專利名稱：礦用二氧化碳防滅火工藝及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煤礦井下自然發(fā)火防治領(lǐng)域，特別是一種利用二氧化碳防治 煤礦井下自然發(fā)火的礦用二氧化碳防滅火工藝及裝置。
背景技術(shù)：
煤礦井下防治自然發(fā)火的防滅火方法主要有注水、注漿、注凝膠、噴漿 堵漏、均壓調(diào)風(fēng)、封閉火區(qū)等多種。防治井下煤的自燃發(fā)火是一難題，人們 一直在探索尋求更好的解決辦法。目前，我國煤礦井下自然發(fā)火常用的防滅 火方法是采用注氮技術(shù)。但礦用氮氣滅火設(shè)備價格高。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)煤礦井下用注氮工藝防滅火設(shè)備價格高、使用效果不 夠理想的不足，本發(fā)明提供一種滅火效果好、經(jīng)濟(jì)、成本低、使用方便、適 合煤礦現(xiàn)場滅火實際需要的礦用二氧化碳防滅火工藝及裝置。
本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是
礦用二氧化碳防滅火工藝，借助液態(tài)C02汽化后產(chǎn)生的壓力通過管路注
入火區(qū)，利用C02氣體進(jìn)行降溫和惰化防滅火。
系統(tǒng)組成包括液態(tài)C02槽車、汽化器、儲氣罐，以及井下輸氣管路等。 運送液態(tài)C02的槽車，其槽車接口經(jīng)供液閥接進(jìn)液控制閥，該閥的出口
接液態(tài)C02進(jìn)液測控管路，其后接汽化器的汽化管入口，汽化管的出口接儲
氣罐的入口；儲氣罐的出口經(jīng)穩(wěn)壓閥后， 一路經(jīng)出氣控制閥接C02出氣測控 管路，其后經(jīng)供氣閥接井下輸氣管路；穩(wěn)壓閥之后的另一路經(jīng)放空閥至大氣。
液態(tài)C02進(jìn)液測控管路上設(shè)有進(jìn)液流量、壓力、溫度檢測器；C02出氣測 控管路上設(shè)有出氣流量、壓力、溫度檢測器。
汽化器采用水浴式汽化器；由水箱、汽化管和加熱裝置等構(gòu)成。汽化管 和加熱裝置置于水箱的循環(huán)水中；水箱上設(shè)有溫度檢測器。
儲氣罐上設(shè)有安全閥、聲光報警器。
操作方法-
① 汽化準(zhǔn)備汽化器水箱加循環(huán)水且啟動加熱裝置；把進(jìn)液高壓膠管連 接到液態(tài)C02槽車接口上；調(diào)整儲氣罐安全閥設(shè)定壓力高于l.OMpa;調(diào)整儲 氣罐出口穩(wěn)壓閥設(shè)定壓力0.6Mpa左右；關(guān)閉供氣閥；
② 汽化操作
a. 打開供液閥，順序開啟并調(diào)整進(jìn)液控制閥、出氣控制閥，使部分液態(tài)
C02緩慢進(jìn)入汽化器，然后關(guān)閉供液閥；
b. 當(dāng)C02出氣壓力檢測器檢測儲氣罐的壓力達(dá)到0. 6Mpa后，打開供氣閥開始往井下供氣，同時打開供液閥；初始階段，通過調(diào)整出氣控制閥控制， 先小流量供氣；
c.待輸氣管路溫度適應(yīng)C02氣體溫度后，調(diào)整出氣控制閥，同時調(diào)整進(jìn) 液控制閥，使氣體符合壓力、流量、溫度要求后，正式給井下用氣地點供氣。
系統(tǒng)壓力根據(jù)井下管路阻力調(diào)整穩(wěn)壓閥井下管路暢通時，穩(wěn)壓閥的壓 力調(diào)低、但不要超過下限0.6Mpa;井下管路不暢通時，穩(wěn)壓閥的壓力調(diào)高、 但不要超過上限l.OMpa。
