[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

本發明公開了一種煤礦瓦斯與火災共治系統及其使用方法，屬于煤礦安全技術領域。該系統的功能切換裝置設置在瓦斯抽采系統和CO₂滅火系統之間，瓦斯抽采系統包括水環式真空泵、抽采管路、控制蝶閥、放空管，CO₂滅火系統包括液態二氧化碳儲存罐、汽化器、鎧裝輸氣軟管，控制閥門，功能切換裝置包括三通、變徑接頭、控制閥門、單向閥，流量監控系統包括控制閥門、壓力表、瓦斯流量監測裝置和CO₂氣體流量監測裝置，系統安全裝置包括火焰傳感器、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。本發明結構簡單，易于控制，能快速實現瓦斯抽采和注CO₂滅火功能的切換，節省了煤礦井下建立固定滅火站的成本，并且低溫CO₂對火災化學反應的抑制效果更佳。

技術領域

本發明涉及一種煤礦瓦斯與火災共治系統，屬于礦山安全開采技術領域。

背景技術

煤礦瓦斯和火災是我國煤炭資源井工開采的2種主要災害，每年因瓦斯和火災造成的傷亡人數占煤礦死亡人數的1/2以上；現有煤礦瓦斯防治裝置主要采用瓦斯抽采系統，防滅火主要采用注氮氣或CO₂配合束管監測系統，兩種災害防治系統和設備相互獨立，不能共用，煤礦企業不得不在井下有限的作業空間里安裝和管理兩套設備和管路，造成了人力、物力與財力的大量消耗，加大了煤炭企業設備投資和管理的經濟成本。

煤礦瓦斯抽采系統為常開狀態，但當發生火災等非正常狀態時，為了防止加速火情必須停止瓦斯抽采。滅火系統恰好相反，處于常關狀態，只有出現火災征兆時才開啟，因此，可以發明一套系統將兩種功能集合于一身，在正常狀態下抽采煤層瓦斯氣體，如果出現發火征兆則可以用來滅火。這種系統及裝備大大降低了煤礦經濟成本，而且對于一些沒有防滅火系統的礦井，萬一發生外因火災可以用來應急滅火。

發明內容

本發明旨在提供一種煤礦瓦斯與火災共治系統及使用方法，結構簡單，易于控制，能快速地實現瓦斯抽采和注CO₂滅火功能的切換，以達到煤礦火災和瓦斯的共同治理。

本發明提供的煤礦瓦斯與火災共治系統，根據系統安全學原理、瓦斯爆炸原理和CO₂抑制碳基火災原理設計，功能切換裝置能快速地實現瓦斯抽采和注CO₂滅火功能的切換，節省了煤礦井下建立固定滅火站的成本，并且低溫（-37℃左右）CO₂對火災化學反應的抑制效果更佳。

本發明提供了一種煤礦瓦斯與火災共治系統，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、真空泵進氣控制蝶閥、水環式真空泵、真空泵出氣控制蝶閥、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，從放空管排出或通往瓦斯發電；

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；