[發明專利]一種采空區氣體循環利用防滅火系統及控制方法

有效

• 申請號: 202110632293.5
• 申請日: 2021-06-07
• 公開（公告）號: CN113250733B
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 周海萍;林莉松;張弘斌;高魁東;孫利青;盧悅;陳康
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: E21F5/00
• 分類號: E21F5/00;E21F17/00
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 吳旭

1.一種采空區氣體循環利用防滅火系統，其特征在于，包括輸氣管路、回氣管路、阻燃系統、風流阻斷系統和氣體發生裝置；

所述輸氣管路包括輸氣主管（1）和輸氣支管（3），所述輸氣主管（1）分別布設在綜采面的進風大巷（11）和回風大巷（12），輸氣主管（1）由多段輸氣直管通過第一三通閥（10-1）銜接而成，每個第一三通閥（10-1）的第三接口通過第一L型短管（17-1）及直角接頭（18）連接輸氣支管（3），所述輸氣支管（3）沿采空區寬度方向布置，各輸氣支管（3）間隔分布；

所述回氣管路包括吸氣主管（2）和立柱支管（4），所述吸氣主管（2）分別布設在綜采面的進風大巷（11）和回風大巷（12），吸氣主管（2）由多段回氣直管通過第二三通閥（10-2）銜接而成，每個第二三通閥（10-2）的第三接口連接第二L型短管（17-2），第二L型短管（17-2）上連接若干間隔分布的立柱支管（4），每個立柱支管（4）的頂部接錐形頂（13），錐形頂（13）的底端面上開有若干吸氣孔（14），立柱支管（4）和錐形頂（13）總的高度接近采高；

所述阻燃系統包括阻燃劑箱（6）、阻燃劑管路（7）、注水管（8），阻燃劑箱（6）輸出端接阻燃劑管路（7），所述阻燃劑管路（7）沿采空區寬度方向布置，注水管（8）平行于阻燃劑管路（7）的位置接有若干噴射頭（9），所述噴射頭（9）豎直向上；

所述風流阻斷系統包括堆積于綜采面上隅角和下隅角處的煤矸石石堆（5），煤矸石石堆（5）通過噴射固體泡沫填補空隙形成風口隔離墻；

所述氣體發生裝置包括氮氣生產機組和氣體回收裝置，所述輸氣主管（1）連接氮氣生產機組，所述吸氣主管（2）連接氣體回收裝置。

2.根據權利要求1所述的采空區氣體循環利用防滅火系統，其特征在于，所述輸氣主管（1）中第一三通閥（10-1）與其連接的輸氣支管（3）的水平距離為50m；同一采空區域進風大巷（11）和回風大巷（12）的輸氣支管（3）間隔20-22m。

3.根據權利要求1所述的采空區氣體循環利用防滅火系統，其特征在于，所述立柱支管（4）內設有多道過濾網（15），每個第二L型短管（17-2）上的若干立柱支管（4）的中間位置正對綜采面另一側的輸氣支管（3）。

4.根據權利要求1所述的采空區氣體循環利用防滅火系統，其特征在于，所述煤矸石石堆（5）的高度接近采高，位于上隅角和下隅角處的煤矸石石堆（5）正對布置。

5.根據權利要求1所述的采空區氣體循環利用防滅火系統，其特征在于，所述輸氣支管（3）上間隔設置若干注氣孔（16），所述注氣孔（16）背向采煤工作面。

6.根據權利要求1所述的采空區氣體循環利用防滅火系統，其特征在于，所述綜采面的進風大巷（11）和回風大巷（12）的液壓支架的縫隙處采用固體泡沫封堵。

7.一種采空區氣體循環利用防滅火系統控制方法，其特征在于，采用如權利要求1-6任一所述的采空區氣體循環利用防滅火系統，其中，在采煤工作面移動后形成的采空區域布設所述輸氣支管（3）和立柱支管（4），并布設所述煤矸石石堆（5）以及阻燃系統，然后停止通過所述輸氣支管（3）輸入氮氣到上一采煤工作面移動后形成的采空區域，并開始通過所述立柱支管（4）回收上一采煤工作面移動后形成的采空區域的氮氣，用于當前形成的新的采空區域，以此形成氮氣的循環利用。