[發明專利]一種基于CO2

在審

• 申請號: 202210157850.7
• 申請日: 2022-02-21
• 公開（公告）號: CN114483157A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 徐永亮;王蘭云;鞏想軍;劉澤健;吳晉東;焦昆鵬;孫萌
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: E21F5/08
• 分類號: E21F5/08
• 代理公司: 北京博爾赫知識產權代理事務所(普通合伙) 16045
• 代理人: 王燦

本發明屬于煤礦火災防控技術領域，本發明提供了一種基于CO₂水合物的煤礦采空區自燃防控系統，包含CO₂水合物、內部橡膠殼、一號出氣口、一號可調節鋼針、固體阻化劑、一號導流管、防回流擋板、二號出氣口、二號可調節鋼針、二號導流管、活塞、噴射孔和噴射管。本發明還提供了一種煤礦采空區自燃防控系統的使用方法。本發明的自燃防控系統使遺煤的上下表面都由阻化液包裹起來，釋放的CO₂氣體使得采空區內部氧氣含量大幅降低，這種分階段的多重防自燃滅火方式，能最大限度、最長時間抑制采空區煤體自燃。

技術領域

本發明涉及煤礦火災防控技術領域,尤其涉及一種基于CO₂水合物的煤礦采空區自燃防控系統及其使用方法。

背景技術

隨著煤礦開采強度和深度的增加，采空區的煤炭自燃現象急劇增加，采空區自燃是氧氣與遺落在采空區內的浮煤發生物理、化學吸附以及化學反應，煤氧化產生大量熱量，熱量得不到及時的疏散，造成熱量積聚最終使得煤體發生自燃。漏入采空區內的氣體溫度、滲流速度、氧氣濃度等因素相互作用引起采空區氣體和煤巖的溫度變化。且采空區散熱帶離開采工作面有一定距離,漏風流速、漏風量和孔隙率相對變小，導致該區域遺煤氧化產生的熱量難以被帶走。若不采取措施進行控制，隨著煤氧化的持續，當熱量積聚到一定程度，一旦該區域溫度突破燃點，煤就會自燃；造成采空區內部溫度積聚，采空區內部溫度的變化加劇遺煤氧化速度，氧化速度加快進一步升高采空區內部溫度，會使自燃進一步擴大，造成更嚴重的自燃事故。

當自燃事故發生時，由于礦井空間較為狹小，人員視線和活動受很大影響，一旦發生火災，人員躲避或逃生比較困難，大型救火設備短時間難以運抵現場，滅火相對較難。同時，礦井巷道、工作面通風供氧有限，一旦發生火災，因燃燒消耗氧氣，造成空氣供應不足，人員呼吸不到空氣而窒息。另外，燃燒產生高溫和大量有毒、有害氣體，人員長時間接觸或過量吸入，會造成中毒傷亡。

當前國內外對于采空區自動防滅火的裝置及設備不多，大多數都屬于半自動，因此，全自動采空區自燃防控裝置在今后的礦井生產中具有很大的潛力。

發明內容

本發明的目的在于為了克服現有技術的不足而提供一種基于CO₂水合物的煤礦采空區自燃防控系統及其使用方法。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了一種基于CO₂水合物的煤礦采空區自燃防控系統，包含一號反應裝置、二號反應裝置和阻化液噴射裝置；

所述一號反應裝置包含CO₂水合物1、內部橡膠殼2、一號出氣口3、一號可調節鋼針4、固體阻化劑5、一號導流管6和防回流擋板7；

所述二號反應裝置包含CO₂水合物1、內部橡膠殼2、固體阻化劑5、二號出氣口8、二號可調節鋼針9和二號導流管10；

所述阻化液噴射裝置包含活塞11、噴射孔12和噴射管13。

作為優選，所述二號出氣口8和噴射管13連接，二號導流管10安裝在二號反應裝置外部；防回流擋板7設置在一號導流管6中。

作為優選，所述噴射管13的中間設置兩個活塞11，前端設有多個噴射孔12。

作為優選，所述一號反應裝置中的阻化液經一號導流管6流入噴射管13，并在兩個活塞11的中間儲存；

所述二號反應裝置中的阻化液經二號導流管10覆蓋到遺煤下表面；

阻化液由固體阻化劑5和水混合得到。

作為優選，所述一號反應裝置中，內部橡膠殼2脹裂釋放出的CO₂氣體通過一號出氣口3釋放到采空區；