[发明专利]一种采空区注气防灭火系统及防灭火方法

说明书

本发明提供一种采空区注气防灭火系统及方法，包括设置在采煤机端头支架两端的注气系统，所述注气系统包括抽气管、防爆空气压缩机、送气管，防爆空气压缩机安装在采煤机端头支架底座上，用于随端头支架移动，空气压缩机进气口与抽气管连通，抽气管的抽气端口位于采空区的窒息带内；空气压缩机出气口与送气管连通，送气管的送气端口位于采空区的氧化带内。本发明系统可以随工作面移动，始终使释放口位于氧化带内的最佳位置，同时损耗小、灭火效果佳。

技术领域

本发明属于煤矿采空区的防灭火领域，具体涉及一种采空区注气防灭火系统及注气灭火方法。

背景技术

煤炭自燃火灾一直是我国煤矿的重大灾害之一。据统计，在我国的现有煤矿中，国有重点煤矿54.9％的矿井有自然发火危险，煤矿的自燃火灾次数占火灾总数的90%以上。煤炭自燃火灾给国家和矿井带来了极大的危害及经济损失，除此，煤炭自燃不仅浪费了煤炭资源，而且还给人类的生存环境、生态平衡带来了极大的危害。

前人通过对采空区遗煤的空间分布的分析，对自燃三带作出了解释，以煤氧复合理论为依据，对采空区自燃三带作出了划分，即“散热带”（氧气浓度大于18%）、“氧化带”（氧气浓度介于8%和18%之间）和“窒息带”（氧气浓度小于8%），采空区的自燃多发生在氧化带内。

目前，采空区注氮防灭火是国内预防采空区自燃的主要措施之一，是将氮气送至采空区氧化带内，排除火区内的空气，降低氧气浓度，从而达到抑制氧化带内煤自燃的效果。现在最常用的注氮方法是埋管注氮法，具体来说，在巷道内布置氮气制备系统，经由输送管道将氮气输送到采空区；在工作面进风侧沿采空区向里埋设一条注氮管路，埋入到采空区氧化带时，开始注氮；同时埋设第二条注氮管路，当第二条管路管口进入氧化带时，第二条管路开始注氮；此时埋入第三跟管道，如此循环，直到工作面采完为止。

目前来说，采空区注氮方式存在以下缺陷：

（1）注氮管丢弃在采空区内不能回收，造成巨大浪费；

（2）埋管注氮在空间上不连续，且不能保证全断面注氮，注氮效果不佳；

（3）井下氮气制备和输送设备庞大，成本较高。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提供一种采空区注气防灭火系统。

同时提供一种适用于该系统的采空区注气防灭火方法。

本发明的技术方案是：一种采空区注气防灭火系统，包括设置在采煤机端头支架两端的注气系统，所述注气系统包括抽气管、防爆空气压缩机、送气管、三通阀、横向输送管，

所述防爆空气压缩机，安装在采煤机端头支架底座上，用于随端头支架移动，空气压缩机进气口与抽气管连通，出气口与三通阀连通，所述三通阀一个出气口沿采空区延伸方向设置，与送气管连通；另一个出气口沿工作面方向设置，与横向输送管连通，

所述横向输送管上连通若干沿采空区延伸方向设置的送气管，

所述若干送气管平行设置，送气管的送气端口位于采空区的氧化带内，

所述抽气管的抽气端口位于采空区的窒息带内。

进一步的，所述抽气端口为防静电聚氯乙烯材质。

进一步的，所述抽气端口设置有双层防尘网。

进一步的，抽气端口顶部固定连接有保护尖帽，保护尖帽为上尖下宽结构。

进一步的，所述送气端口设置有弯头。

优选的，所述弯头为直角端头。

所述采煤机支架两端端头的注气系统中与三通阀连通的送气管分别对应巷道进风侧和巷道回风侧。