[发明专利]一种利用细水雾防治煤层巷道隐蔽火灾的自动装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于防治煤层巷道火灾技术领域，尤其涉及一种利用细水雾防治煤层巷道隐蔽火灾的自动装置及方法。

背景技术

火灾是煤矿的一种主要灾害，其中在我国大量煤矿存在煤炭自然发火。煤炭自然发火不仅造成了严重的煤炭资源浪费，而且威胁着井下作业人员的人身安全。煤炭自然发火中很大一部分为巷道隐蔽火灾，而且近年来巷道隐蔽火灾呈现上升趋势。巷道隐蔽火灾指的是发生在煤层巷道煤柱或实体煤中、距离巷道一定距离内发生的煤炭自然发火，煤层巷道隐蔽火灾发生的原因是由于煤层巷道受到采动压力影响，煤体深部产生大量的空隙、裂隙，巷道风流中氧气的不断扩散渗透到煤体深部的孔隙、裂隙中，煤体发生氧化蓄热，由于煤体深部散热条件差，导致温度不断增高，最终导致火灾的发生。由于煤层巷道隐蔽火灾发生在煤体深部、火源点难以确定，治理工作难度大。对于煤层巷道隐蔽火灾，目前通常采用钻孔注水、注浆或者注胶体材料等方式进行治理。在这些方法中，注胶体材料和注水泥浆成本高、运输工作面大，大量注水在浪费水资源的同时容易引发水流外溢到巷道中，恶化生产环境，影响工作面正常的生产。为此，本发明提出一种利用细水雾防治煤层巷道隐蔽火灾的自动装置及方法，以解决上述治理措施存在的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种利用细水雾防治煤层巷道隐蔽火灾的自动装置及方法，以解决现有煤层巷道火灾防治中存在的问题。

为实现上述目的，本发明专利采取以下技术方案：

一种利用细水雾防治煤层巷道隐蔽火灾的自动装置，包括：若干沿煤层巷道布置的钻孔和布设在钻孔中的带有若干细孔的喷水管1，钻孔沿煤巷巷道贴近巷道顶板每隔一定距离布置一个，所述喷水管1布置在所述钻孔中，喷水管1由若干段长1m，直径15～20mm的铁管或硬质胶管组成。喷水管1通过三通和布置在巷道煤壁上的输水管2连通，输水管2为铁管，每节输水管2的长度和钻孔间距相等。输水管2外侧和巷道中的加压泵10连通。加压泵10一端连接输水管2，另一端连接水箱8。加压泵10由煤体水分反馈自动控制系统11控制，该自动控制系统11连接煤体水分监测系统3，煤体水分监测系统3实时监测防治区域煤体中的水分，水箱8和煤层巷道中的巷道水管6连通，巷道水管6上设有开关7，以控制水箱8中的水量。

更进一步的，喷水管1之间通过丝扣连接，喷水管1最前端采用堵头封死。

更进一步的，每段喷水管1距离两端每隔250mm处在同一横断面对称布置4个直径为1～2mm的细孔，若干段的喷水管1连接好后每隔500mm在一个断面上形成4个喷雾细孔。

更进一步的，钻孔最外端1.5～2m采用无细孔普通喷水管，喷水管1与钻孔之间采用封孔材料封堵。

更进一步的，输水管2直径25～30mm。

更进一步的，水箱8上设有水箱盖板9。

更进一步的，设置有与水箱8连通的阻化剂箱4，阻化剂和水混合均匀后经加压泵输送至输水管。

一种利用如上所述的自动装置的防治煤层巷道隐蔽火灾的方法，在煤层巷道中使用煤电钻距离巷道顶板一定高度每隔一定距离施工一个钻孔。将喷水管1连接好插入钻孔，钻孔外侧使用封孔材料封好。煤层松软时，可直接将喷水管1插入煤层中。将安设好的喷水管1和巷道中的输水管2接通。将加压泵10和输水管2及水箱8连接好。加压泵10由煤体水分反馈自动控制系统11控制启停，而自动控制系统11与煤体水分监测系统3连接。将阻化剂箱4与水箱8连接好。打开巷道水管6，将一定量的水放入水箱8，达到要求的水量时关闭开关7。打开阻化剂箱开关5，按照配比要求将一定量的阻化剂溶液放入水箱8。使用搅拌杆搅拌，保证阻化剂溶液和水充分混合。启动加压泵10，水流经过加压后，经过输水管2、喷水管1、喷水管细孔，最后以细水雾的形式喷射并渗流到煤体上，随着喷射时间的增加，通过渗透和扩散，自上而下煤体中的水分不断增加，水分不断吸收煤体中的热量，从而降温和消除火灾隐患。根据现场煤层湿润情况，自动控制系统11根据煤体水分监测系统3监测到的煤体水分情况，每隔一定时间从复上述过程，保证氧化高温区域煤体中的含水率始终处于一个合理水平。

更进一步的，钻孔间距根据煤体空隙分布特征及不同水压下形成的细水雾的渗透距离确定，钻孔深度取决于煤层中高温氧化区域所处位置及宽度。

更进一步的，在安装喷水管1时，为保证水雾效果，要使安装后的喷水管1两侧的喷水孔对称处于水平面上。

本发明专利由于采取以上技术方案，其具有以下优点：