【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于采空区的防灭火，特别涉及一种防止采空区煤自燃的主动式防灭火装置及方法。
技术介绍
1、在煤矿井下生产过程中，采空区煤体自燃是煤矿生产所面临的主要灾害之一，煤炭自燃不仅会破坏煤炭资源，损毁煤矿机械设备，还能消耗井下的氧气进而会危及到旷工的生命。据统计，70％的煤自燃发火出现在采空区当中，而采空区煤自燃发火是煤氧化、蓄热和热量聚集的综合作用的结果。目前，通过对采空区遗煤的空间分布的分析，对自燃三带作出了解释，以煤氧复合理论为依据，对采空区自燃三带作出了划分，即“散热带”、“氧化带”和“窒息带”。采空区的自燃多发生在氧化带内，因为根据煤氧化自燃理论，采空区煤自燃必须满足三个条件：具有自燃倾向的煤层、持续供氧和氧化过程的热量积累，而“氧化带”内的煤恰恰满足这三个自燃条件。因此，想要阻止煤自燃发火，就要阻止以上三种情况的发生。目前，注气惰化作为采空区煤自燃防治手段被广泛应用，而注氮防灭火是注气惰化的主要措施。注氮防灭火是将氮气送至采空区氧化带内，排除火区内的空气，降低氧气浓度，从而达到抑制氧化带内煤自燃的效果。
2、目前，应用最广的注氮方法是埋管注氮法，其是在工作面进风侧沿采空区向里埋设注氮管路，并利用布设在巷道内的氮气制备系统通过埋设的注氮管路像氧化带提供氮气。然而，氮气的密度小于空气密度，因此在向氧化带注氮时，氮气优先在采空区上方聚集形成防护层，将氧化带上方的遗煤与空气隔绝开，然后才随着持续灌注氮气，才逐渐向氧化带下方的遗煤聚集。因此，需要灌注较大量的氮气才能满足采空区防火要求，从而导致灌注时效较长。并且在实
3、如公开号为cn110898359b的中国专利技术专利申请提出一种采空区注气防灭火系统及防灭火方法，其为了避免惰化气体的浪费，其提出的注气系统随可以随工作面移动，始终使得释放口位于氧化带内的最佳位置，但是其在向氧化带注氮时，氮气的密度小于空气密度，进而优先在采空区上方聚集形成防护层，然后才逐渐向氧化带下方的遗煤聚集，因此在实际注气中需要工作面的前进速度与注气速度达到某一平衡点，才能保证氮气的释放不仅可以在采空区上方聚集形成防护层还能够逐渐向氧化带下方的遗煤聚集移动形成防护层。若工作面前进过快则会导致氮气注入不充分，难以满足采空区防火要求，若工作面前进过慢则会导致灌注量较大，不仅会造成氮气的浪费，还易发生氮气的泄露问题。再如公开号为cn113250733b的中国专利技术专利申请提出一种采空区气体循环利用防灭火系统及控制方法，其依旧存在上述氮气使用的弊端，虽然其利用气体回收装置对氮气进行回收来避免造成氮气的浪费，但是其回收后的氮气中会夹杂空气，并非为较纯的氮气，进而导致再次使用时灭火性能降低，进而难以满足采空区防火要求。
技术实现思路
1、针对上述存在的问题，本专利技术的目的是提供一种防止采空区煤自燃的主动式防灭火装置及方法，能够以较少的惰化气体的灌注量实现采空区防火要求。
2、本专利技术的技术方案是：一种防止采空区煤自燃的主动式防灭火装置，包括输送组件和喷射组件。
3、输送组件用于输送惰化气体。喷射组件用于与采煤机工作平台连接，且随采煤机工作平台同步移动；喷射组件具有进气端和排气端，所述进气端与所述输送组件连接，所述排气端用于排放第一惰化气体和第二惰化气体，其中第一惰化气体密度大于空气密度，第二惰化气体密度小于空气密度。
4、进一步地，所述喷射组件包括：
5、暂存腔，有两个，分别用于一一对应存储第一惰化气体、第二惰化气体；所述进气端分别设置在所述暂存腔上，且一一与所述输送组件连接；
6、喷射管组，转动设置在所述支撑架上，所述排气端设置在所述喷射管组的一端，喷射管组的另一端分别与两个暂存腔连接，且连接处均设置有阀体；
7、调节组件，用于带动所述喷射管在垂直于移动面的平面上进行摆动。
8、更进一步地，所述暂存腔设置一车体上，所述车体上设置有传动件，传动件具有一用于将车体的转动机械动能输出的动能输出端；
9、所述调节组件具有一动能输入端，所述动能输入端与动能输出端连接。
10、更进一步地，所述调节组件包括：
11、原动组件，由所述传动件带动后进行转动；
12、第一从动组件，与所述原动组件的转动端连接，且将原动组件的转动转化为摆动；所述喷射管组与第一从动组件的摆动端连接。
13、进一步地，所述排气端随喷射管组进行摆动，且在垂直于喷射组件与采煤机工作平台移动的平面上摆动。
14、更进一步地，所述调节组件还包括第二从动组件，第二从动组件与所述第一从动组件的摆动端连接，从而将第二从动组件的摆动转化为往复移动。
15、更进一步地，所述阀体包括用于控制第一惰化气体进入喷射管组的第一阀体，以及用于控制第二惰化气体进入喷射管组的第二阀体；所述第一阀体、第二阀体均为按压式阀体结构。
