本技術(shù)涉及封閉采空區(qū)火區(qū)溫度降溫，具體公開了一種快速降低封閉采空區(qū)火區(qū)溫度的循環(huán)注氮冷卻系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、采煤工作面采空區(qū)因自燃而封閉后，火區(qū)位置隱蔽且持續(xù)維持高溫，同時生成有毒有害氣體在封閉空間內(nèi)積累，如一氧化碳、二氧化碳、甲烷等，這些氣體難以快速排出，對后續(xù)工作面安全啟封帶來不可估量的風(fēng)險隱患。為了有效控制采空區(qū)高溫區(qū)域，使有毒有害氣體快速排出，安全啟封工作面，采用快速降溫技術(shù)是非常必要的。

2、目前，在現(xiàn)有的技術(shù)中，對于封閉采空區(qū)的火災(zāi)處理方法主要包括灌漿封堵、惰性氣體滅火和化學(xué)滅火劑滅火等。這些方法都存在一定的局限性，如灌漿封堵需要較長時間才能發(fā)揮效果，而且無法徹底消除火源；惰性氣體滅火雖然可以迅速降低火區(qū)的氧濃度，但對于溫度的降低效果有限，且成本較高；化學(xué)滅火劑成本高，且可能對環(huán)境造成污染。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，本實用新型提供一種快速降低封閉采空區(qū)火區(qū)溫度的循環(huán)注氮冷卻系統(tǒng)，以解決惰性氣體滅火雖然可以迅速降低火區(qū)的氧濃度，但對于溫度的降低效果有限的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)方案為：

3、一種快速降低封閉采空區(qū)火區(qū)溫度的循環(huán)注氮冷卻系統(tǒng)，包括開設(shè)在采空區(qū)前端的工作面，工作面連通有進(jìn)風(fēng)巷和回風(fēng)巷，采空區(qū)一側(cè)開設(shè)有措施巷；措施巷和采空區(qū)的火區(qū)之間設(shè)置有氮氣回路；氮氣回路一端連接有制氮機(jī)，制氮機(jī)出口連接有空冷器；氮氣回路另一端連接有真空泵；制氮機(jī)、空冷器和真空泵均設(shè)置在措施巷內(nèi)。通過空冷器的設(shè)置，能夠在保證惰性氣體迅速降低火區(qū)的氧濃度進(jìn)行滅火的同時，對火區(qū)溫度進(jìn)行快速降溫，減少了工作面再次啟封時間，提高了工作效率。

4、優(yōu)選地，氮氣回路包括進(jìn)氮管和回氮管；進(jìn)氮管一端連接空冷器的出口，另一端開口端設(shè)置在采空區(qū)的火區(qū)；回氮管一端連接真空泵進(jìn)口，另一端開口端設(shè)置在采空區(qū)的火區(qū)。

5、優(yōu)選地，進(jìn)氮管開口端和回氮管開口端之間的距離≤5m。在進(jìn)氮管通入的氮氣能夠覆蓋火區(qū)的同時，保證氮氣和火區(qū)有毒有害氣體能夠由回氮管抽出。

6、優(yōu)選地，進(jìn)氮管遠(yuǎn)離空冷器的端部與回氮管遠(yuǎn)離真空泵的端部之間的距離等于5m。在氮氣和火區(qū)有毒有害氣體能夠由回氮管抽出的同時，最大的提高進(jìn)氮管通入的氮氣能夠覆蓋火區(qū)的面積。

7、優(yōu)選地，措施巷延伸方向垂直于工作面，且平行于進(jìn)風(fēng)巷或回風(fēng)巷。

8、優(yōu)選地，措施巷設(shè)置深度小于工作面深度。方便部分熱量能夠沿回氮管排出。

9、優(yōu)選地，進(jìn)氮管和回氮管上均設(shè)置有流量計。方便控制進(jìn)入采空區(qū)的氮氣流量和真空泵抽出流量保持一致。

10、優(yōu)選地，真空泵出氣口端設(shè)置有氣體濃度傳感器和溫度傳感器。用于實時監(jiān)測采空區(qū)火區(qū)處循環(huán)出的高溫氣體濃度和溫度，以此判斷火區(qū)發(fā)展態(tài)勢。

