[实用新型]一种深冷惰气制雪防灭火装置

说明书

本实用新型属于煤层火灾处理领域，具体涉及一种深冷惰气制雪防灭火装置。将固态CO₂颗粒分散在液氮中形成浆液，以液固二相形态输送，并注入高温区灭火；浆液输送到高温火区后，由于其压力、温度发生变化，液氮首先挥发，而干冰通常需要较长时间才能气化，使二氧化碳以“雪”的形式进入发火采空区，沉积在采空区煤体表面，可以暂时堵塞漏风通道，并降低温度与氧气浓度，从而实现快速灭火的功能。

技术领域

本实用新型属于煤层火灾处理领域，具体涉及一种深冷惰气制雪防灭火装置。

背景技术

自燃是煤的固有属性，其引发的煤火灾害遍布世界各地。我国煤层自燃火灾十分严重，据统计有72.86％的煤矿存在煤自燃现象。国内过去对煤层火灾的处理，主要采用从井下向火区注浆、凝胶和三相泡沫或者注惰性气体等技术。但是对于煤层群开采顶部采空区火灾，采用注浆注水灭火时，灭火材料容易渗漏，凝胶灭火需要掌握具体火源位置，三相泡沫及惰性气体灭火的降温速度较慢，降温效果相对较差。

向固体松散体火区内灌注深冷惰气浆液，使其中二氧化碳以固态小颗粒形式附着在高温物体表面进行降温、降氧灭火技术在美国用于处理煤矿及矸石山自燃火灾，取得了良好的灭火效果。

实用新型内容

为了解决现有煤层灭火技术存在的灭火材料渗透、降温效果差及在灭火时需掌握具体火源的问题，本实用新型提供一种深冷惰气制雪防灭火装置，将固态CO₂颗粒分散在液氮中形成浆液，以液固二相形态输送，并注入高温区灭火，本实用新型使二氧化碳以“雪”的形式进入发火采空区，从而可以用雪片充填采空区空间，覆盖高温煤体，从而快速降温、降氧，实现快速高效防治采空区火灾的目的。

本实用新型的技术解决方案是提供一种实现上述的深冷惰气制雪防灭火装置，其特殊之处在于：包括液氮储罐、液态二氧化碳储罐、第一管道、第二管道及第三管道；

上述液氮储罐与第一管道入口端连通；上述液态二氧化碳储罐与第二管道入口端连通；上述第一管道与第二管道的出口端均与第三管道的入口端连通，第二管道的出口端设置有二氧化碳分散装置，上述二氧化碳分散装置包括圆盘状挡板，上述挡板开设多个通孔，用于分散二氧化碳；上述第三管道的出口端安装有喷头。

优选地，上述第一管道及第二管道上均设有调节阀、温度计、流量计及压力表；上述第三管道设置有温度计。

优选地，本实用新型装置还包括混合管道，上述混合管道位于第一管道、第二管道及第三管道的连接处，将第一管道、第二管道及第三管道连通。该混合管道可以是一个三通，其三个端口分别与第一管道、第二管道及第三管道连通。

优选地，本实用新型装置还包括高压低温软管，上述高压低温软管位于第二管道的出口端，将第二管道与混合管道连通。

优选地，为了防止管道堵塞，上述高压低温软管出口端的管径小于入口端的管径，加大了液态二氧化碳的流速。

优选地，上述高压低温软管上设置有阀门。

优选地，上述喷头为梅花形喷头，上述混合管道为可视化管道。

优选地，上述液氮储罐为自带压力式液氮罐，不需要其他外界动力源。

优选地，上述第一管道、第二管道及第三管道均为不锈钢低温管道。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型将液氮与液态二氧化碳混合注入，液氮的降温速度快，惰化作用强，气化时吸热量大，可快速冷却采空区的温度；而液态二氧化碳气化时的体积膨胀倍数大，且能够很好的吸附于煤的氧化；本实用新型综合运用二者的优点，使其灭火效果更好；

2、本实用新型装置结构简单，便于移动，使用防爆性材料制作，具有防爆型，有利于矿井等有爆炸危险的环境中紧急灭火；