一種防治煤炭自燃的泡沫凝膠制備裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種礦用泡沫制備方法及裝置，具體是一種防治煤炭自燃的泡沫凝膠制備裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]礦井火災(zāi)是我國礦井主要災(zāi)害之一。在我國國有重點煤礦中，煤炭自燃引起的火災(zāi)約占礦井火災(zāi)總數(shù)的90%，嚴(yán)重阻礙了安全生產(chǎn)的順利進(jìn)行。為有效的防治煤炭自燃，目前普遍采用氮氣、阻化劑、黃泥灌漿、凝膠和三相泡沫等防滅火技術(shù)。其中凝膠具有覆蓋性能好、吸熱降溫能力強(qiáng)的優(yōu)點，其缺點是擴(kuò)散范圍小，流動性能差；三相泡沫具有擴(kuò)散范圍廣，滅火速度快的優(yōu)點，但是其泡沫穩(wěn)定性差，泡沫很快破滅，泡沫破滅后大量的水回流出火區(qū)，不能持久保持浮煤濕潤，冷卻抑制煤自燃。
[0003]專利名稱防治煤炭自燃的多相凝膠泡沫制備方法，公開號CN101265811A的中國專利，該專利公布的多相凝膠泡沫制備方法是在傳統(tǒng)的泡沫制備時加入交聯(lián)劑和稠化劑，目的是在原泡沫滅火技術(shù)的基礎(chǔ)上增加泡沫的粘性，解決了泡沫穩(wěn)定性差的問題，但其有兩個方面的不足:第一，泡沫破裂后大量的水仍然會流出。第二，該專利制備凝膠泡沫的方法是把泥漿、交聯(lián)劑和稠化劑放在一個容器中，攪拌器攪拌的過程中，引入氮氣，形成泡沫后，再用螺桿栗將泡沫輸送到火區(qū)，該方法操作復(fù)雜，制備量小，由于要等待泥漿、交聯(lián)劑和稠化劑在攪拌器中混合形成泡沫的過程，因此不能實現(xiàn)連續(xù)栗送泡沫，難以滿足煤礦采空區(qū)和煤田等大面積火災(zāi)的預(yù)防和治理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種防治煤炭自燃的泡沫凝膠制備裝置，集凝膠和泡沫的防滅火優(yōu)點于一體，大幅度增加泡沫防滅火的覆蓋性能，又避免了泡沫破裂后大量水析出的缺點，生成的凝膠以泡沫為載體能夠?qū)Σ煽諈^(qū)或煤田火區(qū)的高、中、低火源大范圍全方位的覆蓋，持久保持煤體濕潤冷卻，操作簡單，能實現(xiàn)連續(xù)栗送泡沫。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一種防治煤炭自燃的泡沫凝膠制備裝置，包括制漿池、泥漿栗、發(fā)泡劑儲罐、添加栗、發(fā)泡成膠器、供氣裝置；制漿池管路通過三通分別與發(fā)泡劑儲罐和發(fā)泡成膠器連接，制漿池管路、發(fā)泡劑儲罐管路上分別安裝泥漿栗、添加栗；供氣裝置與發(fā)泡成膠器相連；還包括液體膠凝劑儲罐、液體膠凝劑添加栗和泡沫凝膠排出口 ；液體膠凝劑儲罐管路與發(fā)泡成膠器連接，液體膠凝劑儲罐管路上安裝液體膠凝劑添加栗，發(fā)泡成膠器出口端連接泡沫凝膠排出口。
[0006]本發(fā)明用于煤炭自燃治理的泡沫凝膠防滅火方法及其制備系統(tǒng)把凝膠和泡沫的防滅火優(yōu)點集于一身，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)公開號CN101265811A公開的防治煤炭自燃的多相凝膠泡沫制備方法相比的優(yōu)點是:
第一，讓泡沫壁上的大量液體在泡沫破滅之前形成凝膠，泡沫破裂后會形成凝膠固體，凝膠能夠以泡沫為載體，在防滅火區(qū)域的擴(kuò)散范圍變廣，能夠?qū)Σ煽諈^(qū)或煤田火區(qū)的高、中、低火源全方位的覆蓋，泡沫壁上大量的水變成凝膠后，大幅度增加了泡沫的穩(wěn)定性，泡沫破裂后，不會有水流出，大量的水會固結(jié)在凝膠體內(nèi)，在煤體的表面形成凝膠層，能夠?qū)γ后w保持長久的冷卻覆蓋和吸熱阻化，從根本上避免泡沫破裂時，大量水析出的問題。
[0007]第二，該專利是在形成泡沫之后再添加凝膠劑制備成泡沫凝膠，其中發(fā)泡劑可以即時添加，不需中間停頓等待泡沫形成的時間，能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)作業(yè)。
