[發明專利]一種CO2/N2快速抑爆的礦井熱動力災害應急處置裝置及方法

在審

• 申請號: 201811569723.8
• 申請日: 2018-12-21
• 公開（公告）號: CN109630186A
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 李珍寶;王鳳雙;周文海;梁瑞;余建平;姜峰;陳金林;包娟;何貞君;尚芳蘭
• 申請（專利權）人: 蘭州理工大學
• 主分類號: E21F5/00
• 分類號: E21F5/00;E21F17/18;E21F17/103
• 代理公司: 西安匯恩知識產權代理事務所(普通合伙) 61244
• 代理人: 張偉花

本發明提供了一種CO₂/N₂快速抑爆的礦井熱動力災害應急處置裝置及方法，包括氣體供給系統、區域隔離系統、環境監測系統、爆炸危險性判定系統和控制系統，所述氣體供給系統包括設置在地面上的CO₂氣化裝置、設置在井下的制氮機組和輸氣管道，所述區域隔離系統包括設置在工作面巷道內的輸氣管道上的多個單向閥、風幕機和三通電磁閥，所述環境監測系統包括設置在井下工作面巷道頂板上的多個多參數氣體傳感器，所述爆炸危險性判定系統包括爆炸三角形判定儀。本發明設計合理，結構精巧，能在井下二次災害發生之前改變危險區域的環境條件，抑制爆炸條件的形成，實現爆炸災害危險區域隔離，以便在災害處置的時候最大限度地保障救援人員安全，避免二次爆炸傷害。

技術領域

本發明涉及礦井熱動力災害防治技術領域，具體涉及一種CO₂/N₂快速抑爆的礦井熱動力災害應急處置裝置及方法。

背景技術

礦井爆炸熱動力災害事故，具有突發性強、火勢發展迅速、救災困難、容易引起二次傷害事故等特點，會造成大量的人員傷亡和資源損失。2005至2014年，我國煤礦死亡10人以上的事故共發生192起，死亡人數3519人，其中瓦斯爆炸占42.7％，死亡人數占47.37％。高瓦斯易自燃礦井存在大量火區，不僅積壓大量煤炭資源和設備，可爆炸性瓦斯與煤自然發火相互作用，更加劇了瓦斯爆炸動力災害的嚴重性，是煤礦重特大事故的嚴重隱患。有關資料顯示，國內外曾發生多起火區封閉或者啟封應急處置過程中的瓦斯爆炸事故。在爆炸事故中，進行火區封閉或者啟封時大多數會發生瓦斯爆炸，有的甚至發生多次爆炸，火區封閉過程中發生瓦斯爆炸，已經嚴重威脅到了下井救災人員的生命安全。

在災害應急處置時，應在努力減小災害損失的同時，盡可能地保障應急救援人員的安全。因此，在應急處置瓦斯爆炸熱動力災害過程中，尤其要采取有效的措施防止二次爆炸、多次爆炸事故的發生?，F階段我國主要的瓦斯阻隔爆的技術措施有：隔爆水袋、隔爆巖粉棚及自動隔爆裝置等。這些阻隔爆炸技術的技術屬于災后控制，只能在災害發生后一定程度上控制瓦斯爆炸危害程度及波及范圍，仍然無法從源頭上預防二次瓦斯爆炸災害的發生。因此，有必要為礦井瓦斯防治開辟新的途徑，尤其是礦井瓦斯爆炸熱動力災害應急處置過程中的快速抑爆技術，在二次爆炸災害發生之前改變危險區域環境條件，控制二次爆炸條件(爆炸物、氧氣和引爆火源)的形成，以便在災害處置的時候最大限度地保障救援人員安全，減小或避免爆炸傷害。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術的不足，提供一種CO₂/N₂快速抑爆的礦井熱動力災害應急處置裝置，該應急處置裝置結構精巧，使用安全可靠，預防二次爆炸災害效果好，操作簡便，裝置反應快捷，可推廣應用。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：包括氣體供給系統、區域隔離系統、環境監測系統、爆炸危險性判定系統和控制系統；

所述氣體供給系統包括設置在地面上的CO₂氣化裝置、設置在井下的制氮機組和輸氣管道，所述CO₂氣化裝置包括依次連接連通的液態CO₂儲罐和液態CO₂氣化爐，所述輸氣管道具有兩個輸氣端和多個出氣端，所述兩個輸氣端分別與所述CO₂氣化裝置和制氮機組連通，然后輸氣管道的出氣端穿過井筒(包括豎井或斜井)進入工作面巷道內，固定安裝在工作面巷道的側壁上，所述工作面巷道包括采煤工作面和掘進工作面，所述出氣端設置有多個電動閘閥；

所述區域隔離系統包括均勻安裝在工作面巷道內的輸氣管道上的多個在額定工作壓力差值下自啟動的單向閥和多個三通電磁閥，所述三通電磁閥通過風管連接風幕機；