礦用液氮防滅火裝置及其使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及液氮防滅火技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于煤礦中采用液氮滅火的礦用液氮防滅火裝置及其使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在煤礦開采過程中，隨著采深加大，地溫升高，地溫接近50°C時，會造成煤的初期氧化條件，且對散熱不利，高溫持續(xù)不下降，實際自然發(fā)火期將縮短，溫度沒有散發(fā)性，這就導(dǎo)致自然發(fā)火危險性增大。由于地溫高，需要加大工作面風(fēng)量來降溫，但是由于其技巧的難控制性和工作的復(fù)雜危險性，加大了工作面風(fēng)量，于是會增大采空區(qū)的漏風(fēng)，同時采空區(qū)的熱壓差將增大，帶來了嚴(yán)重的安全隱患。煤的自燃火災(zāi)又會增加熱害的危害性。
[0003]基于現(xiàn)有火災(zāi)災(zāi)害解決方案操作復(fù)雜和難以控制，液氮技術(shù)基于液態(tài)氮本身體積小、易于貯運(yùn)的特點，充分發(fā)揮液氮抑爆、窒息、冷卻等多種作用，采用直接向防滅火區(qū)注灑液氮以及液氮汽化為氣氮向防滅火區(qū)注入的方法，可廣泛應(yīng)用于煤礦井下自燃火災(zāi)及外因火災(zāi)的處理，具有可防可滅且滅火后易于恢復(fù)的特點。液氮防滅火技術(shù)具有汽化降溫、惰化火區(qū)、置換有害氣體等多種優(yōu)勢。但是目前防滅火裝置多為單一防滅火和單一汽化降溫的形式，缺乏一種防滅火、降溫一體化裝置來實現(xiàn)氮氣的高效防滅火和工作空間降溫的功能，這也是液氮防滅火技術(shù)亟待解決的一個問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提供一種集液氮防滅火、氣氮防滅火，并能夠?qū)ぷ鲄^(qū)進(jìn)行降溫的礦用液氮防滅火裝置及其使用方法。
[0005]本發(fā)明技術(shù)方案提供一種礦用液氮防滅火裝置，包括液氮罐槽車、主管道、低溫液體泵和液氮氣化裝置；其中，主管道的一端與所述液氮罐槽車連接，其另一端上連接有第一供給管路；所述低溫液體泵的輸入端連接在所述主管道上，所述低溫液體泵的輸出端還連接有第二供給管路，所述第二供給管路的管路主體部位于所述液氮氣化裝置內(nèi)，所述第二供給管路的末端伸出于所述液氮氣化裝置；所述液氮氣化裝置上設(shè)置有用于對所述管路主體部降溫的排風(fēng)扇；所述第一供給管路上設(shè)置有第一控制閥，所述第二供給管路上設(shè)置有第二控制閥，所述主管道上設(shè)置有主控制閥。
[0006]進(jìn)一步地，所述管路主體部由多個U形管順次連接形成。
[0007]進(jìn)一步地，所述排風(fēng)扇通過連接管與待防滅火區(qū)的井下壓風(fēng)系統(tǒng)連通。
[0008]進(jìn)一步地，所述液氮氣化裝置上設(shè)置有通過通氣管道連接在一起的至少兩個所述排風(fēng)扇，所述通氣管道與所述連接管連接。
[0009]進(jìn)一步地，所述第一供給管路的末端具有多個噴嘴。
[0010]進(jìn)一步地，所述低溫液體泵和液氮氣化裝置上均設(shè)置有自鎖支撐座。
[0011]進(jìn)一步地，所述第一供給管路上設(shè)置有第一壓力表；所述第二供給管路上位于所述低溫液體泵和所述液氮氣化裝置之間設(shè)置有第二壓力表，所述第二供給管路上位于所述第二供給管路的末端與所述液氮氣化裝置設(shè)置有第三壓力表。
[0012]本發(fā)明技術(shù)方案還提供一種采用上述礦用液氮防滅火裝置進(jìn)行防滅火的使用方法，其包括如下步驟:步驟1:打開主控制閥；步驟2:若使用液氮進(jìn)行防滅火，則開啟第一供給管路上的第一控制閥，液氮經(jīng)由所述第一供給管路噴出，以進(jìn)行防滅火；若使用氣氮進(jìn)行防滅火，則開啟第二供給管路上的第二控制閥，液氮從低溫液體泵流入所述第二供給管路內(nèi)，并在液氮氣化裝置內(nèi)氣化，液氮氣化為氣氮，同時，排風(fēng)扇對管路主體部進(jìn)行降溫，氣氮經(jīng)所述第二供給管路的末端噴出，以進(jìn)行防滅火。
[0013]進(jìn)一步地，若既需要使用液氮進(jìn)行防滅火，又需要使用氣氮進(jìn)行防滅火，則保持開啟所述第一控制閥和所述第二控制閥。
[0014]采用上述技術(shù)方案，具有如下有益效果:
[0015]本發(fā)明提供的礦用液氮防滅火裝置及其使用方法，集液氮滅火、氣氮滅火和降溫功能于一體?？蓪崿F(xiàn)液氮高效防滅火的優(yōu)勢，同時由于液氮氣化成為氣氮，吸收大量熱量，能夠?qū)崿F(xiàn)在工作空間、采空區(qū)降溫的功能，并可采用氣氮進(jìn)行惰性防滅火，高效利用液氮了在煤礦井下降溫和防滅火的優(yōu)勢。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明提供的礦用液氮防滅火裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為管路主體部的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖3為圖2所示的管路主體部中U形管的示意圖；
