[實用新型]防治煤自燃的膠體阻化惰泡制備裝置

有效

• 申請號: 201320844415.8
• 申請日: 2013-12-19
• 公開（公告）號: CN203694462U
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發明（設計）人: 鄧軍;文虎;王偉峰;吳林峰;張辛亥;馬礪;金永飛;羅振敏;張嬿妮;費金彪;程方明;劉文永
• 申請（專利權）人: 西安科技大學;西安森蘭科貿有限責任公司
• 主分類號: A62C5/02
• 分類號: A62C5/02;E21F5/00
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 倪金榮

技術領域

本實用新型涉及采空區煤自燃防滅火技術領域，尤其涉及一種防治煤自燃的膠體阻化惰泡制備裝置。

背景技術

全國煤礦中有56%的礦井存在自然發火的危險，每年造成的直接和間接經濟損失近百億元。現有的防滅火技術均是通過降低或減少煤氧結合來實現防滅火，對于漏風較為通暢的采空區的阻化、惰化、堵漏難度較大。尤其是綜采和綜放開采技術的采用，礦井開采強度加大，通風系統相對復雜化，采空區范圍不斷擴大，而采空區是最容易也是最常發生自燃火災的區域，極大的增加了礦井煤炭自然發火的頻率及防治的難度。采空區丟落有大量的遺煤；存在連續不斷的漏風供氧；具備良好的遺煤蓄熱環境，而且采空區面積大、自燃“三帶”隨采煤工作面的推進呈動態移動、遺煤高溫范圍大、高溫點隱蔽，一旦發生自燃往往是大面積的，滅火難度很大。

目前防治煤自燃的主要手段是降溫（如注水、注漿、注膠體、注三相泡沫等）和采空區惰化（如注氮氣、注二氧化碳等），這些手段雖然在煤礦近距離采空區低位空間中的防滅火發揮了積極作用，但對于遠距離采空區的高位空間著火還不能完全奏效。由于煤自燃多發生在采空區內，采空區的面積較大，火源點比較隱蔽并且難以確定其具體位置，常規防滅火材料很難進行大面積充填，并且不具備良好的堆積性，對防治工作面采空區等區域煤自燃火災效果不理想。所以迫切需要研究能使采空區降氧、惰化、堵漏，能把阻化材料帶到遠距離隱蔽區域阻化遺煤自燃，并易堆積且到達采空區高位空間的防火材料、裝備及應用工藝。

實用新型內容

為了解決背景技術中所存在的技術問題，本實用新型提出了一種防治煤自燃的膠體阻化惰泡制備裝置，以壓力水和壓力氮氣作為輸送動力，安全可靠。

本實用新型的技術解決方案是：防治煤自燃的膠體阻化惰泡制備裝置，其特征在于：包括依次相連的射流比例混合器裝置、一級發泡裝置、二級發泡裝置以及氣體輸送裝置；

射流比例混合器裝置包括射流比例混合器（射流比例器仿照消防上用的射流器，根據實際需要，通過一定計算，得到射流比例混合器各部分的尺寸，然后設計定做）、與射流比例混合器噴嘴連接的高壓水進口、與射流比例混合器吸液室連接的膠體阻化液進口，射流比例混合器輸出口與一級發泡裝置進液口連接；

一級發泡裝置包括發泡室、和膠體阻化液進口連接的螺旋噴嘴，發泡室內設有發泡網，一級發泡裝置進氣口與氣體輸送裝置輸出口連接，一級發泡裝置泡沫液出口與二級發泡裝置泡沫液進口連接；

氣體輸送裝置為提供高壓氣體的輸送裝置，所述高壓氣體是氮氣或二氧化碳。

上述射流比例混合器包括噴嘴、位于噴嘴外圍的吸液室、與吸液室連接的喉管和與喉管連接的擴散管；所述擴散管與射流比例混合器輸出口連接。

上述發泡網為不銹鋼壓制網，所述噴嘴為螺旋實心圓錐形噴嘴。

射流比例混合器的壓力水進口管道和阻化液進口管道上分別設有防爆渦街流量計、濾網和礦用截止閥。

一級發泡裝置和二級發泡裝置的連接是法蘭連接，根據輸送距離的不同選擇同時使用兩級發泡或者單獨使用一級發泡。

一級發泡裝置內有發泡網，二級發泡裝置底部設有排液閥，進口和氣體輸送裝置輸出口連接。

本實用新型具有以下優點：

1）本實用新型以壓力水和壓力氮氣作為輸送動力，所以安全可靠。由于制備的膠體阻化惰泡為泡沫狀，借助壓力氮氣的動力可以迅速對整體大面積采空區和高位空間的遺煤進行覆蓋、阻化、堵漏、延長自然發火期，起到包裹、阻化、惰化以及吸熱降溫的作用，有效的抑制和預防煤自燃的發展。

2）本實用新型可利用井下注氮系統，通過氣體輸送裝置將膠體阻化惰泡輸送到采空區煤自燃隱蔽區域，進入火區的氮氣具有降氧惰化的作用。膠體阻化泡沫具有在短時間內充填體積大、流動性和堆積性好等特點，能將膠體阻化劑送到不同厚度、不同形狀的松散煤體空隙或冒落空間，堵塞漏風通道，隔絕空氣，起到窒息作用，膠體阻化劑附著在松散煤體表面，與水形成一層能抑制氧氣與煤接觸的薄膜，阻止氧氣和煤結構上的活動鏈式環基反應，使煤和氧的親合力降低，并吸收煤炭表面氧化自由基，阻止煤體氧化放熱；通過泡沫帶入大量的水分，蒸發時吸收大量的熱量，起到降溫作用，減小了松散煤體的升溫速率。所以，膠體阻化惰泡具有多效協同的防滅火作用，防滅火效果顯著。

3）本實用新型采用二級發泡裝置，和以前的裝置比較具有發泡效果好，輸送距離遠，對膠體阻化混合液的利用率高等優點，很好的解決了一級發泡裝置輸送動力不足的問題。