[发明专利]一种用于矿井下的采空区循环阻燃装置及方法

权利要求书

1.一种用于矿井下的采空区循环阻燃装置，其特征在于：包括设置在采煤机液压支架组的底座上且沿采空区宽度方向布设的导向底座和在所述导向底座上往复滑动的喷洒装置，所述采煤机液压支架组包括多个采煤机液压支架(1)，所述导向底座包括多个导向单元，所述导向单元和采煤机液压支架(1)的数量相同且一一对应，所述喷洒装置向采煤机液压支架(1)后方采空区喷洒阻化剂；

相邻两个所述导向单元之间设置有用于控制所述喷洒装置工作的信号感应机构，所述信号感应机构包括设置在一个所述导向单元端部的红外信号发射器(2)和设置在另一个所述导向单元端部且与红外信号发射器(2)配合的红外信号接收器(3)；

所述喷洒装置包括沿所述导向单元移动的移动底座(4)、设置在移动底座(4)上的贮存罐(5)、与贮存罐(5)内部连通且沿采煤机液压支架(1)前进方向伸缩的伸缩出料管(6)、与所述伸缩出料管(6)转动连接且用于向采煤机液压支架(1)后方采空区喷洒阻化剂的喷头组件、以及用于控制所述喷头组件以伸缩出料管(6)中心线为转轴转动的转动控制机构，所述喷头组件的阻化剂喷射方向与伸缩出料管(6)中心线之间的夹角为90°。

2.根据权利要求1所述的一种用于矿井下的采空区循环阻燃装置，其特征在于：位于所述导向底座一端的所述导向单元上设置有感应所述喷洒装置位置的第一位置感应装置(7)，位于所述导向底座另一端的所述导向单元上设置有感应所述喷洒装置位置的第二位置感应装置(8)，所述第一位置感应装置(7)和第二位置感应装置(8)均为激光对射器。

3.根据权利要求1所述的一种用于矿井下的采空区循环阻燃装置，其特征在于：所述喷头组件包括与所述伸缩出料管(6)转动连接的喷管(9)、与喷管(9)远离伸缩出料管(6)一端连通的空心分流座(10)、以及与空心分流座(10)连通的喷嘴安装座(11)和设置在喷嘴安装座(11)上的喷嘴(12)，所述空心分流座(10)与喷嘴安装座(11)之间设置有两个磁性软管(13)，所述磁性软管与空心分流座(10)转动连接，所述磁性软管(13)与喷嘴安装座(11)固定连接，所述空心分流座(10)上还设置有用于控制磁性软管(13)转动的弧形磁感线圈(14)，所述弧形磁感线圈(14)穿设在两个磁性软管(13)之间。

4.根据权利要求3所述的一种用于矿井下的采空区循环阻燃装置，其特征在于：所述转动控制机构包括设置在伸缩出料管(6)伸出端外侧的主动齿轮(15)、控制主动齿轮(15)旋转的驱动电机(21)、以及固定套设在所述喷管(9)上且与主动齿轮(15)传动连接的从动齿轮(16)，从动齿轮(16)的宽度大于主动齿轮(15)的宽度。

5.根据权利要求1所述的一种用于矿井下的采空区循环阻燃装置，其特征在于：所述导向单元包括设置在采煤机液压支架(1)的底座上的基座(17)和嵌设在基座(17)上的导轨(18)，多个导轨(18)的上表面齐平，红外信号发射器(2)和红外信号接收器(3)均设置在导轨(18)上。

6.根据权利要求1所述的一种用于矿井下的采空区循环阻燃装置，其特征在于：所述伸缩出料管(6)依次通过水平弯头安装管(19)和竖向弯头管道(20)与贮存罐(5)连通。

7.根据权利要求2所述的一种用于矿井下的采空区循环阻燃装置，其特征在于：所述喷洒装置还包括控制器，所述喷洒装置和移动底座(4)均由所述控制器进行控制，所述红外信号接收器(3)、第一位置感应装置(7)和第二位置感应装置(8)均通过无线通信模块与所述控制器无线连接。

8.一种利用如权利要求2所述采空区循环阻燃装置进行采空区循环阻燃的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

步骤一、喷洒装置的初定位：

以所述第一位置感应装置(7)所处的所述导向单元为初始导向单元，以第二位置感应装置(8)所处的所述导向单元为换向导向单元，以位于所述初始导向单元和所述换向导向单元之间的所述导向单元为中部导向单元，在所述初始导向单元上标记喷洒起始线，所述第一位置感应装置(7)发出的激光线在所述初始导向单元上的垂直投影与所述喷洒起始线重合；

将所述喷洒装置置于所述初始导向单元上，所述喷头组件朝向所述初始导向单元，所述伸缩出料管(6)回缩，所述移动底座(4)带动所述喷洒装置移动，直至所述第一位置感应装置(7)感应到所述喷洒装置后停止移动，等待采煤工作的开始；

