[发明专利]矿用液氮防灭火装置及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及液氮防灭火技术领域，尤其涉及一种用于煤矿中采用液氮灭火的矿用液氮防灭火装置及其使用方法。

背景技术

在煤矿开采过程中，随着采深加大，地温升高，地温接近50℃时，会造成煤的初期氧化条件，且对散热不利，高温持续不下降，实际自然发火期将缩短，温度没有散发性，这就导致自然发火危险性增大。由于地温高，需要加大工作面风量来降温，但是由于其技巧的难控制性和工作的复杂危险性，加大了工作面风量，于是会增大采空区的漏风，同时采空区的热压差将增大，带来了严重的安全隐患。煤的自燃火灾又会增加热害的危害性。

基于现有火灾灾害解决方案操作复杂和难以控制，液氮技术基于液态氮本身体积小、易于贮运的特点，充分发挥液氮抑爆、窒息、冷却等多种作用，采用直接向防灭火区注洒液氮以及液氮汽化为气氮向防灭火区注入的方法，可广泛应用于煤矿井下自燃火灾及外因火灾的处理，具有可防可灭且灭火后易于恢复的特点。液氮防灭火技术具有汽化降温、惰化火区、置换有害气体等多种优势。但是目前防灭火装置多为单一防灭火和单一汽化降温的形式，缺乏一种防灭火、降温一体化装置来实现氮气的高效防灭火和工作空间降温的功能，这也是液氮防灭火技术亟待解决的一个问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种集液氮防灭火、气氮防灭火，并能够对工作区进行降温的矿用液氮防灭火装置及其使用方法。

本发明技术方案提供一种矿用液氮防灭火装置，包括液氮罐槽车、主管道、低温液体泵和液氮气化装置；其中，主管道的一端与所述液氮罐槽车连接，其另一端上连接有第一供给管路；所述低温液体泵的输入端连接在所述主管道上，所述低温液体泵的输出端还连接有第二供给管路，所述第二供给管路的管路主体部位于所述液氮气化装置内，所述第二供给管路的末端伸出于所述液氮气化装置；所述液氮气化装置上设置有用于对所述管路主体部降温的排风扇；所述第一供给管路上设置有第一控制阀，所述第二供给管路上设置有第二控制阀，所述主管道上设置有主控制阀。

进一步地，所述管路主体部由多个U形管顺次连接形成。

进一步地，所述排风扇通过连接管与待防灭火区的井下压风系统连通。

进一步地，所述液氮气化装置上设置有通过通气管道连接在一起的至少两个所述排风扇，所述通气管道与所述连接管连接。

进一步地，所述第一供给管路的末端具有多个喷嘴。

进一步地，所述低温液体泵和液氮气化装置上均设置有自锁支撑座。

进一步地，所述第一供给管路上设置有第一压力表；所述第二供给管路上位于所述低温液体泵和所述液氮气化装置之间设置有第二压力表，所述第二供给管路上位于所述第二供给管路的末端与所述液氮气化装置设置有第三压力表。

本发明技术方案还提供一种采用上述矿用液氮防灭火装置进行防灭火的使用方法，其包括如下步骤：步骤1：打开主控制阀；步骤2：若使用液氮进行防灭火，则开启第一供给管路上的第一控制阀，液氮经由所述第一供给管路喷出，以进行防灭火；若使用气氮进行防灭火，则开启第二供给管路上的第二控制阀，液氮从低温液体泵流入所述第二供给管路内，并在液氮气化装置内气化，液氮气化为气氮，同时，排风扇对管路主体部进行降温，气氮经所述第二供给管路的末端喷出，以进行防灭火。

进一步地，若既需要使用液氮进行防灭火，又需要使用气氮进行防灭火，则保持开启所述第一控制阀和所述第二控制阀。

采用上述技术方案，具有如下有益效果：

本发明提供的矿用液氮防灭火装置及其使用方法，集液氮灭火、气氮灭火和降温功能于一体。可实现液氮高效防灭火的优势，同时由于液氮气化成为气氮，吸收大量热量，能够实现在工作空间、采空区降温的功能，并可采用气氮进行惰性防灭火，高效利用液氮了在煤矿井下降温和防灭火的优势。

附图说明

图1为本发明提供的矿用液氮防灭火装置的结构示意图；

图2为管路主体部的结构示意图；

图3为图2所示的管路主体部中U形管的示意图；

图4为排风扇安装示意图；

图5为排风扇与通气管道、连接管连接示意图。

附图标记对照表：

1-液氮罐槽车；        2-低温液体泵；      3-液氮气化装置；

4-排风扇；            41-通气管道；       42-连接管；

43-通气直角管；       5-主管道；          51-主控制阀；