却风喷出管连接，冷却风喷出管利用移动小车架设于采掘工作区中，长距离输送管道的末端与埋设于煤矿采空区氧化带中的注液管组连通。本系统解决了现有防灭火系统不能兼具采掘工作区降温功能的问题，节约电能，降温效果好。降温效果好。降温效果好。

【技术实现步骤摘要】
煤矿井下液态二氧化碳降温防灭火系统


[0001]本技术涉及煤矿井下安全设备
，具体涉及一种煤矿井下液态二氧化碳降温防灭火系统。

技术介绍

[0002]在矿井开采过程中，自燃问题和地温问题越来越突出，火灾及瓦斯爆炸事故时有发生。给矿工的生命安全及国家资源造成巨大损失。同时,煤矿不断向深部开采,地热必然显现严重；矿井由于煤氧化产生大量热能及大功率机器运转本身释放热量较大等因素，导致采掘工作面区温度持续增高甚至超出国家规定标准,造成工人劳动环境恶劣，严重影响身心健康。因此煤矿井下降温、防灭火的问题突显。针对上述两种自然灾害危害问题,往往是通过各自对策途径解决，为此各种各样的降温、防灭火方法均被尝试及应用。如常规防灭火方法：灌浆技术、阻化剂技术、堵漏技术、凝胶技术、泡沫防灭火技术、惰性气体技术等；常规降温方法：非人工制冷降温、人工制冷水降温、制冰降温、空气压缩制冷降温技术等等，甚至出现了矿井空调系统。
[0003]矿井空调系统虽然起到了一定的降温效果，但是其使用过程中存在如下问题：
[0004]1、矿井深度大，围岩的温度过高。有些煤矿开采深度已达到
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850m左右，随着开采深度的加大，井巷围岩的温度会越来越高，则其向空气中散发更多的热量，严重影响井下空调系统的作用效果。2、通风路线长，风流加热距离和时间长。由于煤层覆盖面积较广，井下通风巷道路线延长了风流的加热距离和时间，使流动的风流温度过高，对整个矿井空调系统的压力过大。3、使用过的降温空冷器体积过大，难以布置于采掘工作面中。由于空冷器体积大，难于将空冷器布置于采煤工作面中，只能采用在工作面进风巷道内集中冷却风流的方式，致使冷量在工作面上分布不均匀，工作面上降温效果差。甚至出现工作面进风端风温过低，回风端风温又超限的情况。4、工作面环境差，空冷器积垢难于清洗。煤矿工作面环境差，曾经使用过的降温设备空冷器积垢难于清洗，使风流的冷却效率大大降低，更难达到预期的降温效果。5、最关键的一点是，现有的矿井空调系统不能兼具防灭火功能。

