[发明专利]一种模拟煤矿采空区注CO2防灭火的测试装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种模拟煤矿采空区注CO₂防灭火的测试装置，属煤矿安全防灭火的技术领域。

背景技术

煤层自然发火是矿井开采过程中的安全隐患，严重威胁矿井安全生产,因此煤矿火灾的防治是急待解决的煤矿安全问题。

煤矿火灾防治有多种方法，例如采空区灌浆法，灌浆材料有黄土、粉煤灰、煤矸石、山沙；还有采空区注凝胶法、采空区注氮气法、采空区注三相泡沫法；采空区灌浆浆液能覆盖包裹煤体，隔绝空气，熄灭火源，但灌浆受煤层的倾角影响较大，水平煤层浆液流动范围受限，对倾斜煤层高位火源难以控制，灌浆工艺复杂，施工难度大，成本高；采空区注凝胶法具有较好的降温和隔离效果，但钻孔施工难度大，工艺复杂，凝胶成本高，遇水成胶效果差；注氮气法可有效降低采空区的氧气浓度，但氮气易随漏风扩散，影响注氮气防灭火效果；注三相泡沫对高位火源效果好，但泡沫存在时间短，灌注工艺复杂，易堵管。

CO₂防灭火方法由于材料来源广泛，工艺简单、操作方便，不污染防灭火区域，可有效抑制防灭火区域漏风，且能抑制爆炸形成的火灾伴生灾害，近年来在煤矿现场得到广泛应用，在煤矿防灭火防治中灌注CO₂可以有效治理煤矿采空区自燃火灾的同时，还可以将温室气体CO₂进行地质封存，具有煤矿火灾防治和温室气体CO₂地质储存的双重效益，但是在采空区灌注大量惰性气体CO₂后，采空区漏风、遗煤解析出的瓦斯气体是如何在采空区多孔介质层内运移的，其运移规律对于采空区瓦斯抽采、煤自燃与瓦斯灾害耦合的影响是难以预测的，为了准确预测惰性气体防灭火效果以及灌注惰性气体条件下采空区内瓦斯、氧气等多组分气体分布情况，需要一种模拟煤矿采空区注CO₂防灭火的试验装置是非常必要的。

发明内容

发明目的

本发明的目的是针对背景技术的状况，设计一种模拟煤矿采空区注入CO₂防灭火的测试装置，采用模拟工作面通风及漏风、采空区浮煤升温氧化、采空区气体监测、色谱分析相结合的设计，以准确掌握CO₂防灭火的数据和灭火效果，提高CO₂防灭火能力。

技术方案

本发明主要结构包括：防灭火测试装置、底座、模拟进风巷、模拟回风巷、进风阀、回风阀、CO₂注入口、测温热电偶、温控器、取气孔、加热器、CO₂阀、CO₂流量计、CO₂减压阀、CO₂气瓶、抽气泵、抽气阀、模拟回风流量计、温度采集控制装置、取样阀、气相色谱仪、信息处理计算机、回风管、出气管、输气管、煤层、模拟采空区多孔介质层；