11、本實用新型的有益效果為：通過空冷器的設(shè)置，能夠在保證惰性氣體迅速降低火區(qū)的氧濃度進(jìn)行滅火的同時，對火區(qū)溫度進(jìn)行快速降溫，減少了工作面再次啟封時間，提高了工作效率。

技術(shù)特征：

1.一種快速降低封閉采空區(qū)火區(qū)溫度的循環(huán)注氮冷卻系統(tǒng)，包括開設(shè)在采空區(qū)（5）前端的工作面（3），工作面（3）連通有進(jìn)風(fēng)巷（1）和回風(fēng)巷（2），其特征在于，采空區(qū)（5）一側(cè)開設(shè)有措施巷（6）；措施巷（6）和采空區(qū)（5）的火區(qū)（4）之間設(shè)置有氮氣回路；氮氣回路一端連接有制氮機(jī)（9），制氮機(jī)（9）出口連接有空冷器（8）；氮氣回路另一端連接有真空泵（10）；制氮機(jī)（9）、空冷器（8）和真空泵（10）均設(shè)置在措施巷（6）內(nèi)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速降低封閉采空區(qū)火區(qū)溫度的循環(huán)注氮冷卻系統(tǒng)，其特征在于，氮氣回路包括進(jìn)氮管（7）和回氮管（11）；進(jìn)氮管（7）一端連接空冷器（8）的出口，另一端開口端設(shè)置在采空區(qū)（5）的火區(qū)（4）；回氮管（11）一端連接真空泵（10）進(jìn)口，另一端開口端設(shè)置在采空區(qū)（5）的火區(qū)（4）。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的快速降低封閉采空區(qū)火區(qū)溫度的循環(huán)注氮冷卻系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)氮管（7）開口端和回氮管（11）開口端之間的距離≤5m。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的快速降低封閉采空區(qū)火區(qū)溫度的循環(huán)注氮冷卻系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)氮管（7）遠(yuǎn)離空冷器（8）的端部與回氮管（11）遠(yuǎn)離真空泵（10）的端部之間的距離等于5m。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的快速降低封閉采空區(qū)火區(qū)溫度的循環(huán)注氮冷卻系統(tǒng)，其特征在于，措施巷（6）延伸方向垂直于工作面（3），且平行于進(jìn)風(fēng)巷（1）或回風(fēng)巷（2）。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的快速降低封閉采空區(qū)火區(qū)溫度的循環(huán)注氮冷卻系統(tǒng)，其特征在于，措施巷（6）設(shè)置深度小于工作面（3）深度。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的快速降低封閉采空區(qū)火區(qū)溫度的循環(huán)注氮冷卻系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)氮管（7）和回氮管（11）上均設(shè)置有流量計。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的快速降低封閉采空區(qū)火區(qū)溫度的循環(huán)注氮冷卻系統(tǒng)，其特征在于，真空泵（10）出氣口端設(shè)置有氣體濃度傳感器和溫度傳感器。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)涉及封閉采空區(qū)火區(qū)溫度降溫技術(shù)領(lǐng)域，具體公開了一種快速降低封閉采空區(qū)火區(qū)溫度的循環(huán)注氮冷卻系統(tǒng)，包括開設(shè)在采空區(qū)前端的工作面，工作面連通有進(jìn)風(fēng)巷和回風(fēng)巷，采空區(qū)一側(cè)開設(shè)有措施巷；措施巷和采空區(qū)的火區(qū)之間設(shè)置有氮氣回路；氮氣回路一端連接有制氮機(jī)，制氮機(jī)出口連接有空冷器；氮氣回路另一端連接有真空泵；制氮機(jī)、空冷器和真空泵均設(shè)置在措施巷內(nèi)。通過空冷器的設(shè)置，能夠在保證惰性氣體迅速降低火區(qū)的氧濃度進(jìn)行滅火的同時，對火區(qū)溫度進(jìn)行降溫，減少了工作面再次啟封時間，提高了工作效率。

技術(shù)研發(fā)人員：鞏奉剛,陳榮,裴廣偉,黃似偉,孫風(fēng)榮,莊合明,任新文
受保護(hù)的技術(shù)使用者：內(nèi)蒙古魯新能源開發(fā)有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：20240520
技術(shù)公布日：2025/1/6