[發(fā)明專利]一種用于礦井下的采空區(qū)循環(huán)阻燃裝置及方法

有效

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• 申請日: 2021-03-25
• 公開（公告）號: CN112963192B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王凱;黃浩;鄧軍;翟小偉;張嬿妮
• 申請（專利權(quán)）人: 西安科技大學(xué)
• 主分類號: E21F5/08
• 分類號: E21F5/08;E21F17/18
• 代理公司: 西安眾星藍圖知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 61234
• 代理人: 張倩

本發(fā)明公開了一種用于礦井下的采空區(qū)循環(huán)阻燃裝置及方法，該裝置包括設(shè)置在采煤機液壓支架組的底座上的導(dǎo)向底座和在所述導(dǎo)向底座上往復(fù)滑動的噴灑裝置，所述噴灑裝置向采煤機液壓支架后方采空區(qū)噴灑阻化劑；相鄰兩個導(dǎo)向單元之間設(shè)置有用于控制所述噴灑裝置工作的信號感應(yīng)機構(gòu)；該方法包括步驟：一、噴灑裝置的初定位；二、噴灑裝置的正向移動及噴灑；三、噴頭組件的換向；四、噴灑裝置的反向移動及噴灑；五、噴頭組件的復(fù)原及阻化劑的補充噴灑；六、循環(huán)作業(yè)，直至采煤作業(yè)完畢。本發(fā)明在采煤機液壓支架工作中對采煤機液壓支架后方的采空區(qū)及時進行阻化劑噴灑，使采空區(qū)的阻燃區(qū)域無死角，保證采煤工作的安全，便于推廣使用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于煤礦安全設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于礦井下的采空區(qū)循環(huán)阻燃裝置及方法。

背景技術(shù)

煤礦開采過程，需要將地下煤炭資源開采運走，一般會在掘進過程中，采用類似道路上過山隧道方法，逐步打通地下煤炭所在位置到煤礦井口間的隧道，一般會將開采過程中遇到的礦石、煤炭等運送到地面，以便形成合理的運送和開采作業(yè)面，隨著煤炭和其他礦石的不斷運出，地下形成了煤炭采空區(qū)。不同的開采技術(shù)的運用，讓采空區(qū)煤自燃問題有所緩解，但采空區(qū)遺煤、丟煤情況仍然較為普遍，采煤工作面由于流動性以及不會絕對密封的特性，礦井內(nèi)風(fēng)流漏向采空區(qū)，使空氣中的氧氣與煤炭發(fā)生緩慢氧化反應(yīng)，釋放熱量，當(dāng)熱量積聚到一定程度，煤體開始燃燒，最終發(fā)生現(xiàn)實中常見的采空區(qū)煤自燃，嚴重的可以引起大面積的火災(zāi)，甚至瓦斯爆炸。

現(xiàn)有的向礦井下采空區(qū)噴灑阻化劑防治煤自燃的技術(shù)一般采用煤層表面噴灑和用鉆孔向煤體壓注的方式。表面噴灑是從支架間隙向采空區(qū)噴灑，每間隔5組支架噴1次，每次噴灑至少6min，流量不小于35L/min；對可能或已經(jīng)開始氧化發(fā)熱的煤體進行打鉆壓注阻化劑。但這些方法都會存在阻化劑不易噴灑均勻、阻燃效果不均、噴灑點間隔較遠、覆蓋面積容易受到環(huán)境因素影響、單次所需阻化劑用量較大、成本較高等缺點。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種用于礦井下的采空區(qū)循環(huán)阻燃裝置，其設(shè)計新穎合理，在噴灑裝置正向移動時對當(dāng)前推進的采煤機液壓支架后方的采空區(qū)進行阻化劑噴灑，在噴灑裝置反向移動時在當(dāng)前未推進的采煤機液壓支架上對旁側(cè)已推進的采煤機液壓支架后方的采空區(qū)進行阻化劑噴灑，在正向移動和反向移動之間控制噴頭組件反轉(zhuǎn)以適應(yīng)不同行程的噴灑需求，隨后，在初始導(dǎo)向單元所在位置對初始導(dǎo)向單元所在采煤機液壓支架后方進行阻化劑補噴，使采空區(qū)的阻燃區(qū)域無死角，保證采煤工作的安全，便于推廣使用。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種用于礦井下的采空區(qū)循環(huán)阻燃裝置，其特征在于：包括設(shè)置在采煤機液壓支架組的底座上且沿采空區(qū)寬度方向布設(shè)的導(dǎo)向底座和在所述導(dǎo)向底座上往復(fù)滑動的噴灑裝置，所述采煤機液壓支架組包括多個采煤機液壓支架，所述導(dǎo)向底座包括多個導(dǎo)向單元，所述導(dǎo)向單元和采煤機液壓支架的數(shù)量相同且一一對應(yīng)，所述噴灑裝置向采煤機液壓支架后方采空區(qū)噴灑阻化劑；

相鄰兩個所述導(dǎo)向單元之間設(shè)置有用于控制所述噴灑裝置工作的信號感應(yīng)機構(gòu)，所述信號感應(yīng)機構(gòu)包括設(shè)置在一個所述導(dǎo)向單元端部的紅外信號發(fā)射器和設(shè)置在另一個所述導(dǎo)向單元端部且與紅外信號發(fā)射器配合的紅外信號接收器；

所述噴灑裝置包括沿所述導(dǎo)向單元移動的移動底座、設(shè)置在移動底座上的貯存罐、與貯存罐內(nèi)部連通且沿采煤機液壓支架前進方向伸縮的伸縮出料管、與所述伸縮出料管轉(zhuǎn)動連接且用于向采煤機液壓支架后方采空區(qū)噴灑阻化劑的噴頭組件、以及用于控制所述噴頭組件以伸縮出料管中心線為轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動控制機構(gòu)。

上述的一種用于礦井下的采空區(qū)循環(huán)阻燃裝置，其特征在于：位于所述導(dǎo)向底座一端的所述導(dǎo)向單元上設(shè)置有感應(yīng)所述噴灑裝置位置的第一位置感應(yīng)裝置，位于所述導(dǎo)向底座另一端的所述導(dǎo)向單元上設(shè)置有感應(yīng)所述噴灑裝置位置的第二位置感應(yīng)裝置，所述第一位置感應(yīng)裝置和第二位置感應(yīng)裝置均為激光對射器。