[發明專利]礦用液態CO2防滅火工藝及裝置

在審

• 申請號: 201010229737.2
• 申請日: 2010-07-19
• 公開（公告）號: CN102052086A
• 公開（公告）日: 2011-05-11
• 發明（設計）人: 束永保
• 申請（專利權）人: 束永保
• 主分類號: E21F5/06
• 分類號: E21F5/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一、技術領域

本發明涉及一種防滅火技術，尤其是一種利用液態二氧化碳防治煤炭自燃的防滅火工藝及裝置。

二、背景技術

礦井火災是煤礦的主要自然災害之一。而煤炭自燃又是礦井火災的主要形式，“十五”期間，全國657處重點煤礦中，有煤層自然發火傾向的礦井占54.9％，自然發火期在3個月以內的礦井占50％以上，每年自燃形成的火災近400次，煤自燃氧化形成火災隱患近4000次，僅我國北方煤田累計已燒毀煤炭達42億t以上。目前，綜采放頂煤技術得到大力的推廣和應用，使煤礦生產效率大幅提高，但該方法冒落高度大、采空區遺留殘煤多、漏風嚴重，使得礦井煤炭自然發火頻繁發生，已成為制約礦井安全生產與發展的主要因素之一。我國新疆、寧夏、內蒙等區還存在大面積的煤田火災，每年燒損煤量1000～1360萬噸，經濟損失超過200億元。煤炭自燃產生大量的SO₂、H₂S、CO和CO₂氣體，嚴重污染環境；煤田火災還造成大面積的植被破壞，使土壤沙漠化。為了防止煤炭自燃，目前廣泛使用灌漿、噴灑阻化劑、汽霧阻化、注凝膠、注惰氣、噴漿堵漏、壓注惰性泡沫等防滅火技術，用于防止采空區漏風、

這些技術雖然對防止煤炭的自燃起到了一定作用，但是成本高、使用效果不夠理想。中國專利號：101618255A公布了一種礦用二氧化碳防滅火工藝及裝置，它主要是借助液態CO₂汽化后產生的壓力通過管路將其注入井下火區，利用CO₂進行降溫和惰化實現防滅火。由于以氣態CO₂注入井下火區，其冷卻降溫作用不明顯，且長距離管道輸送，易發生管路泄露等問題，也會增加企業管道維護工作量。因此，該技術不適用于將液態CO₂以近距離直接注入井下火區。

三、發明內容

(一)發明的目的

鑒于已有技術的不足之處，以及煤礦井下注氮工藝防滅火設備價格高、使用效果不夠理想，本發明提供一種能將液態CO₂運至井下火區及以液態灌注火區的防滅火工藝及裝置。

(二)技術方案

礦用液態CO₂防滅火工藝，需要制作出液態CO₂貯運罐，組成液態CO₂貯運罐列車，將液態CO₂運至井下火區附近，再接較短管路，以近距離將其直接注入火區。

系統組成：包括液態CO₂槽車、液態CO₂貯運罐、汽化器，以及自增壓管路、進出液管路等。

在地面，運送液態CO₂的槽車，其槽車接口經進出液總閥將液態CO₂充裝入各液態CO₂貯運罐，開啟其自增壓系統；充裝好的各液態CO₂貯運罐運送到井下，按順序連接掛車，用機車牽引到火區地點；在火區地點，先打開灌注閥及首個液態CO₂貯運罐的單元進出液閥，將液態CO₂灌注到火區進行防滅火，待首個液態CO₂貯運罐放完后關閉其單元進出液閥，然后依次逐個液態CO₂貯運罐向火區灌注，每當一個液態CO₂貯運罐放完后則關閉其單元進出液閥，直至將整個液態CO₂貯運罐車組灌注完畢為止。

液態CO₂貯運罐設有自增壓系統，由自增壓出液閥、自增壓出液管、自增壓出液總管、汽化器、自增壓進氣管、自增壓進氣總管、自增壓進氣閥等構成。汽化器采用空浴式汽化器，來自液態CO₂貯運罐的低溫液態CO₂在汽化器中與環境空氣進行熱量交換，使液態CO₂氣化為增壓氣體并回至液態CO₂貯運罐上部氣相空間。

液態CO₂貯運罐設有壓力表、液位表和安全閥。

(三)技術效果

本發明是一種用于礦用液態CO₂防滅火工藝及裝置，解決了液態CO₂貯運罐由地面安全運輸至井下、避免灌注管道結冰堵塞及CO₂以液態注入火區的關鍵技術；是一種高效使用的礦井防滅火技術。與現有技術相比具有如下有益效果：