[实用新型]矿用液态CO2防灭火装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及矿井防灭火装置，尤其是一种利用液态二氧化碳防治煤炭自燃的防灭火装置。 

背景技术

目前广泛使用灌浆、喷洒阻化剂、汽雾阻化、注凝胶、注惰气、喷浆堵漏、压注惰性泡沫等防灭火技术，用于防止采空区漏风。这些技术虽然对防止煤炭的自燃起到了一定作用，但是成本高、使用效果不够理想。中国专利号：200820024615.8公布了一种矿用二氧化碳防灭火装置，它主要是借助液态CO₂汽化后产生的压力通过管路将其注入井下火区，利用CO₂进行降温和惰化实现防灭火。由于以气态CO₂注入井下火区，其冷却降温作用不明显，且长距离管道输送，易发生管路泄露等问题，也会增加企业管道维护工作量。因此，该装置不适用于将液态CO₂以近距离直接注入井下火区。 

发明内容

为了解决已有技术装置的不足之处，以及煤矿井下注氮工艺防灭火设备价格高、使用效果不够理想，本实用新型提供一种能够将液态CO₂由地面安全运输至井下、避免灌注管道结冰堵塞及CO₂以液态直接灌注火区的矿用液态CO₂防灭火装置。 

本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是： 

矿用液态CO₂防灭火装置由液态CO₂贮运罐、汽化器、自增压出液管路、自增压进气管路、进出液管路，以及进出液总阀、灌注阀等构成。其中，液态CO₂贮运罐体由支撑柱件、保温层、内壳体、外壳体、防晃板等构成，并在贮运罐上设有单元进出液阀、安全阀、自增压出液阀、自增压进气阀、压力表，液位表。 

汽化器、自增压出液管路、自增压进气管路可构成自增压系统。其中，自增压出液管路、自增压进气管路可组合成自增压管路，由自增压出液阀、自增压出液管、自增压出液总管、自增压进气管、自增压进气总管、自增压进气阀等构成。自增压出液管路由自增压出液阀、自增压出液管、自增压出液总管等组成，自增压进液管路的出口有自增压出液阀接自增压出液管，其后经自增压出液总管接汽化器入口。自增压进气管路由自增压进气阀、自增压进气管、自增压进气总管等组成，自增压进气管路的入口有自增压进气阀接自增压进气管，其后经自增压进气总管接汽化器出口。进出液管路由单元进出液阀、进出液管、进出液总管、进出液总阀等构成，即单元进出液阀接进出液管，其后经进出液总管接进出液总阀组合在一起而成。 

汽化器采用空浴式汽化器，来自液态CO₂贮运罐的低温液态CO₂在汽化器中与环境空气 进行热量交换，使液态CO₂气化为增压气体并回至液态CO₂贮运罐上部气相空间。 

本实用新型的有益效果是： 

(1)液态CO₂贮运罐设置的自增压系统可实现有效控制罐体内压力自我补偿，解决罐体和管道防止气化结冰问题，为直接向煤矿井下火区灌注液态CO₂提供了技术保障。 

(2)液态CO₂浓度高，温度低，可控制在-20℃以下，有利于发挥液态CO₂对火区的窒息氧作用、冷却降温作用和惰化抑爆作用。 

(3)直接灌注液态CO₂时，可使火源明显降温，加速熄灭火源。液态CO₂注入火区空间会瞬间气化，体积将膨胀640倍左右，需要吸收大量热量，温度急剧下降到-78.5℃。 

(4)液态CO₂直接灌注火区后，气化后CO₂比重大，能有效隔离煤体的氧化，使火源熄灭或阻止进一步氧化。 

(5)该装置具有降温速度快、操作简单、成本低、连续可调、运行稳定、重复使用等优点，符合现场的实际应用。 

附图说明

图1是本矿井液态CO₂直接灌注防灭火工艺及装置示意图。