[实用新型]防治煤自燃的胶体阻化惰泡制备装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及采空区煤自燃防灭火技术领域，尤其涉及一种防治煤自燃的胶体阻化惰泡制备装置。

背景技术

全国煤矿中有56%的矿井存在自然发火的危险，每年造成的直接和间接经济损失近百亿元。现有的防灭火技术均是通过降低或减少煤氧结合来实现防灭火，对于漏风较为通畅的采空区的阻化、惰化、堵漏难度较大。尤其是综采和综放开采技术的采用，矿井开采强度加大，通风系统相对复杂化，采空区范围不断扩大，而采空区是最容易也是最常发生自燃火灾的区域，极大的增加了矿井煤炭自然发火的频率及防治的难度。采空区丢落有大量的遗煤；存在连续不断的漏风供氧；具备良好的遗煤蓄热环境，而且采空区面积大、自燃“三带”随采煤工作面的推进呈动态移动、遗煤高温范围大、高温点隐蔽，一旦发生自燃往往是大面积的，灭火难度很大。

目前防治煤自燃的主要手段是降温（如注水、注浆、注胶体、注三相泡沫等）和采空区惰化（如注氮气、注二氧化碳等），这些手段虽然在煤矿近距离采空区低位空间中的防灭火发挥了积极作用，但对于远距离采空区的高位空间着火还不能完全奏效。由于煤自燃多发生在采空区内，采空区的面积较大，火源点比较隐蔽并且难以确定其具体位置，常规防灭火材料很难进行大面积充填，并且不具备良好的堆积性，对防治工作面采空区等区域煤自燃火灾效果不理想。所以迫切需要研究能使采空区降氧、惰化、堵漏，能把阻化材料带到远距离隐蔽区域阻化遗煤自燃，并易堆积且到达采空区高位空间的防火材料、装备及应用工艺。

实用新型内容

为了解决背景技术中所存在的技术问题，本实用新型提出了一种防治煤自燃的胶体阻化惰泡制备装置，以压力水和压力氮气作为输送动力，安全可靠。

本实用新型的技术解决方案是：防治煤自燃的胶体阻化惰泡制备装置，其特征在于：包括依次相连的射流比例混合器装置、一级发泡装置、二级发泡装置以及气体输送装置；

射流比例混合器装置包括射流比例混合器（射流比例器仿照消防上用的射流器，根据实际需要，通过一定计算，得到射流比例混合器各部分的尺寸，然后设计定做）、与射流比例混合器喷嘴连接的高压水进口、与射流比例混合器吸液室连接的胶体阻化液进口，射流比例混合器输出口与一级发泡装置进液口连接；

一级发泡装置包括发泡室、和胶体阻化液进口连接的螺旋喷嘴，发泡室内设有发泡网，一级发泡装置进气口与气体输送装置输出口连接，一级发泡装置泡沫液出口与二级发泡装置泡沫液进口连接；

气体输送装置为提供高压气体的输送装置，所述高压气体是氮气或二氧化碳。

上述射流比例混合器包括喷嘴、位于喷嘴外围的吸液室、与吸液室连接的喉管和与喉管连接的扩散管；所述扩散管与射流比例混合器输出口连接。

上述发泡网为不锈钢压制网，所述喷嘴为螺旋实心圆锥形喷嘴。

射流比例混合器的压力水进口管道和阻化液进口管道上分别设有防爆涡街流量计、滤网和矿用截止阀。

一级发泡装置和二级发泡装置的连接是法兰连接，根据输送距离的不同选择同时使用两级发泡或者单独使用一级发泡。

一级发泡装置内有发泡网，二级发泡装置底部设有排液阀，进口和气体输送装置输出口连接。

本实用新型具有以下优点：

1）本实用新型以压力水和压力氮气作为输送动力，所以安全可靠。由于制备的胶体阻化惰泡为泡沫状，借助压力氮气的动力可以迅速对整体大面积采空区和高位空间的遗煤进行覆盖、阻化、堵漏、延长自然发火期，起到包裹、阻化、惰化以及吸热降温的作用，有效的抑制和预防煤自燃的发展。

2）本实用新型可利用井下注氮系统，通过气体输送装置将胶体阻化惰泡输送到采空区煤自燃隐蔽区域，进入火区的氮气具有降氧惰化的作用。胶体阻化泡沫具有在短时间内充填体积大、流动性和堆积性好等特点，能将胶体阻化剂送到不同厚度、不同形状的松散煤体空隙或冒落空间，堵塞漏风通道，隔绝空气，起到窒息作用，胶体阻化剂附着在松散煤体表面，与水形成一层能抑制氧气与煤接触的薄膜，阻止氧气和煤结构上的活动链式环基反应，使煤和氧的亲合力降低，并吸收煤炭表面氧化自由基，阻止煤体氧化放热；通过泡沫带入大量的水分，蒸发时吸收大量的热量，起到降温作用，减小了松散煤体的升温速率。所以，胶体阻化惰泡具有多效协同的防灭火作用，防灭火效果显著。

3）本实用新型采用二级发泡装置，和以前的装置比较具有发泡效果好，输送距离远，对胶体阻化混合液的利用率高等优点，很好的解决了一级发泡装置输送动力不足的问题。