专利名称：一种预防采空区遗煤自燃的可控干冰储存装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种煤矿井下采空区用干冰存储释放装置，能在井下采空区温度达到一定值时释放出二氧化碳，其具有吸热降温的作用，并能降低氧化速率，阻止煤自燃发火。
背景技术：
我国是一个煤炭资源十分丰富的国家，煤炭产量和消费量均居世界首位，但也伴随着我国的煤矿事故频频发生。统计结果表明，火灾事故是矿井众多灾害事故的最主要灾害之一。火灾预防工作也是矿井日常工作的重中之重。目前普遍使用的是注水和灌浆、堵漏、阻化剂、胶体、惰性气体等多种灭火方式和材料，其中，向火区充注惰性气体和阻化剂的应用是目前使用较广泛的防灭火技术手段。向火区充注二氧化碳气体是目前应用较广泛的一项技术，但是惰性气体不易在采空区滞留，虽然其隔氧性好，能迅速扑灭火灾，但火区完全灭火时间相当长，也不能用于预防采空区火灾。因此对于能够吸热、降温，同时能在采空区滞留的气体灭火技术研究还没有得到深入的研究和很好的现场应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种操作简单，安全稳定的预防采空区遗煤自燃的可控干冰存储装置。本发明一种预防采空区遗煤自燃的可控干冰储存装置，其特征在于，所述装置包括干冰存储箱、压力感应系统、温度采集系统、主控系统及电磁感应系统；
所述压力感应系统与干冰存储装置安装连接，自动检测干冰存储装置内的压力； 所述温度采集系统采集周围环境温度，与主控系统连接； 所述电磁感应系统与主控系统连接，并控制干冰存储箱的开闭。进一步的，上述技术方案中，所述压力感应系统为一压力安全阀，所述压力安全阀在干冰存储装置内压力超过定值时自动释放压力，保持其内部压力稳定。进一步的，上述技术方案中，所述温度采集系统包括数个温感探头，采集周围环境温度。进一步的，上述技术方案中，所述电磁感应系统为一电磁阀，所述电磁阀由主控系统控制其开闭。本发明的装置在采空区内通过对外界温度的变化来控制二氧化碳的释放，从而达到控制采空区温度，同时降低空气中的含氧量等来防止遗煤自燃的目的。
图1为本发明装置的各系统连接图。
具体实施例方式本发明具体可分为以下几个部分干冰存储箱、压力感应系统、温度采集系统、主控系统及电磁感应系统。其中干冰存储系统内装有干冰，并放有保温措施，以保障干冰能存放长久。压力释放系统主要为压力安全阀，用来保障存储系统内的压力保持在恒定值，确保装置的安全可靠。温度感应装置为一组温感探头，主要是感应周围环境温度，当系统放置在采空区内时，采空区内温度超过某一特定值是时，温度感应装置会产生一个电信号，电信号经过导线传到主控系统，主控系统经过处理电信号，控制电磁阀打开，装置内的低温二氧化碳会释放出来，降低周围环境温度，当温度下降后，电磁阀会自动关闭，停止释放二氧化碳。本技术的主要工艺过程
(1)干冰箱的制作。按照预定技术指标选择合适的钢板材料加工干冰箱，并在干冰箱内安装保温材料，并对其实施密封措施。测试装置的气密性，要求其完全密封，则干冰箱制作完成。其主要技术指标
外形尺寸0. 85m*0. 65m*0. 55m 工作温度-2(Tl00°C 干冰存储量210kg 释放压力2· 2MPa 释放流量20L/min 操作方式自动释放
(2)安装安全压力阀和电磁阀，并调设其压力范围；
(3)将干冰储存释放装置和干冰运至工作面进风巷落山处，由技术人员现场组装干冰储存释放装置，并将干冰装入装置后放到工作面进风巷密闭墙处；根据现场实际情况，调设其释放速度，将感应装置按照一定距离均勻分布，并做好电磁阀和感应器的链接；
(4)对放置干冰存储进行预处理后(排水、垫高等措施)，放入可控干冰存储装置，并在装置外侧构筑密闭墙；
(5)根据工作面每日进尺及密闭墙搭建情况，每隔一定距离放入一个干冰储存释放装
置；
干冰储存释放系统通过工作面放入采空区后不会立即释放二氧化碳，当工作面继续向前推进一定天数时，温控干冰储存释放系统处于采空区氧化升温带，距工作面3(T45m。当其周围出现高温点时或预测采空区有自然发火倾向时，通过温度感应器控制电磁阀，阀门打开，干冰由于自身升华作用，由固态转变为气态，向采空区释放二氧化碳，升华后的低温二氧化碳以20L/min的速度从储存系统涌出，能迅速降低高温点周围的温度，当温度降低到一定值时，则电磁阀关闭，干冰停止释放。经由电磁阀释放到采空区的二氧化碳，在漏风气流的带动下，在采空区内扩散，氧化升温带附近氧气浓度急速下降到10%以下，使遗煤温度降低，提前风化，使该区进入窒息带，将采空区窒息带提前2(T40m。由于此时系统距离工作面空间较远，二氧化碳在采空区空间缓慢扩散，扩散至回风巷的二氧化碳的速度此时小于20L/min，不会在回风巷产生高浓度二氧化碳；由于系统距工作面40m左右，低温二氧化碳主要吸收氧化升温带的热量，扩散至工作面时二氧化碳温度升至15°C，不会对工作面生产产生影响，符合矿井安全生产的相关要求。
权利要求
1.一种预防采空区遗煤自燃的可控干冰储存装置，其特征在于，所述装置包括干冰存储箱、压力感应系统、温度采集系统、主控系统及电磁感应系统；所述压力感应系统与干冰存储装置安装连接，自动检测干冰存储装置内的压力； 所述温度采集系统采集周围环境温度，与主控系统连接； 所述电磁感应系统与主控系统连接，并控制干冰存储箱的开闭。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述压力感应系统为一压力安全阀，所述压力安全阀在干冰存储装置内压力超过定值时自动释放压力，保持其内部压力稳定。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述温度采集系统包括数个温感探头，采集周围环境温度。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述电磁感应系统为一电磁阀，所述电磁阀由主控系统控制其开闭。
全文摘要
本发明涉及一种煤矿井下采空区用干冰存储释放装置。一种预防采空区遗煤自燃的可控干冰储存装置，其特征在于，所述装置包括干冰存储箱、压力感应系统、温度采集系统、主控系统及电磁感应系统；所述压力感应系统与干冰存储装置安装连接，自动检测干冰存储装置内的压力；所述温度采集系统采集周围环境温度，与主控系统连接；所述电磁感应系统与主控系统连接，并控制干冰存储箱的开闭。本装置能在井下采空区温度达到一定值时释放出二氧化碳，其具有吸热降温的作用，并能降低氧化速率，阻止煤自燃发火。
文档编号E21F3/00GK102322283SQ201110171680
公开日2012年1月18日 申请日期2011年6月23日 优先权日2011年6月23日
发明者宫建华, 张英华, 赵乾, 高玉坤, 黄志安 申请人:北京科技大学