系統(tǒng)壓力、即儲氣罐的壓力，為保證系統(tǒng)壓力不低于形成冰堵的臨界點 壓力0. 517Mpa，穩(wěn)壓閥的壓力調(diào)整不低于0. 6Mpa。
③ 一旦形成冰堵，立即關(guān)閉進(jìn)液控制閥，對管路系統(tǒng)檢查。
④ 安全閥動作、聲光報警器報警，應(yīng)調(diào)整進(jìn)液控制閥，減少供液壓力； 或調(diào)整出氣控制閥，增加供氣流量；也可進(jìn)液控制閥、出氣控制閥同時調(diào)整。
⑤ 井下供氣完成，關(guān)閉供液閥，打開放空閥，釋放管路內(nèi)殘存的C02; 等系統(tǒng)壓力降低到O. 1Mpa后，關(guān)閉汽化器的加熱裝置，關(guān)停循環(huán)水流。
本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案還可以是
礦用二氧化碳防滅火工藝的汽化器汽化管入口接汽化控制閥，該閥與進(jìn) 液控制閥配合調(diào)整。汽化器的供氣調(diào)整范圍出氣溫度0 10°C;出氣壓力 0.6Mpa lMpa;出氣流量600 1000m3/h。儲氣罐設(shè)雙重保護(hù)電接點電磁閥。
液態(tài)C02進(jìn)液測控管路及其流量、壓力、溫度檢測器和C02出氣測控管 路及其流量、壓力、溫度檢測器，置于控制箱中；進(jìn)液控制閥、出氣控制閥 與控制箱組合在一起。增設(shè)集中顯示柜；其面板上有液態(tài)C02進(jìn)液的流量、 壓力、溫度顯示器和C02出氣的流量、壓力、溫度顯示器。各顯示器通過傳 感器信號線與各檢測器對應(yīng)連接。
礦用C02防滅火裝置由上述的控制箱、汽化器、儲氣罐、集中顯示柜，
及其各控制閥、各檢測器等構(gòu)成。 本發(fā)明的有益效果是
解決了液態(tài)C02汽化和避免冰堵的關(guān)鍵技術(shù)，滅火效果好，使用方便、 經(jīng)濟(jì)。是一種高效適用的礦用防滅火技術(shù)。具體的優(yōu)點是-
① 氣體純度高，0)2含量達(dá)100%，不含氧氣，有利于火區(qū)氣體的惰化。
② 氣體溫度低，可控制在0 1(TC，能吸收著火點的熱量，降低其溫度。
③ 氣體比重大，能有效隔離煤體的氧氣，使火源熄滅或阻止進(jìn)一步氧化。
④ 氣體產(chǎn)氣量大，可達(dá)1000m3/h以上，能快速發(fā)揮防治自燃發(fā)火作用。
⑤ 設(shè)備投資少，僅為礦用氮氣滅火設(shè)備的1/5 1/10。液態(tài)C02價格600 元/噸，轉(zhuǎn)化為氣體為1. 2元/m3，與氮氣3 4元/mS相比經(jīng)濟(jì)效益相當(dāng)可觀。


圖1是本發(fā)明礦用二氧化碳防滅火工藝的系統(tǒng)組成示意圖。
圖2是本發(fā)明礦用二氧化碳防滅火工藝的方框圖。
圖3是控制箱結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是集中顯示柜面板結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5、 6是蒸汽加熱汽化器的結(jié)構(gòu)示意圖俯、主視圖。
圖7是圖6中的A—A剖面圖、汽化管的斷面圖。
圖8是圖6中的B—B剖視圖、蒸汽加熱管的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖9、 IO是電加熱汽化器的結(jié)構(gòu)示意圖主、俯視圖。
