[發(fā)明專利]一種防止采空區(qū)煤自燃的主動式防滅火裝置及方法

有效

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• 申請日: 2016-12-02
• 公開（公告）號: CN106640175B
• 公開（公告）日: 2019-10-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 聶百勝;彭超;李祥春;孟筠青;徐冬
• 申請（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學(xué)（北京）;北京中礦環(huán)宇安全科技有限公司
• 主分類號: E21F5/00
• 分類號: E21F5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及一種防止采空區(qū)煤自燃的主動式防滅火裝置及方法，包括溫控爆裂防滅火球體和傳送鋪設(shè)設(shè)備。溫控爆裂防滅火球體殼體材料為溫控相變材料，在環(huán)境溫度上升到一定值后，材料主動爆裂，釋放出殼體內(nèi)的滅火劑。采用傳送鋪設(shè)設(shè)備將溫控爆裂防滅火球體傳送布置在采空區(qū)內(nèi)易自燃的地點(diǎn)，當(dāng)采空區(qū)溫度上升至一定溫度，溫控爆裂防滅火球體殼體主動爆裂，滅火劑迅速拋灑彌散自燃區(qū)域，以全淹沒的方式及時消除發(fā)火隱患，使得溫控爆裂防滅火球體在采空區(qū)煤體出現(xiàn)自燃傾向或發(fā)火初期，起到主動防滅火的作用。本發(fā)明提供了一種安全環(huán)保、低成本、可靠性高、響應(yīng)及時、施工部署方便的煤礦采空區(qū)主動式防滅火技術(shù)，解決煤礦采空區(qū)煤自燃氧化起火的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及煤礦防滅火技術(shù)鄰域，特別涉及一種防止采空區(qū)煤自燃的主動式防滅火裝置及方法。

背景技術(shù)

我國礦產(chǎn)資源豐富，煤炭是我國的基礎(chǔ)能源，國家《能源中長期發(fā)展規(guī)劃綱要(2004～2020年)》中明確提出“堅持以煤炭為主體、電力為中心、油氣和新能源全面發(fā)展的能源戰(zhàn)略”目標(biāo)。為了滿足國民經(jīng)濟(jì)高速增長的需求，煤炭仍然是我國的主要能源，今后相當(dāng)長的時期內(nèi)必須保證煤炭的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)和安全開采。因此，實(shí)現(xiàn)安全、高效開采是國家能源持續(xù)有效供應(yīng)的重要保障。

我國的煤礦主要是井工開采。由于工作面煤炭的采出之后在工作面后方頂板垮落的地方形成了采空區(qū)，在采空區(qū)位置存在著大量的遺煤，使得在采空區(qū)很容易自燃并且發(fā)生火災(zāi)。因此，火災(zāi)是嚴(yán)重威脅煤礦安全生產(chǎn)的重要災(zāi)害之一，煤礦火災(zāi)中采空區(qū)火災(zāi)占據(jù)了主要部分。采空區(qū)煤體自然發(fā)火引起的火災(zāi)對工作面安全生產(chǎn)形成重大威脅，造成大量的人員傷亡、財產(chǎn)損失以及環(huán)境污染。目前，隨著煤礦開采機(jī)械化水平的提高，煤炭開采速度越來越快，采空區(qū)空間面積擴(kuò)大、遺煤增多，使得采空區(qū)發(fā)火隱患更加突出，火災(zāi)發(fā)生率高、危害性大；而采空區(qū)起火源地點(diǎn)隱蔽，常規(guī)手段難以到達(dá)采空區(qū)內(nèi)很遠(yuǎn)的地方，同時，采空區(qū)火災(zāi)存在燒毀工作面的危險，而且容易引起瓦斯事故，導(dǎo)致礦毀人亡，給煤礦的安全高效開采帶來了巨大挑戰(zhàn)。

目前針對煤礦采空區(qū)煤體自燃的防滅火技術(shù)主要是先檢測后采取防滅火措施，或是注入預(yù)防性灌漿材料或阻化劑。前者屬于被動式防滅火，對檢測手段的要求極高，而采空區(qū)面積廣且地形復(fù)雜，容易出現(xiàn)檢測遺漏，同時，采空區(qū)環(huán)境惡劣，檢測設(shè)備容易出現(xiàn)故障導(dǎo)致檢測失效，最終導(dǎo)致因未能及時采取防滅火措施引發(fā)采空區(qū)火災(zāi)；后者采用預(yù)防性灌注技術(shù)雖然可以達(dá)到提前抑制采空區(qū)遺煤自然發(fā)火的效果，但此方法用料量大、成本高、阻化壽命短，幾乎對采空區(qū)所有區(qū)域都要進(jìn)行灌注，然而也難免會產(chǎn)生遺漏，而且，受采空區(qū)潮濕環(huán)境影響阻化劑易失效，采空區(qū)溝洄的存在使阻化劑容易在低洼處積聚，而高出的松散遺煤又容易使阻化劑無法全面覆蓋自燃的區(qū)域，從而失去采空區(qū)防治煤自燃的效果。同時灌注施工困難，對管道要求高，容易發(fā)生磨損和堵管現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種安全環(huán)保、成本低、可靠性高、響應(yīng)及時、施工部署方便的煤礦采空區(qū)主動式防滅火技術(shù)，解決煤礦采空區(qū)煤自燃氧化起火的問題。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種防止采空區(qū)煤自燃主動式防滅火裝置，包括溫控爆裂防滅火球體和傳送鋪設(shè)設(shè)備，其特征是在煤礦采空區(qū)，根據(jù)煤礦采空區(qū)自燃危險區(qū)域分布規(guī)律，合理設(shè)置間距，鋪設(shè)溫控爆裂防滅火球體，使得溫控爆裂防滅火球體在采空區(qū)煤體出現(xiàn)自燃傾向或發(fā)火初期，起到主動防滅火的作用。

進(jìn)一步的技術(shù)方案是：所述的溫控爆裂防滅火球體包括殼體，殼體內(nèi)的防護(hù)鋼絲網(wǎng)結(jié)構(gòu)以及殼體內(nèi)部填充的滅火劑。

更進(jìn)一步的技術(shù)方案是：所述的溫控爆裂防滅火球體根據(jù)仿生學(xué)原理，形狀為具有很強(qiáng)抗壓能力的橢球形；體積大小根據(jù)設(shè)備所鋪設(shè)地點(diǎn)的自然發(fā)火傾向性設(shè)置。

更進(jìn)一步的技術(shù)方案是：所述的殼體材料為溫控相變材料，在環(huán)境溫度上升到一定值后，材料主動爆裂，釋放出殼體內(nèi)的滅火劑。