[0008]此外，發(fā)泡成膠器的發(fā)泡過程不需外加動力，降低了工藝過程的危險性，提高了系統(tǒng)的安全程度和穩(wěn)定性；膠凝劑的添加過程是依靠螺旋葉片的作用，能夠連續(xù)均勻的將膠凝劑送至緩沖罐，且進(jìn)料量可通過螺旋供料器上的無極變速器進(jìn)行調(diào)節(jié)，實現(xiàn)了不同的施工要求，并且粉狀膠凝劑添加器移動方便，易于操作。本發(fā)明中泡沫凝膠出口被輸送至入采空區(qū)，產(chǎn)生的泡沫凝膠流動性能好，擴(kuò)散范圍廣，可以均勻的填充采空區(qū)裂隙，有效長久的覆蓋煤體和吸熱阻化。本發(fā)明的部件可以分開靈活的安裝，靈活方便，操作簡單，適用于不同地點。
【附圖說明】
[0009]圖1為泡沫凝膠制備裝置的第一實施列示意圖；
圖2為泡沫凝膠制備裝置的第二實施列示意圖；
圖3為添加栗和液體膠凝劑添加栗的主視圖；
圖4為添加栗和液體膠凝劑添加栗的俯視圖。
【具體實施方式】
[0010]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0011]本發(fā)明一種防治煤炭自燃的泡沫凝膠制備方法，包括以下步驟:
(1)、在地面或井下，制備黃泥漿；
(2)、將配比好的發(fā)泡劑與黃泥漿混合，形成兩相混合液；
(3)、在上述兩相混合液中充入空氣或氮氣，攪拌均勻形成泡沫；
(4)、在泡沫中添加膠凝劑混合均勻，形成泡沫凝膠。
[0012]如圖1示，本發(fā)明一種防治煤炭自燃的泡沫凝膠制備裝置第一實施例，包括制漿池1、泥漿栗2、發(fā)泡劑儲罐3、添加栗4、發(fā)泡成膠器7、供氣裝置9 ;制漿池I管路通過三通分別與發(fā)泡劑儲罐3和發(fā)泡成膠器7連接，制漿池I管路、發(fā)泡劑儲罐3管路上分別安裝泥漿栗2、添加栗4 ;供氣裝置9與發(fā)泡成膠器7相連；還包括液體膠凝劑儲罐24、液體膠凝劑添加栗25和泡沫凝膠排出口 11 ;液體膠凝劑儲罐24管路與發(fā)泡成膠器7連接，液體膠凝劑儲罐24管路上安裝液體膠凝劑添加栗25，發(fā)泡成膠器7出口端連接泡沫凝膠排出口 11。
[0013]如圖2示，本發(fā)明一種防治煤炭自燃的泡沫凝膠制備裝置第二實施例，其與第一實施例的區(qū)別僅在于發(fā)泡劑儲罐3布置在井下。
[0014]第一實施例和第二實施例適用于液體膠凝劑制備泡沫凝膠。
[0015]作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)，液體膠凝劑添加栗25內(nèi)安裝無級變速調(diào)節(jié)器。
[0016]如圖3圖4示，實施例1和2的液體膠凝劑添加栗25主要由調(diào)節(jié)手柄26，調(diào)速絲桿27，.轉(zhuǎn)速刻度標(biāo)尺28，.流量刻度標(biāo)尺29，指針30，變速箱32，柱塞栗33，防爆電機(jī)34構(gòu)成；防爆電機(jī)34通過變速箱32連接柱塞栗33，調(diào)節(jié)手柄26通過調(diào)速絲桿27連接變速箱32，變速箱32內(nèi)安裝有轉(zhuǎn)速刻度標(biāo)尺28，.流量刻度標(biāo)尺29以及指針30。使用時，手動旋轉(zhuǎn)調(diào)速手柄26，帶動調(diào)速絲桿27的位置移動，從而改變變速箱32的輸出轉(zhuǎn)速，控制柱塞栗33的流量，最終實現(xiàn)對液體膠凝劑流量的控制。
[0017]進(jìn)一步的，實施例1至2供氣裝置9為制氮機(jī)或空氣壓縮機(jī)。
[0018]進(jìn)一步的，實施例1至2發(fā)泡成膠器7與供氣裝置9連接的管口上設(shè)置有單向閥8，實施例1和2中發(fā)泡成膠器7與緩沖罐12連接的管口上設(shè)置有單向閥8。實施例3和4中發(fā)泡成膠器7與液體膠凝劑添加栗25連接的管口上設(shè)置有單向閥8。安裝的單向閥8可以防止發(fā)泡成膠器7中的混合液體倒流。
[0019]工作過程:即在地面或井下通過制漿池I制備黃泥漿，在泥漿栗2的作用下壓入管道，已經(jīng)配比好的發(fā)泡劑由添加栗4壓入管道，兩個管道通過三通相連，形成兩相混合液，然后進(jìn)入發(fā)泡成膠器7 ;另一路管道與井下的供氣裝置9相連，通過高壓經(jīng)過截止閥5把氣體壓入發(fā)泡成膠器7，最終形成均勻的泡沫，其中通過截止閥5控制進(jìn)氣量。
