[发明专利]一种用于煤矿防止采空区自燃的装置及其使用方法

说明书

本发明公开了一种用于煤矿防止采空区自燃的装置及其使用方法，它包括气体分析装置、瓦斯抽采装置、阻化剂装置、注水装置和注氮装置，气体分析装置包括束管和CO探头，束管一端布置在采面采空区内部，另一端经过采面回风巷与其他巷道最终连接至地面气体分析室，CO探头布置在采面上隅角贴近采空区的位置上，阻化剂装置包括阻化剂主管和阻化剂箱，阻化剂箱布置在采面顺槽上部，阻化剂主管上布置有若干喷嘴，阻化剂主管一端连接到阻化剂箱底部，阻化剂主管位于采面机道上。通过建立采空区监测、防火、灭火三套系统并进行综合布置，将采空区煤氧化自燃消灭在萌芽状态，从而减少人员伤亡与财产损失，消灭了煤矿发生火灾的现象，取得了很好的使用效果。

技术领域

本发明涉及一种煤矿安全装置，尤其涉及一种用于煤矿防止采空区自燃的装置及其使用方法，属于煤矿安全设备技术领域。

背景技术

我国矿产资源丰富，煤炭占我国一次能源消耗的60%左右，煤矿采空区自燃发火造成的事故导致人员伤亡和财产损失，由于开采技术的限制，采空区遗煤、丢煤情况较为普遍，工作面的风流漏向采空区，使空气中的氧气与煤炭发生缓慢氧化反应，释放热量，当热量积聚到一定程度，煤体开始燃烧。由于煤层自燃等级不同，煤炭的自燃发火期也不能准确掌握，因此火情不易被察觉，导致采面回采过程中采空区火灾的发生。

现有煤矿采空区防灭火技术主要为注入预防性灌浆材料或使用阻化剂。注入预防性灌浆材料为被动式防灭火，对采空区火灾检测手段要求较高，而采空区面积大且内部情况复杂，容易出现灌浆达不到发火位置，或注浆管堵塞等问题，从而导致防灭火的失败；使用阻化剂防灭火，虽然可以达到提前抑制采空区遗煤自燃发火的效果，但是向采空区内大量灌入阻化剂会大大增加矿井防灭火的成本。针对现有采空区防灭火技术多为单一方法，实际应用效果较差，因此发明提出一种防止煤矿采空区自燃的综合系统，将煤层自燃发火消灭在萌芽状态。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种用于煤矿防止采空区自燃的装置及其使用方法，它是一种安全、高效、可靠性高、响应及时的煤矿采空区防灭火系统，解决了现有技术对煤矿井下采空区灭火能力的不足，它能及时发现火情，高效灭火，保证煤矿井下作业人员的生命安全和减少经济损失，有效的解决了上述存在的问题。

本发明的技术方案为：一种用于煤矿防止采空区自燃的装置，它包括气体分析装置、瓦斯抽采装置、阻化剂装置、注水装置和注氮装置，所述气体分析装置包括束管和CO探头，束管一端布置在采面采空区内部，另一端经过采面回风巷与其他巷道最终连接至地面气体分析室，CO探头布置在采面上隅角贴近采空区的位置上，阻化剂装置包括阻化剂主管和阻化剂箱，阻化剂箱布置在采面顺槽上部，阻化剂主管上布置有若干喷嘴，阻化剂主管一端连接到阻化剂箱底部，另一端伸向运输巷，阻化剂主管位于采面机道上。

所述瓦斯抽采装置包括瓦斯抽采管，瓦斯抽采管布置在采面回风巷内并延伸至采空区，在瓦斯抽采管上设有堵板并且通过三通连接有旁通管，旁通管位于采空区方向上，堵板位于采面上，在采空区的瓦斯抽采管上还设有若干埋管断管装置。

所述注水装置包括顶板注水孔和高压水管，在采空区内设有若干根高压水管并伸入到顶板裂隙带和采空区氧化带中的顶板注水孔中。

所述注氮装置包括注氮管和注氮管三通，所述注氮管布置在采空区并与地面通过管路连通，在注氮管上设有注氮管三通。

一种用于煤矿防止采空区自燃的装置的使用方法，所述方法步骤为：

一、通过布置在采空区内的管束，可以抽取采空区内的气体进行人工分析；

二、通过CO探头可以检测到采面上的CO成份，并将数据实时传输到矿井监测终端；

三、通过瓦斯抽采装置可以在抽采采空区冷却带瓦斯同时，定点通过埋管断管装置可断开采空区氧化带内瓦斯抽采管路，减少氧化带内空气的流动；