圖中l(wèi)-液態(tài)C02槽車、2-控制箱、3-儲氣罐、4-汽化器、5-集中顯示 柜、6-透明拉門、7-循環(huán)水進(jìn)水閥、8-水箱、9-液態(tài)C02汽化管、10-循環(huán)水 出水閥、11-汽化管出口閥、12-蒸汽加熱管、13-泄汽孔、14-水箱、15-液位 計、16-液態(tài)C02汽化管、17-液態(tài)C02進(jìn)液管、18-進(jìn)水管、19-排污管、20-循環(huán)泵水管、21-C02出氣管、22-循環(huán)水溢流口、 23-電加熱器、24—電控箱、 25-控制面板、F廠進(jìn)液控制閥、F2-出氣控制閥、F3-汽化控制閥、f4-供液閥、 Fs-供氣閥、Ff安全閥、F。-電磁閥、Fw-穩(wěn)壓閥、FK-放空閥、Fq-蒸汽閥、Fy-壓縮空氣閥、BJ-聲光報警器、Q廠進(jìn)液流量檢測器、P廠進(jìn)液壓力檢測器、T廣 進(jìn)液溫度檢測器、Q2-出氣流量檢測器、P2-出氣壓力檢測器、T2-出氣溫度檢 測器、TQ-溫度檢測器、Lx-傳感器信號線、XQ廣進(jìn)液流量顯示器、XP廣進(jìn)液壓 力顯示器、XT廠進(jìn)液溫度顯示器、XQ2-出氣流量顯示器、XP2-出氣壓力顯示器、 XT2-出氣溫度顯示器、Dz-指示燈。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
一. 本發(fā)明礦用C02防滅火工藝的工作原理和基本流程
在圖2中示出本發(fā)明的工作原理與基本流程。礦用C02防滅火工藝是利 用C02防治煤層自然發(fā)火，它借助液態(tài)C02汽化后產(chǎn)生的壓力通過管路或鉆孔 將其注入火區(qū)，禾U用C02的防滅火性能對火區(qū)進(jìn)行降溫和惰化，達(dá)到防滅火
的目的。液態(tài)C02汽化過程易發(fā)生冰堵，防止液態(tài)C02冰堵是技術(shù)關(guān)鍵。
基本流程從運送液態(tài)C02槽車上壓出的C02液體，經(jīng)過壓力、流量、溫 度控制器件或裝置的控制后進(jìn)入汽化器，在汽化器中用蒸汽或其他方法加熱， 將其汽化管內(nèi)流動的液態(tài)C02變成氣體。C02氣體經(jīng)過儲氣罐儲存和供氣流量、 壓力、溫度控制器件或裝置的控制后，通過井下輸氣管路輸送到用氣地點，
進(jìn)行防滅火。C02的輸氣管路可利用現(xiàn)成的注漿管。
二. 礦用二氧化碳防滅火工藝的系統(tǒng)構(gòu)成
在圖1中示出本發(fā)明的系統(tǒng)構(gòu)成。主要由液態(tài)二氧化碳槽車1、控制箱2、 儲氣罐3、汽化器4、集中顯示柜5，以及井下輸氣管路組成。
7① 液態(tài)C02槽車1:用于運送和提供液態(tài)C02;槽車接口經(jīng)進(jìn)液高壓膠管、 供液閥F4，接控制箱的進(jìn)液控制閥Fi。
② 控制箱2:圖3示出控制箱2的結(jié)構(gòu)。作為液態(tài)C02供液和C02供氣流
量、壓力、溫度控制裝置，其內(nèi)有液態(tài)C02進(jìn)液測控管路、C02出氣測控管路。 液態(tài)C02進(jìn)液測控管路其入口設(shè)有接供液閥F4的進(jìn)液控制閥Fu其管
路上裝有箱內(nèi)的液態(tài)C02進(jìn)液流量檢測器Qi、壓力檢測器Pb溫度檢測器T1; 其后經(jīng)箱外的進(jìn)液管路、液態(tài)C02汽化控制閥F3，接入汽化器4。
C02出氣測控管路其入口設(shè)有接儲氣罐3出口減壓穩(wěn)壓閥Fw的C02供氣
控制閥F2;其管路上裝有箱內(nèi)的C02氣體流量檢測器Q2、壓力檢測器P2、溫
度檢測器T2。其后經(jīng)箱外的出氣管路、供氣閥Fs接井下輸氣管路。
流量檢測器Qi、 Q2采用帶信號輸出的電磁流量計，壓力檢測器Pi、 P2采
