[發明專利]井下快速密閉裝置及密閉方法

在審

• 申請號: 202011282028.0
• 申請日: 2020-11-16
• 公開（公告）號: CN112627896A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 張東旭;王春光;蘇偉偉;黃鶴;李艷增;王耀鋒;劉春剛;李杰;許幸福;薛偉超;郭懷廣;馬金魁;程元祥;閆比男;薛彥平
• 申請（專利權）人: 煤科集團沈陽研究院有限公司
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18;E21F17/00;E21F11/00;E21F5/00;E21F17/107
• 代理公司: 沈陽易通專利事務所 21116
• 代理人: 王建男

1.井下快速密閉裝置，其特征在于：包括控制器、壓力傳感器、溫度傳感器、火焰傳感器、CO傳感器、乙炔傳感器、加熱儲能裝置、液態CO₂/N₂存儲器、儲氣膠囊和泄壓裝置，其中壓力傳感器、溫度傳感器、火焰傳感器、CO傳感器和乙炔傳感器均設置在井下且與控制器信號連接，所述控制器與液態CO₂/N₂存儲器內的加熱儲能裝置信號連接，所述液態CO₂/N2存儲器上設有泄壓裝置，且液態CO₂/N₂存儲器以及泄壓裝置的排出口設置在儲氣膠囊內部；

所述控制器用于在壓力傳感器、溫度傳感器、火焰傳感器、CO傳感器和乙炔傳感器檢測的井下環境數據超過設定閾值后向加熱儲能裝置輸送開啟信號，并通過泄壓裝置將液態CO₂/N₂存儲器內的氣化后的CO₂/N₂氣體釋放到儲氣膠囊中，最終通過儲氣膠囊封閉井下巷道。

2.井下快速密閉方法，使用如權利要求1所述的井下快速密閉裝置，其特征在于：所述溫度傳感器、火焰傳感器、CO傳感器、乙炔傳感器均設置在井下巷道內，壓力傳感器監測巷道內壓力，溫度傳感器監測巷道環境溫度，火焰傳感器監測巷道或者受限空間的火焰，CO濃度傳感監測巷道內的CO濃度，乙炔濃度傳感器監測煤層自然發火乙炔濃度，控制器根據監測到的巷道內壓力、巷道環境溫度、巷道或者受限空間內的火焰、巷道內的CO濃度、煤層自然發火乙炔濃度判定有火災發生時啟動加熱儲能裝置，液態CO₂/N₂存儲器內液態CO₂/N₂受熱膨脹氣化，當達到泄壓裝置耐受壓力時，向儲氣膠囊內釋放氣化后的CO₂/N₂氣體密閉受災巷道。

3.根據權利要求2所述的井下快速密閉方法，其特征在于：

巷道內2min內壓力變化率達到200％以上，可能有爆炸、巷道垮塌或者突出事故發生；

巷道內環境溫度大于限值50°時，判定巷道內已經出現火源，有火災事故發生；

巷道或受限空間內火焰傳感器監測到火焰出現時，判定巷道內已經有火災事故發生；

巷道或受限空間內的CO濃度達到限值40ppm，或變化值10％/min，判定巷道內已經有火災事故發生；

煤層自然發火C₂H₂濃度達到限值1ppm，判定巷道內已經有火災事故發生。

4.根據權利要求2所述的井下快速密閉方法，其特征在于：當發生煤塵或瓦斯爆炸時，儲氣膠囊超過耐受程度破裂，高壓氣態CO₂/N₂瞬間逸散到巷道中，為周邊環境降溫并對爆炸起到抑制作用。