技术实现思路

[0005]本技术的目的是为了提供一种结构配置合理、使用安全可靠的煤矿井下液态二氧化碳降温防灭火系统，解决现有防灭火系统不能兼具采掘工作区降温功能的问题，既可利用液态二氧化碳对煤矿采空区实现防灭火，又可实现采掘工作区降温, 同时与现有矿井空调系统相比，节约电能，降温效果好。
[0006]本技术的技术方案是：
[0007]一种煤矿井下液态二氧化碳降温防灭火系统，包括液态二氧化碳储罐、与液态二氧化碳储罐的出液管道连接的压注泵、管程入口与压注泵出口管道连接的换热器、与换热器管程出口连接的长距离输送管道，其技术要点是：所述换热器的数量为两个，分别为一次换热器和二次换热器，所述一次换热器和二次换热器分别包括壳体、设于壳体中的蛇形换
热管路，所述一次换热器和二次换热器的蛇形换热管路连通，一次换热器和二次换热器的壳体连通，一次换热器的壳程入口与冷却前风筒连通，冷却前风筒的入口端连接引风机，二次换热器的壳程出口与冷却后风筒连通，所述冷却后风筒的末端与煤矿井下埋设的通风管路连通，所述通风管路的井下连接端通过中间管路与冷却风喷出管连接，所述冷却风喷出管利用移动小车架设于采掘工作区中，所述移动小车的底座设有与采掘工作区支护底板接触的下移动轮组，移动小车的顶板设有与采掘工作区支护顶板接触的上移动轮组，所述长距离输送管道的末端与埋设于煤矿采空区氧化带中的注液管组连通。
[0008]上述的煤矿井下液态二氧化碳降温防灭火系统，所述移动小车包括底座、顶板、连接于底座和顶板之间的升降机构和纵向导向机构、间隔设于底座上表面的前、后支撑座、设于前、后支撑座上的上抱箍，所述前、后支撑座的上表面分别设有与上抱箍对应的下抱箍面，所述上抱箍和下抱箍面形成对应冷却风喷出管的夹持空间。
[0009]上述的煤矿井下液态二氧化碳降温防灭火系统，所述升降机构由位于底座两对角位置的两个升降油缸组成，所述纵向导向机构由位于底座另一对角位置的两个导向组件构成，所述导向组件由与底座固定的导向套、与顶板固定且与导向套配合的导向柱构成。
[0010]上述的煤矿井下液态二氧化碳降温防灭火系统，所述移动小车的顶板下表面前部固定有纵向布风板，所述纵向布风板的后侧面设有对应冷却风喷出管的喷出口的支撑环，纵向布风板的前侧面设有与冷却风喷出管连通的布风孔组，以便于均匀布风。
[0011]上述的煤矿井下液态二氧化碳降温防灭火系统，所述移动小车的顶板中部固定有纵向推杆，所述纵向推杆的下端固定弧形下压板，所述弧形下压板在水平方向上位于移动小车的底座上的前、后支撑座之间，所述弧形下压板压于冷却风喷出管上。进一步增强架设稳定性。
[0012]上述的煤矿井下液态二氧化碳降温防灭火系统，所述压注泵的入口与出口之间连接有旁通管路，所述旁通管路上设有控制阀，压注泵工作时，控制阀处于关闭状态，压注泵需要维护时，临时打开控制阀。
[0013]上述的煤矿井下液态二氧化碳降温防灭火系统，所述液态二氧化碳储罐的出液管道上设有压力表Ⅰ，所述压注泵的出口管道上依次设有流量计、压力表Ⅱ和温度表Ⅰ，所述一次换热器的管程入口前侧管路上设有压力表Ⅲ和温度表Ⅱ，所述二次换热器的管程出口后侧管路上设有压力表Ⅳ和温度表Ⅲ。
[0014]本技术的有益效果是：
[0015]1、日常工作及防护过程中，本技术一方面利用液态二氧化碳对煤体阻燃惰化及对瓦斯抑爆的作用特点,将液态二氧化碳经过一定汽化后形成的气液混合物输送至煤矿采空区氧化带，阻止氧化带中的浮煤自燃，从而实现对煤矿采空区防灭火的功能。
[0016]2、同时，利用液态二氧化碳在汽化时,具有吸收大量热能的特性,使换热器中通过的风被冷却，这部分风经过冷却后风筒、煤矿井下埋设的通风管路、中间管路和冷却风喷出管喷至不断移动的采掘工作区，为矿井井下局部环境降温，从而大大改善采矿工人的劳动环境，保护采矿人员的身心健康。
[0017]3、本技术一举两用，解决了现有防灭火系统不能兼具采掘工作区降温功能的问题，既可利用液态二氧化碳对煤矿采空区实现防灭火，又可实现采掘工作区降温。与现有矿井空调系统相比，节约电能，降温效果好。
附图说明
[0018]图1是本技术的井上结构示意图；
[0019]图2是本技术的冷却风喷出管利用移动小车架设于采掘工作区的结构示意图；
[0020]图3是图2的轴向剖面图；
[0021]图4是图2的左视图；
[0022]图5是移动小车与前支撑座的侧视图。
[0023]图中：1.引风机、2.冷却前风筒、3.液态二氧化碳储罐、4.压力表Ⅰ、5.旁通管路、6.控制阀、7.流量计、8.压力表Ⅱ、9.温度表Ⅰ、10.压力表Ⅲ、11.温度表Ⅱ、12.一次换热器、13.二次换热器、14.冷却后风筒、15.长距离输送管道、16.温度表Ⅲ、17.压力表Ⅳ、18.顶板、19.上移动轮组、20.顶板、2.1纵向推杆、22.弧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种煤矿井下液态二氧化碳降温防灭火系统，包括液态二氧化碳储罐、与液态二氧化碳储罐的出液管道连接的压注泵、管程入口与压注泵出口管道连接的换热器、与换热器管程出口连接的长距离输送管道，其特征在于：所述换热器的数量为两个，分别为一次换热器和二次换热器，所述一次换热器和二次换热器分别包括壳体、设于壳体中的蛇形换热管路，所述一次换热器和二次换热器的蛇形换热管路连通，一次换热器和二次换热器的壳体连通，一次换热器的壳程入口与冷却前风筒连通，冷却前风筒的入口端连接引风机，二次换热器的壳程出口与冷却后风筒连通，所述冷却后风筒的末端与煤矿井下埋设的通风管路连通，所述通风管路的井下连接端通过中间管路与冷却风喷出管连接，所述冷却风喷出管利用移动小车架设于采掘工作区中，所述移动小车的底座设有与采掘工作区支护底板接触的下移动轮组，移动小车的顶板设有与采掘工作区支护顶板接触的上移动轮组，所述长距离输送管道的末端与埋设于煤矿采空区氧化带中的注液管组连通。2.根据权利要求1所述的煤矿井下液态二氧化碳降温防灭火系统，其特征在于：所述移动小车包括底座、顶板、连接于底座和顶板之间的升降机构和纵向导向机构、间隔设于底座上表面的前、后支撑座、设于前、后支撑座上的上抱箍，所述前、后支撑座的上表面分别设有与上抱箍对应的下抱箍面，所述上抱箍和下抱箍面形成对应冷却风喷出管的夹持空间。3.根据权利要求2...

【专利技术属性】
技术研发人员：李牧寰，李景阳，姜金圻，董晓红，吴浦嘉，吕文明，林鹏，
申请(专利权)人：辽阳正阳机械设备制造有限公司，
类型：新型
国别省市：