用帶信號輸出的壓力計，溫度檢測器Ti、 T2采用帶信號輸出的溫度計。控制 箱采用透明拉門6，且與進(jìn)液控制閥Fi、出氣控制閥F2組合在一起，可以方 便地進(jìn)行監(jiān)視和調(diào)控。
③ 汽化器4:采用蒸汽加熱的水浴式汽化器。加熱裝置為蒸汽加熱管。
在圖5 8中示出蒸汽加熱的水浴式汽化器的結(jié)構(gòu)。主要由水箱8、汽化 管9和蒸氣加熱管12組成。水箱8內(nèi)加循環(huán)水；水箱8上部有循環(huán)水進(jìn)水閥 7，其下部有循環(huán)水出水閥10。汽化管9和蒸汽加熱管12置于水中。汽化管 9為兩端由橫向端管連接的、多根呈蛇形彎曲的星型翅片管成排組合構(gòu)成。 蒸汽加熱管12位于汽化管9的下部，為兩端由橫向端管連接的多根管成排組 合而成，管壁上布有泄汽孔13;其入口經(jīng)蒸汽閥FQ接鍋爐蒸汽源。
如圖l、 8所示，C02汽化管9的入口接穩(wěn)壓用的汽化控制閥F3，其出口 經(jīng)汽化管出口閥11接儲氣罐3。水箱8頂部有溫度檢測器TQ、即溫度傳感器。
④ 儲氣罐3:為低壓壓力容器；如圖1所示，其入口接汽化器汽化管9 的出口，其出口經(jīng)C02氣體減壓穩(wěn)壓閥Fw后分兩路 一路經(jīng)控制箱2的C02
出氣控制閥F2接C02出氣測控管路；另一路經(jīng)放空閥FK至大氣；其頂部有安
全陶Fa、聲光報警器BJ、作雙重安全保護(hù)的電接點電磁閥Fi)。
⑤ 集中顯示柜5:圖4示出集中顯示柜面板的結(jié)構(gòu)。其面板上有液態(tài)C02 進(jìn)液的流量、壓力、溫度顯示器XQi、 XPh XTb以及C02出氣流量、壓力、 溫度顯示器XQ2、 XP2、 XT2。各顯示器通過傳感器信號線Lx，分別與進(jìn)液流量、 壓力、溫度的檢測器Qi、 Pi、 h，以及C02出氣流量、壓力、溫度的檢測器 Q2、 P2、 T2對應(yīng)連接。各顯示器采用數(shù)碼顯示。其余有指示燈Dz等。
三.本發(fā)明礦用二氧化碳防滅火工藝的操作方法 ①檢査系統(tǒng)各部分正常，作好汽化準(zhǔn)備
a.打開水閥使汽化器水箱內(nèi)水位符合要求且進(jìn)行循環(huán)；打開蒸氣閥Fq，使鍋爐蒸氣進(jìn)入蒸氣加熱管12，通過泄氣孔13排入水中，加熱水和汽化管9;
b. 把連接供液閥F4的進(jìn)液高壓膠管接到液態(tài)C02槽車接口上；
c. 調(diào)整儲氣罐安全閥FA設(shè)定壓力略高于l.OMpa，如1.2Mpa;調(diào)整電接 點電磁閥FD的設(shè)定壓力高于安全閥FA設(shè)定壓力，如1.25Mpa左右；
d. 調(diào)整減壓穩(wěn)壓閥Fw至設(shè)定壓力0. 6Mpa左右；
e. 關(guān)閉井下供氣閥F5;供液閥F4、進(jìn)液控制閥Fh C02出氣控制閥F2、 汽化控制閥F3處于關(guān)閉狀態(tài)。
② 接到往井下供氣的指令后，開始液態(tài)C02汽化操作
&打開供液閥？4，順序開啟并調(diào)整進(jìn)液控制閥Fi、汽化控制閥F3、出氣 控制閥F2，使部分液態(tài)二氧化碳緩慢進(jìn)入汽化器4;然后關(guān)閉供液閥F4;
b. 當(dāng)C02出氣壓力顯示器XP2、出氣壓力檢測器P2顯示儲氣罐3的壓力 達(dá)到0. 6Mpa左右后，打開供氣閥Fs開始往井下供氣，同時打開供液閥F4;
初始階段，通過調(diào)整出氣控制閥F2控制，先小流量供氣；
c. 待輸氣管路溫度適應(yīng)C02氣體溫度后，調(diào)整出氣控制閥F2、汽化控制閥 F3，同時調(diào)整進(jìn)液控制閥Fb使氣體符合壓力、流量、溫度要求后，正式往 井下用氣地點供氣滅火；
