[发明专利]一种矿用移动式干冰相变防灭火系统及实施防灭火的方法

说明书

本发明公开了一种矿用移动式干冰相变防灭火系统及实施防灭火的方法，包括钎杆式多功能测温系统、输气管路、气相色谱仪和惰性防灭火材料相变发生器机组；钎杆式多功能测温系统包括多功能钎杆；多功能钎杆设于煤矿工作面的煤体中；多功能钎杆的温度探头实时检测煤体温度，并通过矿用温度数显表显示；通过多功能钎杆的气体收集口采集煤矿工作面的煤体内气体；根据煤矿工作面的煤体温度和煤体内气体成分确定出煤体自然发火危险区域，控制惰性防灭火材料相变发生器机组产生灭火用惰性气体，并使灭火用惰性气体依次经过输气管路、气体通道和出气孔注入到自然发火危险区域中实现防灭火。本发明不仅安全可靠、精准可控，而且节约成本、操作简单，能够有效防治煤体自然发火。

技术领域

本发明涉及煤体自然发火问题的防灭火措施领域，尤其涉及一种矿用移动式干冰相变防灭火系统及利用该系统对煤矿工作面实施防灭火的方法。

背景技术

目前，煤矿治理煤体自然发火问题主要采用采空区注氮技术、液态二氧化碳防灭火技术、采空区滞留干冰或工作面堆放干冰等防灭火措施。采空区注氮技术是煤矿使用最为普遍防灭火措施，但常温下煤岩不吸附氮气，注氮一般只适用于密闭性较好的采空区，对于停采期间支架附近煤体、保安煤柱的自然发火无法进行防治。液态二氧化碳防灭火技术利用了煤岩吸附二氧化碳的特性，二氧化碳灭火效果也优于氮气，但液态二氧化碳状态不稳定、容易泄漏，这造成了一定的安全隐患。少数矿井采用采空区滞留干冰或工作面落山堆放干冰的方式，但堆放的干冰自然升华产生二氧化碳的速率较慢，升华速率无法控制，而且二氧化碳气体也大多会随风流漏走，无法进入煤体，因此这种方式也无法达到较好的防灭火效果。

发明内容

针对现有技术中的上述不足之处，本发明提供了一种矿用移动式干冰相变防灭火系统及实施防灭火的方法，不仅安全可靠、精准可控，而且节约成本、操作简单、移动方便、容易维护，能够有效防治煤体自然发火。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种矿用移动式干冰相变防灭火系统，用于对煤矿工作面实施防灭火，包括：钎杆式多功能测温系统、输气管路以及用于将惰性防灭火材料转化为灭火用惰性气体的惰性防灭火材料相变发生器机组；钎杆式多功能测温系统包括多功能钎杆、矿用温度数显表和电缆；电缆在多功能钎杆的内部由前端向后端延伸，并且电缆的前端与设于多功能钎杆前端内部的温度探头电连接，而电缆的后端与设于多功能钎杆外部的矿用温度数显表电连接；多功能钎杆的前端设有出气孔，多功能钎杆的后端设有气体收集口，并且该气体收集口设有密封盖；多功能钎杆的内部设有由前端向后端延伸的气体通道，并且气体通道的前端与出气孔连通，而气体通道的后端与气体收集口连通，同时气体通道的后端还通过输气管路与惰性防灭火材料相变发生器机组连通；多功能钎杆设置于煤矿工作面的煤体中；温度探头实时检测煤矿工作面的煤体温度，并通过矿用温度数显表显示；通过多功能钎杆的气体收集口采集煤矿工作面的煤体内气体；根据煤矿工作面的煤体温度和煤体内气体成分确定出煤体自然发火危险区域，控制惰性防灭火材料相变发生器机组产生灭火用惰性气体，并使灭火用惰性气体依次经过输气管路、气体通道和出气孔注入到煤体自然发火危险区域的煤体中，从而实现对煤体自然发火危险区域的防灭火。

优选地，所述的多功能钎杆为多根，并且这些多功能钎杆设于煤矿工作面的不同部位的煤体中；所述的输气管路包括输气管路主干管和多条输气管路支管；输气管路支管与输气管路主干管连通，并且输气管路支管上均设有阀门；多根多功能钎杆分别与不同的输气管路支管连通，并且根据不同多功能钎杆所获取的煤矿工作面的煤体温度和煤体内气体成分确定出煤体自然发火危险区域，控制不同输气管路支管上的阀门开合，使灭火用惰性气体精准注入到煤体自然发火危险区域中。

优选地，所述的输气管路主干管上设有阀门和气体流量计；所述的输气管路支管上设有气体流量计。

优选地，所述多功能钎杆设置在煤体中的深度为3～5米，并且所述多功能钎杆的设置方向与水平面夹角为0°～90°。