[0020]工作參數(shù):黃泥供應(yīng)量5-25m3 /h,氮氣或壓縮空氣進(jìn)氣量100-900 m3 /h,螺旋供料轉(zhuǎn)速 500-1500r/min。
[0021]使用第I第2實施例裝置時，液體膠凝劑儲罐24內(nèi)的膠凝劑通過膠凝劑添加栗25壓入發(fā)泡成膠器7中，其中液體膠凝劑的添加量可通過膠凝劑添加栗25上的無極變速調(diào)節(jié)器進(jìn)行調(diào)節(jié)，膠凝劑與泡沫在發(fā)泡成膠器7內(nèi)部形成均勻的泡沫凝膠，由管路輸送至防滅火區(qū)域。
[0022]工作參數(shù):黃泥供應(yīng)量5-25m3 /h,氮氣或壓縮空氣進(jìn)氣量100-900 m3 /h,液體膠凝劑供應(yīng)量0.5-2.5 m3/h。
【主權(quán)項】
1.一種用于煤炭自燃治理的泡沫凝膠制備裝置，包括制漿池(1)、泥漿栗(2)、發(fā)泡劑儲罐(3)、添加栗(4)、發(fā)泡成膠器(7)、供氣裝置(9);制漿池(1)管路通過三通分別與發(fā)泡劑儲罐(3)和發(fā)泡成膠器(7)連接，制漿池(1)管路、發(fā)泡劑儲罐(3)管路上分別安裝泥漿栗(2)、添加栗(4);供氣裝置(9)與發(fā)泡成膠器(7)相連；其特征在于，還包括液體膠凝劑儲罐(24)、液體膠凝劑添加栗(25)和泡沫凝膠排出口(11);液體膠凝劑儲罐(24)管路與發(fā)泡成膠器(7 )連接，液體膠凝劑儲罐(24 )管路上安裝液體膠凝劑添加栗(25 )，發(fā)泡成膠器(7 )出口端連接泡沫凝膠排出口( 11)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于煤炭自燃治理的泡沫凝膠制備裝置，其特征在于，所述的添加栗(4)和液體膠凝劑添加栗(25)主要由調(diào)節(jié)手柄(26)，調(diào)速絲桿(27)，轉(zhuǎn)速刻度標(biāo)尺(28)，流量刻度標(biāo)尺(29)，指針(30)，變速箱(32)，柱塞栗(33)，防爆電機(jī)(34)構(gòu)成；防爆電機(jī)(34)通過變速箱(32)連接柱塞栗(33)，調(diào)節(jié)手柄(26)通過調(diào)速絲桿(27)連接變速箱(32)，變速箱(32)內(nèi)安裝有轉(zhuǎn)速刻度標(biāo)尺(28)，流量刻度標(biāo)尺(29)以及指針(30)。3.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種用于煤炭自燃治理的泡沫凝膠制備裝置，其特征在于，所述的發(fā)泡劑儲罐(3)布置在地面或井下。4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種用于煤炭自燃治理的泡沫凝膠制備裝置，其特征在于，所述的液體膠凝劑添加栗(25)內(nèi)安裝無級變速調(diào)節(jié)器。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種防治煤炭自燃的泡沫凝膠制備裝置，包括制漿池、泥漿泵、發(fā)泡劑儲罐、添加泵、發(fā)泡成膠器、供氣裝置；制漿池管路通過三通分別與發(fā)泡劑儲罐和發(fā)泡成膠器連接，制漿池管路、發(fā)泡劑儲罐管路上分別安裝泥漿泵、添加泵；供氣裝置與發(fā)泡成膠器相連；還包括液體膠凝劑儲罐、液體膠凝劑添加泵和泡沫凝膠排出口；液體膠凝劑儲罐管路與發(fā)泡成膠器連接，液體膠凝劑儲罐管路上安裝液體膠凝劑添加泵，發(fā)泡成膠器出口端連接泡沫凝膠排出口。本發(fā)明從根本上避免泡沫破裂時，大量水析出的問題；且發(fā)泡劑可以即時添加，不需中間停頓等待泡沫形成的時間，能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)作業(yè)。
【IPC分類】E21F5/00, A62C5/02
【公開號】CN105344040
【申請?zhí)枴緾N201510678131
【發(fā)明人】任萬興, 郭慶, 左兵召
【申請人】中國礦業(yè)大學(xué)
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2013年10月10日
【公告號】CN103570375A, CN103570375B