系統(tǒng)供氣指標(biāo)調(diào)整范圍為A.出氣溫度0 10°C; B.出氣壓力0. 6Mpa l.OMpa; C.出氣流量600 1000mVh。汽化器4供氣的技術(shù)指標(biāo)與之相同。
系統(tǒng)壓力、即儲氣罐3的壓力或汽化器4的出氣壓力，不能低于形成冰 堵的臨界點壓力0. 517Mpa，穩(wěn)壓閥Fw的壓力調(diào)整不低于0. 6Mpa為宜。
避免生成干冰、形成冰堵的關(guān)鍵是系統(tǒng)壓力不低于臨界點0. 517Mpa。為 了保證汽化系統(tǒng)正常運行，要求系統(tǒng)壓力必須高于0.517Mpa，系統(tǒng)出口處減 壓穩(wěn)壓閥Fw的設(shè)定壓力為0. 6Mpa，留有一定余量。
往井下輸氣，供氣壓力與井下輸氣管路的阻力大小有關(guān)，系統(tǒng)壓力根據(jù) 井下管路阻力進(jìn)行調(diào)整。在井下管路暢通的情況下，調(diào)整穩(wěn)壓閥Fw以減小放 氣壓力，但不要超過下限0.6Mpa這一指標(biāo)。如果井下輸氣管路不暢通，穩(wěn)壓 閥Fw可以調(diào)高到lMpa，但不要超過上限1Mpa。保證系統(tǒng)壓力不低于0. 6Mpa、 不高于lMpa，也要靠調(diào)節(jié)出氣控制閥F2、進(jìn)液控制閥Fi來保證。
③ 一旦形成冰堵，立即關(guān)閉進(jìn)液控制閥Fh對管路系統(tǒng)檢査排除故障。
④ 儲氣罐3上設(shè)有安全閥FA、聲光報警器BJ，并有電接點電磁閥FD作 雙重安全保護(hù)。系統(tǒng)壓力一旦超過安全閥Fa的設(shè)定值，儲氣罐的安全閥FA 將動作并有聲光報警器BJ報警。此時應(yīng)調(diào)整進(jìn)液控制閥&或汽化控制閥F3， 減少供液壓力；或者調(diào)整出氣控制閥F2，增加供氣流量；也可以供液減壓和 增加供氣流量同時進(jìn)行調(diào)整。
⑤ 井下注入C02任務(wù)完成后，關(guān)閉供液閥F4，打開放空闊FK，釋放管路內(nèi)殘存的C02;等出氣壓力顯示儀表XP2顯示系統(tǒng)壓力降低到0. lMpa左右后,
關(guān)閉加熱裝置，同時關(guān)閉循環(huán)水管路的兩個閥門，關(guān)停循環(huán)水流。
在上述實施方案中，還可以采用以下技術(shù)措施加以改進(jìn)
1. 為了保證系統(tǒng)壓力不低于臨界點0. 517Mpa、避免形成冰堵，在必要時，
可以在控制箱液態(tài)C02進(jìn)液測控管路的輸出側(cè)，接一個壓縮空氣閥FY，與壓
縮空氣源連接，以增加汽化開始時的系統(tǒng)壓力。
2. 進(jìn)液、供氣管路全部采用電控方式。進(jìn)液控制閥Fi、汽化控制閥F3、
出氣控制閥F2采用電動控制閥，供液閥F4、供氣閥F5、放空閥FK采用電磁
換向閥。上述各閥的電控操作按鈕設(shè)置在集中顯示柜5上，實行集中控制。
3. 不用控制箱2、集中顯示柜5、汽化控制閥F3的方案，為本發(fā)明防滅 火系統(tǒng)構(gòu)成的簡約型式。
4. 汽化器也可采用電加熱水浴式汽化器，以及其它加熱方式。 在圖9、 10中示出電加熱水浴式汽化器的結(jié)構(gòu)。由水箱14、液態(tài)C02汽
化管16及其進(jìn)液管17和C02出氣管21、電加熱器23及電控箱24等組成。 水箱14外壁上有液位計15、進(jìn)水管18、溢流口 22、循環(huán)泵水管20，水箱 14底部有排污管19。水箱上有電控箱24，電控箱24控制電加熱器23，并與 溫度傳感器連接。電控箱24的控制面板25上設(shè)有溫度顯示器和調(diào)節(jié)器。 四.礦用二氧化碳防滅火裝置