[0019]圖4為排風(fēng)扇安裝示意圖；
[0020]圖5為排風(fēng)扇與通氣管道、連接管連接示意圖。
[0021]附圖標(biāo)記對照表:
[0022]1-液氮罐槽車；2-低溫液體泵； 3-液氮氣化裝置；
[0023]4-排風(fēng)扇；41-通氣管道；42-連接管；
[0024]43-通氣直角管；5-主管道；51-主控制閥；
[0025]52-三通閥；6-第一供給管路； 62-第一壓力表；
[0026]63-噴嘴；7-第二供給管路； 71_管路主體部；
[0027]71-U形管；72-末端；73-第二控制閥；
[0028]74-第二壓力表；75-第三壓力表； 8-自鎖支撐座；
[0029]10-低溫氣化降溫裝置；100-待防滅火區(qū)。
【具體實施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖來進(jìn)一步說明本發(fā)明的【具體實施方式】。其中相同的零部件用相同的附圖標(biāo)記表示。本發(fā)明中涉及的“液氮”為液體氮氣；“氣氮”為氣態(tài)氮氣，也即是氮氣。
[0031]如圖1所示，本發(fā)明一實施例提供的一種礦用液氮防滅火裝置，包括液氮罐槽車1、主管道5、低溫液體泵2和液氮氣化裝置3。
[0032]其中，主管道5的一端與液氮罐槽車I連接，其另一端上連接有第一供給管路6。
[0033]低溫液體泵2的輸入端連接在主管道5上，低溫液體泵2的輸出端還連接有第二供給管路7，第二供給管路7的管路主體部71位于液氮氣化裝置3內(nèi)，第二供給管路7的末端72伸出于液氮氣化裝置3。液氮氣化裝置3上設(shè)置有用于對管路主體部71降溫的排風(fēng)扇4。
[0034]第一供給管路6上設(shè)置有第一控制閥61，第二供給管路7上設(shè)置有第二控制閥73，主管道5上設(shè)置有主控制閥51。
[0035]本發(fā)明提供的一種礦用液氮防滅火裝置，用于將礦井下液氮防滅火、降溫集于一體，進(jìn)行利用，適用于礦井下工作面高溫處理和高溫氧化區(qū)的防滅火和降溫工作。
[0036]該礦用液氮防滅火裝置包括液氮罐槽車1、主管道5、低溫液體泵2和液氮氣化裝置3。
[0037]液氮罐槽車1，用于儲存液氮，并運(yùn)輸液氮的車，其通過液氮罐存儲液氮。
[0038]主管道5用于將液氮罐槽車I內(nèi)的液氮輸送給第一供給管路6和/或第二供給管路7。
[0039]低溫液體泵2，為用來輸送低溫液體(液氮)的泵，它的用途是，在將低溫液氮從壓力低的場所輸送到壓力高的場所，也即是對液氮進(jìn)行保溫加壓之后，利于液氮噴出進(jìn)行防滅火。
[0040]低溫液體泵(簡稱低溫泵)是在石油、空分和化工裝置中用來輸送低溫液體(如液氧、液氮、液氬、液態(tài)烴和液化天然氣等)的泵，它的用途是將低溫液體從壓力低的場所輸送到壓力高的場所。隨著空分技術(shù)的發(fā)展，低溫液體得到了廣泛的應(yīng)用及發(fā)展。其在空分設(shè)備中的只要作用為:用于液體循環(huán)；或是從貯槽抽取液體并將其壓入汽化器，汽化后送給用戶。
[0041]液氮氣化裝置3用來將液氮進(jìn)行氣化，使其轉(zhuǎn)變?yōu)闅獾?，采用氣氮進(jìn)行惰性防滅火。氣氮滅火的好處為液氮在氣化過程中，會吸收大量的熱量，可快速冷卻采空區(qū)環(huán)境溫度，大大縮短采空區(qū)浮煤氧化的時間，同時延長采空區(qū)浮煤自然發(fā)火的周期。
[0042]液氮氣化裝置3作用是利用液氮汽化吸熱原理，布置在液氮氣化裝置3中的低溫汽化片與管路主體部710在工作空間內(nèi)進(jìn)行交換熱量，實現(xiàn)工作空間的降溫需求，低溫汽化片數(shù)量可根據(jù)空間需要進(jìn)行增加來控制工作面的作業(yè)溫度。
[0043]液氮氣化裝置3上設(shè)置有用于對管路主體部71降溫的排風(fēng)扇4。具體地，排風(fēng)扇4安裝在低溫氣化片的外罩上，利用待防滅火區(qū)100中的井下的壓風(fēng)系統(tǒng)提供動力，加快井下高溫作業(yè)空間的熱量交換，實現(xiàn)零電耗無環(huán)境污染散熱降溫。
[0044]主管道5的一端與液氮罐槽車I連接，其另一端與第一供給管路6連接。低溫液體泵2的輸入端連接在主管道5上，低溫液體泵2的輸出端還連接有第二供給管路7。從而可以通過主管道5將液氮輸送給第一供給管路6和/或第二供給管路7。為了控制主管道開啟與關(guān)閉，在主管道5上設(shè)置有主控制閥51。
[0045]為了便于連接，可將主管道5、第一供給管路6、低溫液體泵2的輸入端通過三通閥52連接。主控制閥51設(shè)置在三通閥52的上游，以實現(xiàn)總體控制。
[0046]在第一供給管路6上設(shè)置第一控制閥61，以控制其開啟與關(guān)閉，第一供給管路6的末端優(yōu)選地布置在待防滅火區(qū)100內(nèi)。
[0047]當(dāng)需要液氮防滅火時，開啟主控制閥51和第一控制閥