步骤二、喷洒装置的正向移动及喷洒：

所述喷洒装置的正向移动方向为所述喷洒装置由所述初始导向单元向所述换向导向单元移动的方向；具体过程包括：

步骤201、当所述初始导向单元所在的采煤机液压支架(1)向前推进采煤机后，所述初始导向单元与其相邻的所述中部导向单元之间的所述信号感应机构的感应断开，此时控制所述喷洒装置执行正向喷洒作业，所述正向喷洒作业的过程为所述伸缩出料管(6)伸长，带动所述喷头组件向采煤机液压支架(1)后侧移动，所述伸缩出料管(6)伸长，所述喷头组件开始向当前推进的采煤机液压支架(1)正后方采空区喷洒阻化剂，喷洒完毕后，伸缩出料管(6)回缩，所述正向喷洒作业完成，等待下次正向喷洒作业；

步骤202、当与所述初始导向单元相邻的所述中部导向单元所在的采煤机液压支架(1)向前推进采煤机后，所述中部导向单元与其相邻的所述初始导向单元之间的所述信号感应机构的感应连通，所述移动底座(4)带动所述喷洒装置前移至当前所述中部导向单元上的喷洒点位，控制所述喷洒装置执行所述正向喷洒作业，随后等待下次正向喷洒作业；

步骤203、当下一个采煤机液压支架(1)向前推进采煤机后，当前采煤机液压支架(1)上的所述导向单元与前一个所述中部导向单元之间的所述信号感应机构的感应连通，所述移动底座(4)带动所述喷洒装置前移至当前所述导向单元上的喷洒点位，控制所述喷洒装置执行所述正向喷洒作业，随后等待下次正向喷洒作业；

步骤204、循环执行步骤203，直至第二位置感应装置(8)感应到所述喷洒装置行进至所述换向导向单元，等待所述换向导向单元上的所述正向喷洒作业完成后，执行步骤三；

步骤三、喷头组件的换向：

当最后一次所述正向喷洒作业完成后，控制所述转动控制机构带动所述喷头组件以伸缩出料管(6)中心线为转轴转动180°；

步骤四、喷洒装置的反向移动及喷洒：

所述喷洒装置的反向移动方向为所述喷洒装置由所述换向导向单元向所述初始导向单元移动的方向；具体过程包括：

步骤401、在所述换向导向单元所在的采煤机液压支架(1)向前推进采煤机前，即所述换向导向单元与其相邻的所述中部导向单元之间的所述信号感应机构的感应连通时，控制所述喷洒装置反向移动至旁侧的所述中部导向单元的喷洒点位；

步骤402、当所述换向导向单元所在的采煤机液压支架(1)向前推进采煤机后，所述换向导向单元与其相邻的所述中部导向单元之间的所述信号感应机构的感应断开，此时控制所述喷洒装置执行反向喷洒作业，所述反向喷洒作业的过程为所述伸缩出料管(6)伸长，带动所述喷头组件向采煤机液压支架(1)后侧移动，所述伸缩出料管(6)伸长，所述喷头组件开始向前一个已推进的采煤机液压支架(1)的正后方采空区喷洒阻化剂，喷洒完毕后，伸缩出料管(6)回缩，所述反向喷洒作业完成；

步骤403、在所述喷洒装置所处的采煤机液压支架(1)向前推进前，即所述喷洒装置所处的所述导向单元与反向相邻的所述导向单元之间的所述信号感应机构的感应连通时，控制所述喷洒装置反向移动至下一个所述导向单元的喷洒点位；

步骤404、当所述喷洒装置所处的采煤机液压支架(1)的前一个采煤机液压支架(1)向前推进后，其间的所述信号感应机构的感应断开，此时控制所述喷洒装置执行反向喷洒作业；

步骤405、循环执行步骤403至步骤404，直至第一位置感应装置(7)感应到所述喷洒装置行进至所述初始导向单元，等待所述初始导向单元上的所述喷洒装置对前一个已推进的采煤机液压支架(1)的正后方采空区进行所述反向喷洒作业后，执行步骤五；

步骤五、喷头组件的复原及阻化剂的补充喷洒：

当最后一次所述反向喷洒作业完成后，控制所述转动控制机构带动所述喷头组件以伸缩出料管(6)中心线为转轴转动180°，使所述喷头组件朝向所述初始导向单元；

随后对所述初始导向单元所在的采煤机液压支架(1)正后方采空区进行阻化剂的补充喷洒，所述补充喷洒的过程与所述正向喷洒作业的过程相同，至此完成一次阻化剂喷洒循环；

步骤六、循环步骤二至步骤五，对采空区进行阻化剂的循环喷洒，直至采煤作业完毕。