由上述的控制箱2、儲氣罐3、汽化器4、集中顯示柜5，以及供液閥F4、 供氣閥Fs、穩(wěn)壓閥Fw、放空閥FK等，可構(gòu)成礦用C02防滅火的專用設(shè)備一一 礦用C02防滅火裝置。
其中，控制箱2有進(jìn)液控制閥Fh出氣控制閥F2，液態(tài)C02進(jìn)液測控管 路上的流量、壓力、溫度檢測器Qb Pb T1; C02出氣測控管路上的流量、壓 力、溫度檢測器Q2、 P2、 T2。汽化器4附有汽化控制閥F3、溫度檢測器Tg; 儲氣罐3附有汽化控制閥F3、安全陶Fa、聲光報警器BJ。汽化器可采用蒸汽 加熱水浴式、電加熱水浴式汽化器，或者其它加熱方式。
此外，儲氣罐3可加雙重保護(hù)的電磁閥FD。液態(tài)C02進(jìn)液管路可加接壓 縮空氣閥Fy。進(jìn)液、供氣管路的各控制閥可全部采用電控陶實行集中控制。
該裝置的供液閥F4、供氣閥Fs分別與運送和提供液態(tài)C02的液態(tài)C02槽
車l、向井下供C02的井下輸氣管路連接，即可組成礦用C02防滅火系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種礦用二氧化碳防滅火工藝，借助液態(tài)CO2汽化后產(chǎn)生的壓力通過管路注入火區(qū)，利用CO2氣體進(jìn)行降溫和惰化防滅火；系統(tǒng)組成包括液態(tài)CO2槽車(1)、汽化器(4)、儲氣罐(3)，以及井下輸氣管路；運送液態(tài)CO2的槽車(1)，其槽車接口經(jīng)供液閥(F4)接進(jìn)液控制閥(F1)，該閥(F1)的出口接液態(tài)CO2進(jìn)液檢控管路，其后接汽化器(4)的汽化管入口，汽化管的出口接儲氣罐(3)的入口；儲氣罐(3)的出口經(jīng)穩(wěn)壓閥(FW)后，一路經(jīng)出氣控制閥(F2)接CO2出氣檢控管路，其后經(jīng)供氣閥(F5)接井下輸氣管路；穩(wěn)壓閥(FW)之后的另一路經(jīng)放空閥(FK)至大氣；液態(tài)CO2進(jìn)液檢控管路上裝有進(jìn)液流量、壓力、溫度檢測器(Q1、P1、T1)；CO2出氣檢控管路上裝有出氣流量、壓力、溫度檢測器(Q2、P2、T2)；汽化器(4)采用水浴式汽化器；包括水箱、汽化管和加熱裝置；汽化管和加熱裝置置于水箱的循環(huán)水中；水箱上設(shè)有溫度檢測器(TQ)；儲氣罐(3)上設(shè)有安全閥(FA)、聲光報警器(BJ)；操作方法A.汽化準(zhǔn)備汽化器水箱加循環(huán)水且啟動加熱裝置；把進(jìn)液高壓膠管接到液態(tài)CO2槽車接口上；調(diào)整儲氣罐安全閥(FA)設(shè)定壓力高于1.0Mpa；調(diào)整儲氣罐出口穩(wěn)壓閥(FW)設(shè)定壓力0.6Mpa；關(guān)閉供氣閥(F5)；B.汽化操作a.打開供液閥(F4)，順序開啟并調(diào)整進(jìn)液控制閥(F1)、出氣控制閥(F2)，使部分液態(tài)CO2緩慢進(jìn)入汽化器(4)，然后關(guān)閉供液閥(F4)；b.當(dāng)CO2出氣壓力檢測器(P2)檢測儲氣罐(3)的壓力達(dá)到0.6Mpa后，打開供氣閥(F5)開始往井下供氣，同時打開供液閥(F4)；初始階段，通過調(diào)整出氣控制閥(F2)控制，先小流量供氣；c.待供氣管路溫度適應(yīng)CO2氣體溫度后，調(diào)整出氣控制閥(F2)，同時調(diào)整進(jìn)液控制閥(F1)，使氣體符合壓力、流量、溫度要求后，正式給井下用氣地點供氣；系統(tǒng)壓力根據(jù)井下管路阻力調(diào)整穩(wěn)壓閥(FW)井下管路暢通時，穩(wěn)壓閥(FW)的壓力調(diào)低、但不要超過下限0.6Mpa；井下管路不暢通時，穩(wěn)壓閥(FW)的壓力調(diào)高、但不要超過上限1.0Mpa；系統(tǒng)壓力，即儲氣罐(3)的壓力，為保證系統(tǒng)壓力不低于形成冰堵的臨界壓力，穩(wěn)壓閥(FW)的壓力調(diào)整不低于0.6Mpa；C.