[發明專利]一種煤礦瓦斯與火災共治系統及其使用方法

有效

• 申請號: 202011275947.5
• 申請日: 2020-11-16
• 公開（公告）號: CN112412526B
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 譙永剛;雒銅童;李豪君;張家行;張澤宇;李亮紅
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: E21F7/00
• 分類號: E21F7/00;A62C3/06;A62C31/00;A62C37/00;A62C37/50
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 申艷玲

1.一種煤礦瓦斯與火災共治系統，其特征在于：包括瓦斯抽采系統、CO₂滅火系統，功能切換裝置，流量監控系統和系統安全裝置；功能切換裝置設置在瓦斯抽采系統和CO₂滅火系統之間；

所述瓦斯抽采系統包括：水環式真空泵、抽采管路、控制閥門、放空管，按照瓦斯氣流方向在抽采管路上依次設置進氣側放空管、進氣側控制蝶閥、水環式真空泵、出氣側控制蝶閥、出氣側放空管；利用水環式真空泵將瓦斯氣體從煤礦井下通過負壓抽出，從放空管排出或經三通送往瓦斯利用廠；

所述CO₂滅火系統用于向煤礦井下著火點注入CO₂氣體，包括：液態二氧化碳儲存罐、運輸卡車、汽化器、鎧裝軟管和輸氣軟管、控制閥門，按照CO₂氣體輸送方向依次設置運輸卡車、液態二氧化碳儲存罐、控制閥門、鎧裝軟管和輸氣軟管、汽化器；

所述功能切換裝置用于切換瓦斯抽采和CO₂加注功能，包括：三通、變徑接頭、控制閥門、單向閥；靠近CO₂滅火系統側設置單向閥，CO₂氣流方向由單向閥流向變徑接頭再流經三通；

所述流量監控系統用于監控瓦斯抽采量和CO₂加注量；包括：控制閥門、壓力表、CO₂氣體流量監測裝置和瓦斯流量監測裝置，CO₂氣體流量監測裝置設置在控制三通與CO₂滅火系統之間，瓦斯流量監測裝置設置在控制三通與瓦斯抽采系統之間；

所述系統安全裝置用于保證瓦斯抽采設備和CO₂加注設備的安全，包括：火焰傳感器、壓力傳感器、自動噴粉抑爆裝置、水封阻火泄爆裝置和單向閥；火焰傳感器設置在放空管上部、壓力傳感器設置在放空管下部，自動噴粉抑爆裝置和水封阻火泄爆裝置安裝在抽采管道上；單向閥安裝在功能切換裝置與CO₂滅火系統之間。

2.根據權利要求1所述的煤礦瓦斯與火災共治系統，其特征在于：所述的CO₂氣體流量監測裝置包括壓力傳感器、流量傳感器、濃度傳感器、溫度傳感器；所述瓦斯流量監測裝置包括壓力傳感器、流量傳感器、濃度傳感器、溫度傳感器和CO傳感器。

3.根據權利要求1所述的煤礦瓦斯與火災共治系統，其特征在于：所述的火焰傳感器設置在放空管頂端往下3m處，壓力傳感器設置在距放空管底部2m處，水封阻火泄爆裝置設置在放空管進氣側1m處，自動噴粉抑爆裝置設置在沿抽采管道氣流方向距火焰傳感器30m處。

4.根據權利要求1所述的煤礦瓦斯與火災共治系統，其特征在于：所述CO₂滅火系統中采用滅火介質CO₂氣體由液態二氧化碳儲存罐現場汽化而來，低溫滅火效果佳。

5.根據權利要求1所述的煤礦瓦斯與火災共治系統，其特征在于：所述CO₂滅火系統為預留狀態不需要安裝，不產生任何成本，當需要加注CO₂滅火時，快速安裝CO₂滅火系統并投入運行。

6.根據權利要求1所述的煤礦瓦斯與火災共治系統，其特征在于：功能切換裝置中單向閥設置在CO₂滅火系統一側，防止管道中氣體逆流，總控三通上設置總控制蝶閥、瓦斯抽采系統控制蝶閥和CO₂滅火系統控制蝶閥3個閥門，可實現分別控制。

7.一種權利要求1~6任一項所述的煤礦瓦斯與火災共治系統的使用方法，其特征在于包括以下步驟：

（1）需要抽采瓦斯時，打開總控制蝶閥、瓦斯抽采系統控制蝶閥、真空泵進氣控制蝶閥、真空泵出氣控制蝶閥、放空管控制蝶閥，關閉配空管控制蝶閥、瓦斯利用控制蝶閥、CO₂滅火系統控制蝶閥，再開啟水環式真空泵，運行瓦斯抽采系統，并通過瓦斯抽采監測裝置監測抽采情況；

（2）當發生火災時，打開配空管控制蝶閥、再關閉瓦斯抽采系統控制蝶閥，運行3分鐘后，關閉水環式真空泵，再關閉配空管控制蝶閥、放空管控制蝶閥，停止瓦斯抽采；

（3）連接二氧化碳儲存罐、汽化器和CO₂流量監測系統，開啟儲存罐控制閥、汽化器進氣控制閥，開始二氧化碳汽化，準備加注CO₂氣體；

（4）再次確認瓦斯抽采系統控制蝶閥關閉，開啟總控制蝶閥、CO₂滅火系統控制蝶閥，開啟汽化器出氣控制閥、CO₂監控裝置控制閥，再開啟單向閥，開始注CO₂氣體滅火，并通過CO₂流量監測裝置監測CO₂氣體加注情況，通過壓力表觀察儲存罐內液體壓力；

如果井下火情已經撲滅，需要停止注CO₂氣體時，關閉儲存罐控制閥，觀察CO₂流量監測裝置中氣體壓力數值穩定后，依次關閉汽化器進氣控制閥、汽化器出氣控制閥、監控裝置控制閥和單向閥，最后關閉CO₂滅火系統控制蝶閥和總控制蝶閥。