[发明专利]井下采空区漏风防治装置

说明书

本发明公开了井下采空区漏风防治装置，包括进风接头、压风管、添加装置、泥胶泡沫发生器、进浆接头、注浆管、吸液管等。添加装置利用高速射流产生的负压，同时添加制备封堵泡沫所需的两种基料，采用并联形式连接，减小了装置运行阻力损失，泥胶泡沫发生器的固定孔板上设置有抛物面状的多层复合凹面网。该发明装置仅以井下已有的注浆压力和压风为驱动力，无需传统封堵泡沫制备中的电气设备，提高了装置使用的本质安全性，具有结构简单，可靠性高，适用性强的显著优点。

技术领域

本发明涉及一种矿用封堵泥胶泡沫制备装置，适用于煤矿井下防灭火领域，尤其针对采空区高位裂隙漏风、两道漏风和工作面架后漏风位置等，属于矿山安全工程技术领域。

背景技术

煤炭自然发火引发的火灾事故及其导致的再生事故是煤炭开采过程的主要灾害之一，每年造成的煤矿及矿山企业直接与间接经济损失高达百亿元。近年来，我国发生多起因煤炭自燃引发的大型事故，如吉林八宝煤矿“3.29”事故、江西建新煤矿“11.14”事故等，造成大量的人员伤亡和经济损失。因煤炭自燃，我国每年直接烧毁煤炭资源达1000万吨～1360万吨，同时还会导致火区地表出现土壤沙化、植被死亡、地表塌陷等一系列问题，破坏当地生态环境，污染地下水资源等。煤炭自燃过程中，还会产生大量污染性气体，如CO和SO2等，对相关人员生命健康安全造成危险。

目前，国内外多采用灌浆、惰气、阻化剂、胶体、三相泡沫等防灭火技术和材料来防治采空区煤自燃。这些技术对保障煤矿安全生产起到了重要作用，但也存在不足。《Experimental research on inorganic solidified foam for sealing air leakagein coal mines》中认为，为了克服现有防灭火技术的不足，有效地防治采空区和巷道的煤炭自燃，泡沫材料是矿井防灭火技术的趋势和走向，主要是由于泡沫材料具有封堵裂隙漏风严密、可向高处堆积、覆盖均匀、隔热性能好、成本相对低廉等特点。《有机矿物封堵泡沫的研制和应用》中认为，为了克服现有堵漏技术的不足，有效地防治采空区漏风、快速封闭火区、封闭煤眼裂隙和防止瓦斯涌出，封堵泡沫材料是矿井防灭火技术的发展趋势和走向，主要是由于该类泡沫材料具有发泡倍数高、覆盖范围广、能充分渗透细小裂隙、相对密度小、比强度高等特点。专利号2013105010984公开了一种用于煤矿防灭火的封堵泡沫泥浆产生装置，主要包括集成主机、自动添加式储液罐、浆液搅拌系统、喷注枪及相应的管路连接系统，采用空气压缩机为气体动力，运用集成主机控制的形式，具有操作简单，功能完善的特点，但该发明存在系统结构复杂，发泡系统整体压力损失较大，电气设备数量较多的问题，整个系统可靠性较低，本质安全性差。专利号CN105500527A公开了一种煤矿井下风动定量添加发泡剂稀释液系统及方法，该系统包括井下压风管路、气动隔膜泵、气动三联件、风量定量调节阀、流量计、单向阀、容器、孔隙式发泡器和T型三通。利用井下压风管路，将其分为两路，一路压风为气动隔膜泵提供动力，将发泡剂稀释液通过T型三通主管水平吸入到孔隙式发泡器中；另一路压风通过T型三通分支管垂直进入发泡器，两股流体发生充分的搅动、混合，产生两相泡沫，具有体积小，重量轻，成本低、稳定性和可靠性高的优点。但是，该发明中系统压力损失较大，产生的两相泡沫发泡倍数较低，在实际使用中，存在发泡量小、泡沫覆盖速度慢的缺点。

发明内容

有鉴于此，有必要提供井下采空区漏风防治装置，尤其针对采空区高位裂隙漏风、两道漏风和工作面架后漏风位置等，具有发泡倍数高，泡沫覆盖迅速，可准确实现高位堵漏，成本低廉等特点。