一旦形成冰堵，立即關(guān)閉進(jìn)液控制閥(F1)，對管路系統(tǒng)檢查；D.安全閥(FA)動作、聲光報警器(BJ)報警，應(yīng)調(diào)整進(jìn)液控制閥(F1)，減少供液壓力；或/和調(diào)整出氣控制閥(F2)，增加供氣流量；E.井下供氣完成，關(guān)閉供液閥(F4)，打開放空閥(FK)，釋放管路內(nèi)殘存的CO2；等系統(tǒng)壓力降低到0.1Mpa后，關(guān)閉汽化器加熱裝置，關(guān)停循環(huán)水流。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用二氧化碳防滅火工藝，其特征在于 所說的汽化器(4)的汽化管入口接有汽化控制閥(F3)，該閥與進(jìn)液控制閥(FD配合調(diào)整；汽化器的供氣調(diào)整范圍出氣溫度0 10°C;出氣壓力0. 6Mpa lMpa;出氣流量600 1000m7h;所說的儲氣罐(3)上有作雙重保護(hù)的電接點電磁閥(Fd);所說的液態(tài)C02進(jìn)液檢控管路及其流量、壓力、溫度檢測器(Qh Ph TD 和C02出氣檢控管路及其流量、壓力、溫度檢測器(Q2、 P2、 T2),置于控制箱 (2)中；進(jìn)液控制閥(FO、出氣控制閥(F2)與控制箱(2)組合在一起；設(shè)集中顯示柜(5);其面板上有液態(tài)C02進(jìn)液的流量、壓力、溫度顯示器 (XQi、 XP丄、XTD和C02出氣的流量、壓力、溫度顯示器(XQ2、 XP2、 XT2),各 顯示器通過傳感器信號線(k)與各檢測器件對應(yīng)連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的礦用二氧化碳防滅火工藝，其特征在于 所說的水浴式汽化器(4)的加熱裝置為蒸汽加熱管(12);汽化管(9)為星型翅 片管；蒸汽加熱管(12)位于汽化管(9)的下部，管壁上布有泄汽孔(13);蒸汽 加熱管(12)的入口經(jīng)蒸汽閥(Fq)接蒸汽源。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的礦用二氧化碳防滅火工藝，其特征在于 所說的水浴式汽化器(4)的加熱裝置為電加熱器(23);電控箱(25)與之連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用二氧化碳防滅火工藝，其特征在于所說 的液態(tài)C02進(jìn)液測控管路的輸出側(cè)，經(jīng)壓縮空氣閥(Fy)接壓縮空氣源。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用二氧化碳防滅火工藝專用的防滅火裝置， 其特征在于包括控制箱(2)、汽化器(4)、儲氣罐(3)、集中顯示柜(5);控制箱(2)內(nèi)有液態(tài)C02進(jìn)液測控管路、C02出氣測控管路；液態(tài)C02進(jìn)液測控管路的入口有進(jìn)液控制閥(F0 ，進(jìn)液控制閥(Fi)入口接與液態(tài)C02槽車(1)的槽車接口連接的供液閥(F4);液態(tài)C02進(jìn)液測控管路上 接有進(jìn)液流量、壓力、溫度檢測器(Ch、 Pb 其后經(jīng)汽化控制閥(F3)接汽 化器(4)的汽化管入口；C02出氣測控管路的入口有C02出氣控制閥(F2) ， C02出氣控制閥(F2)入口 