专利名称：一种注氮装置及其实现注氮的方法
技术领域：
本发明涉及一种煤矿井下采空区注氮装置及其实现连续注氮的方法，属于矿山安全防灭火技术领域。
背景技术：
目前，在我国所有的国有重点煤矿中，存在煤炭自燃的矿井占矿井总数的56%，因煤炭自燃而引起的火灾占矿井火灾总数的90 94%。由煤炭自燃而发生的火灾，不但严重危害煤矿的安全生产，而且还会造成大量的煤炭资源损失，造成地下空洞，岩石破碎，造成地下污染及水流失；在地表造成岩石烧变、崩塌，在地面形成裂缝、塌陷，土壤沙化，释放大量的有毒有害气体，严重威胁人民生命安全。注氮防灭火是当前国内煤矿主要采用的预防采空区煤自燃的方法。现在常用的注氮方式是埋管注氮，埋管注氮主要通过注氮管来实现，具体注氮管由多根圆管用螺纹连接而成，组成注氮管的最前端的一根圆管有用螺纹连接的圆形进气管，该进气管与氮气源相连是注氮管的进气口，组成注氮管的最后一根圆管的后端有用螺纹连接而成的圆形喷头，圆形喷头的侧壁均匀分布有斜向向后的圆孔。埋管注氮方法具体的埋管过程包括:在工作面的进风侧沿采空区埋设一条注氮管路，当埋入一定深度后开始注氮，同时又埋入第二条管路(注氮管口的移动步距通过考察确定)，当第二条注氮管口埋入采空区氧化带与冷却带的交界部位时即向采空区注氮，同时停止第一条管路的注氮，并又重新埋设注氮管路，如此循环，直至工作面采完为止。申请人:发现埋管注氮方式存在以下两个缺陷:(I)注氮点在空间上不连续，注氮效果不佳，所需注氮量大；( 2 )注氮管交替丢弃在采空区内，材料不能回收造成极大浪费,投入成本大。
发明内容
本发明提供了一种注氮装置，以解决现有技术中存在注氮点不连续、注氮量大以及材料浪费导致成本大的问题，为此本发明采用如下的技术方案:一种注氮装置，包括注氮管、减速机和波纹管，所述减速机固定在采煤机端头支架的底座，组成所述注氮管的最前端的一根圆管的端头与所述减速机空心双轴的第一端通过卡盘相连，所述减速机空心双轴的第二端与所述波纹管的第一端相连，所述波纹管的第二端与氮气源相连，所述波纹管装设在采煤机的导轨上。一种注氮装置实现注氮的方法，包括:减速机带动所述注氮管旋转，利用采煤机端头的千斤顶推前溜，带动采煤机端头支架与减速机向外运动，同时波纹管向导轨的固定方向拉长，保持注氮管随着工作面的推进而向外同步移动，直到波纹管拉长到极限位置时还原所述波纹管，并移动导轨，回移氮气入口完成一次循环，直至工作面回采结束本发明实施方式提供的技术方案 使得注氮点始终保持在采空区最佳的位置，注氮点在空间上连续，注氮效果好，并且避免了将注氮管丢弃在采空区内导致材料不能回收造成浪费的问题，并且可移动性强，从而降低了投入成本。
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本发明所述的一种注氮装置的结构示意图；图2是本发明组成所述注氮管的各圆管间连接处的结构示意图；图3是本发明所述的又一种注氮装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。在本发明实施方式提供的一种注氮装置中，如图1所示，包括注氮管11、减速机12和波纹管13，所述减速机12固定在采煤机端头支架的底座，组成所述注氮管11的最前端的一根圆管的端头与减速机空心双轴14的第一端通过卡盘15相连,所述减速机空心双轴14的第二端与所述波纹管13的第一端相连，所述波纹管13的第二端与氮气源相连，所述波纹管13装设在采煤机的导轨上。具体地，减速机12配备有电动机，为该减速机提供动力，如图2所示，注氮管11由多根圆管用螺纹21连接而成，组成所述注氮管的相邻圆管间的连接处用加强套22加固，以强化连接。如图3所示，组成所述注氮管的最后一根圆管的端头设置有盖端31。组成所述注氮管11的最前端的一根圆管的端头与所述盖端31通过钢丝绳32在所述注氮管11内部相连。组成所述注氮管的最后一根圆管距离端头2m的侧壁均匀分布有斜向后的圆孔33。所述减速机空心双轴的第二端与所述波纹管的第一端通过联结套34相连。本发明实施例还提供了一种注氮装置实现注氮的方法，包括:减速机带动所述注氮管旋转，利用采煤机端头的千斤顶推前溜，带动采煤机端头支架与减速机向外运动，同时波纹管向导轨的固定方向拉长，保持注氮管随着工作面的推进而向外同步移动，直到波纹管拉长到极限位置时还原所述波纹管，并移动导轨，回移氮气入口完成一次循环，直至工作面回采结束。上述注氮装置以及实现注氮的方法，使得注氮点始终保持在采空区最佳的位置，注氮点在空间上连续，注氮效果好，并且避免了将注氮管丢弃在采空区内导致材料不能回收造成浪费的问题，并且可移动性强，从而降低了投入成本。以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明实施例揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
权利要求
1.一种注氮装置，包括注氮管，其特征在于，还包括减速机和波纹管，所述减速机固定在采煤机端头支架的底座，组成所述注氮管的最前端的一根圆管的端头与所述减速机空心双轴的第一端通过卡盘相连，所述减速机空心双轴的第二端与所述波纹管的第一端相连，所述波纹管的第二端与氮气源相连，所述波纹管装设在采煤机的导轨上。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，组成所述注氮管的相邻圆管间的连接处用加强套加固。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，组成所述注氮管的最后一根圆管的端头设置有盖端。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，组成所述注氮管的最前端的一根圆管的端头与所述盖端通过钢丝绳在所述注氮管内部相连。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，组成所述注氮管的最后一根圆管距离端头2m的侧壁均匀分布有斜向后的圆孔。
6.根据权利要求1所示的装置，其特征在于，所述减速机空心双轴的第二端与所述波纹管的第一端通过联结套相连。
7.根据权利要求1-6任一项所述的装置实现注氮的方法，其特征在于，减速机带动所述注氮管旋转，利用采煤机端头的千斤顶推前溜，带动采煤机端头支架与减速机向外运动，同时波纹管向导轨的固定方向拉长，保持注氮管随着工作面的推进而向外同步移动，直到波纹管拉长到极限位置时还原所述波纹管，并移动导轨，回移氮气入口完成一次循环，直至工作面回采 结束。
全文摘要
本发明提供了一种注氮装置及其实现注氮的方法，属于矿山安全防灭火技术领域。本发明的注氮装置，包括注氮管、减速机和波纹管，所述减速机固定在采煤机端头支架的底座，组成所述注氮管的最前端的一根圆管的端头与所述减速机空心双轴的第一端通过卡盘相连，所述减速机空心双轴的第二端与所述波纹管的第一端相连，所述波纹管的第二端与氮气源相连，所述波纹管装设在采煤机的导轨上。该注氮装置使得注氮点始终保持在采空区最佳的位置，注氮点在空间上连续，注氮效果好，并且避免了将注氮管丢弃在采空区内导致材料不能回收造成浪费的问题，并且可移动性强，从而降低了投入成本。
文档编号E21F5/00GK103233765SQ20131015621
公开日2013年8月7日 申请日期2013年4月28日 优先权日2013年4月28日
发明者朱红青, 李峰, 谭波 申请人:中国矿业大学(北京)