16、更进一步地，所述第二从动组件的往复移动用于分别开启第一阀体的开关、第二阀体的按压开关。
17、所述当排气端的端口摆动至朝向水平面以下时，排气端用于向采空区灌注第一惰性气体；当排气端的端口摆动至朝向水平面以上时，排气端用于向采空区灌注第二惰性气体。
18、更进一步地，所述暂存腔均包括：
19、腔体，为可形变结构，当惰化气体未被排气端排出时，积攒在腔体内，腔体随积攒的惰化气体的量发生形变；
20、蓄力组件，设置在所述腔体的外侧壁上，随腔体积攒惰化气体发生的形变进行形变蓄力，随腔体释放惰化气体对腔体施加压力。
21、一种防止采空区煤自燃的主动式防灭火方法，利用所述主动式防灭火装置对采空区进行惰化气体的灌注，包括以下步骤：
22、确定煤矿生产过程中采空区的自燃三代实际划分区域，并根据采空区氧化带的区域对牵引件的实际有效长度进行适应性的调整，将喷射组件处于沿工作面行进方向的采空区氧化带的中心区域；
23、通过输送组件输送第一惰性气体、第二惰性气体，并由喷射组件排放第一惰性气体、第二惰性气体；由于第一惰化气体密度大于空气密度，则其向采空区底部聚积形成底部防护层；由于第二惰性气体密度小于空气密度，则其向采空区顶部聚积形成顶部防护层。
24、与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
25、本专利技术利用不同密度的惰化气体在采空区的氧化带中的底部和顶部分别形成两种不同用于防护下方遗煤、上方遗煤的“防护层”，以实现将遗煤与空气隔绝，避免遗煤与空气接触持续氧化导致温度升高，还能够避免遗煤与空气中的氧气接触，实现防灭火要求。
26、较传统的注气惰化而言，由于本专利技术灌注的是不同密度的惰化气体，因此采空区氧化带中间区域是否存在惰化气本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种防止采空区煤自燃的主动式防灭火装置，包括：
2.如权利要求1所述的一种防止采空区煤自燃的主动式防灭火装置，其特征在于，所述喷射组件(2)包括：
3.如权利要求2所述的一种防止采空区煤自燃的主动式防灭火装置，其特征在于，所述暂存腔(22)设置一车体(21)上，所述车体(21)上设置有传动件(210)，传动件(210)具有一用于将车体(21)的转动机械动能输出的动能输出端；
4.如权利要求3所述的一种防止采空区煤自燃的主动式防灭火装置，其特征在于，所述调节组件(24)包括：
5.如权利要求4所述的一种防止采空区煤自燃的主动式防灭火装置，其特征在于，所述排气端随喷射管组(23)进行摆动，且在垂直于喷射组件(2)与采煤机工作平台移动的平面上摆动。
6.如权利要求4所述的一种防止采空区煤自燃的主动式防灭火装置，其特征在于，所述调节组件(24)还包括第二从动组件(243)，第二从动组件(243)与所述第一从动组件(242)的摆动端连接，从而将第二从动组件(243)的摆动转化为往复移动。
7.如权利要求6所述的一种
8.如权利要求7所述的一种防止采空区煤自燃的主动式防灭火装置，其特征在于，所述第二从动组件(243)的往复移动用于分别开启第一阀体的开关、第二阀体的按压开关。
9.如权利要求2所述的一种防止采空区煤自燃的主动式防灭火装置，其特征在于，所述暂存腔(22)均包括：
10.一种防止采空区煤自燃的主动式防灭火方法，其特征在于，利用权利要求1-9任意一项权利要求所述主动式防灭火装置对采空区进行惰化气体的灌注，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种防止采空区煤自燃的主动式防灭火装置，包括：
2.如权利要求1所述的一种防止采空区煤自燃的主动式防灭火装置，其特征在于，所述喷射组件(2)包括：
3.如权利要求2所述的一种防止采空区煤自燃的主动式防灭火装置，其特征在于，所述暂存腔(22)设置一车体(21)上，所述车体(21)上设置有传动件(210)，传动件(210)具有一用于将车体(21)的转动机械动能输出的动能输出端；
4.如权利要求3所述的一种防止采空区煤自燃的主动式防灭火装置，其特征在于，所述调节组件(24)包括：
5.如权利要求4所述的一种防止采空区煤自燃的主动式防灭火装置，其特征在于，所述排气端随喷射管组(23)进行摆动，且在垂直于喷射组件(2)与采煤机工作平台移动的平面上摆动。
6.如权利要求4所述的一种防止采空区煤自燃的主动式防灭火装置，其特征在于，所述调节组件(24)还包括第二从动组件(...
【专利技术属性】
技术研发人员：冯姗，杜海刚，余明高，张茜，陈善乐，吴明跃，余贵东，左中东，邓安城，
申请(专利权)人：六盘水师范学院，
类型：发明
国别省市：
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