接儲氣罐(3)出口的穩(wěn)壓閥(Fw); C02出氣測控管路上接有出氣流量、壓力、溫度檢測器(Q2、 P2、 T2);其后接與井下輸氣管路連接的供氣閥(F5);汽化器(4)為水浴式汽化器，包括水箱、汽化管和加熱裝置；汽化管和加 熱裝置置于水箱的循環(huán)水中，水箱上有溫度傳感器(TQ);汽化管的出口接儲氣罐(3)的入口；儲氣罐(3)的出口經(jīng)穩(wěn)壓閥(Fw)后， 一路接出氣控制閥(F2)，另一路經(jīng)放空閥(fk)至大氣；其上還有安全閥(fa)、聲光報警器(BJ);集中顯示柜(5)的面板上有液態(tài)C02的進(jìn)液流量、壓力、溫度顯示器(XQhXPi、 XL)和C02出氣的流量、壓力、溫度顯示器(XQ2、 XP2、 XT2);各顯示器 通過傳感器信號線(Lx)與各檢測器對應(yīng)連接。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的礦用二氧化碳防滅火裝置，其特征在于所說 的水浴式汽化器(4)的加熱裝置為蒸汽加熱管(12);汽化管(9)為兩端由橫向 端管連接的、多根呈蛇形彎曲的星型翅片管成排組合構(gòu)成；蒸汽加熱管(12) 位于汽化管(9)的下部，為兩端由橫向端管連接的多根管成排組合而成；其管 壁上布有泄汽孔(13);蒸汽加熱管(12)的入口經(jīng)蒸汽閥(Fq)接蒸汽源。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的礦用二氧化碳防滅火裝置，其特征在于所說的水浴式汽化器(4)的加熱裝置為電加熱器(23);汽化管(16)為螺旋狀；電加熱器(23)接電控箱(24)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的礦用二氧化碳防滅火裝置，其特征在于所說 的儲氣罐(3)上有作雙重保護(hù)的電接點電磁閥(fd)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的礦用二氧化碳防滅火裝置，其特征在于所 說的進(jìn)液控制閥(FO、汽化控制閥(F3)、出氣控制閥(F2)、供液閥(F4)、供氣 閥(f5)、放空閥(fk)為電控閥；各閥的電控操作按鈕位于集中顯示柜(5)上。
全文摘要
一種礦用二氧化碳防滅火工藝及裝置，借助液態(tài)CO₂汽化后產(chǎn)生的壓力通過管路將其注入井下火區(qū)，利用CO₂進(jìn)行降溫和惰化實現(xiàn)防滅火。其系統(tǒng)由液態(tài)CO₂槽車1、汽化器4、儲氣罐3、井下輸氣管路，以及進(jìn)液和出氣的流量、壓力、溫度控制器件或裝置等組成。操作中，通過調(diào)整進(jìn)液控制閥F₁、出氣控制閥F₂、穩(wěn)壓閥F_W等，使液態(tài)CO₂進(jìn)液與CO₂出氣的壓力、流量、溫度符合要求，避免形成冰堵。其防滅火裝置由汽化器4、儲氣罐3、控制箱2、集中顯示柜5等構(gòu)成。本發(fā)明解決了液態(tài)CO₂汽化和避免冰堵問題，滅火效果好，設(shè)備投資少，使用方便，經(jīng)濟(jì)效益可觀。是高效適用的防滅火技術(shù)，為煤礦防治采空區(qū)自然發(fā)火和巷道火災(zāi)開辟新途徑。
文檔編號A62C3/02GK101618255SQ20081013800
公開日2010年1月6日 申請日期2008年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月30日
發(fā)明者丘春亮, 于曉波, 劉文成, 夏孝明, 宋先明, 崔洪義, 王振平, 王洪權(quán), 郝迎格, 阮國強(qiáng) 申請人:兗州煤業(yè)股份有限公司