[实用新型]一种煤矿液体二氧化碳直注系统

说明书

本实用新型公开了一种煤矿液体二氧化碳直注系统，包括与液态二氧化碳源连通的注入阀组、减压阀组、用于向工作面封闭区输送低温二氧化的稳压阀组、及输送管路；注入阀组包括流量控制阀和排空阀，减压阀组包括减压阀、减压阀前/后切断阀、第一并联管路、设置在并联管路上的第一旁路阀和导淋阀；稳压阀组包括稳压阀、稳压阀前/后切断阀、第二并联管路、设置在并联管路上的第二旁路阀和导淋阀。本实用新型利用二氧化碳输送管路导热性能和与输送环境的温差将部分液体汽化，通过控制注入量和注入压力调节二氧化碳惰化区温度和气液比例，使进入惰化区的二氧化碳通过节流后在惰化区内形成含少量干冰的低温气流，低温气流再与惰化区内气体对流换热，使得惰化区空间在充分惰化的同时得到快速冷却。

技术领域

本实用新型属于矿井安全技术领域，涉及一种煤矿防、灭火系统，特别是涉及一种煤矿液体二氧化碳直注系统。

背景技术

目前，我国应用于煤矿液体二氧化碳矿井惰化的方法有汽化法、闭前直注法两种，受注入工艺和注入条件限制，两种方法都存在有较大的应用缺陷。

汽化法；即将来自于二氧化碳槽车的液体二氧化碳通过空浴式汽化器、水浴式汽化器进行气化，此气化过程需要在热力或电力辅助下进行，水浴式汽化器汽化1吨液体二氧化碳需耗电约100～120KW/H，汽化后的二氧化碳在30～40℃的条件下入井，气体经输入管道的冷却，约在20～30℃条件下入闭。此方法的优点是二氧化碳注入操作全部在地面进行，操作环境适宜，液体二氧化碳经全部气化后低压入井，输送过程故障率低，整体惰化过程安全可靠。但受注入工艺方法限制存在较多的不足；一是气化设备体积大，不便于气化装备的快速调运和汽化现场选择，二是必须有大功率电源辅助，汽化过程耗电高，增加了二氧化碳注入成本和操作难度。三是二氧化碳汽化过程控制参数范围窄操作难度大，四是二氧化碳入闭温度高，不利于闭内煤体的冷却和高温热点氧化速度的控制。

闭前直注法；即将来自于二氧化碳槽车的液体二氧化碳先分装至175～200L杜瓦罐或1～2m³固定于矿车上的专用液体二氧化碳储罐内，用矿车将其运至闭前，而后通过杜瓦罐或专用液体二氧化碳储罐的液相出口将其直接注入闭内。此方法的优点是注入过程设备简单、操作容易，液体二氧化碳闭前直接注入入闭温度低有利于密闭空间的冷却和高温热点氧化速度的控制。但受操作空间和入闭方式限制也存在较多的不足；一是压力容器在受限空间周转，运行过程不可预见因素多，设备安全难于保证，不便于注入操作长时间运行。二是受杜瓦罐或专用液体二氧化碳储罐数量和容积的限制，整体注入过程周转速度慢，难以实现液体二氧化碳连续大批量注入。三是液体二氧化碳直接注入易在泄放口附近形成干冰沉积，降低密闭区内系统惰化速度。四是在狭小受限空间内进行注入操作，二氧化碳泄漏不易扩散，操作过程危险因素多，环境安全风险大。

发明内容

为了解决现有煤矿液体二氧化碳矿井惰化法中汽化法和闭前直注法中存在的问题，本实用新型公开了一种煤矿液体二氧化碳直注系统，利用二氧化碳输送管路导热性能和与输送环境的温差将部分液体汽化，通过控制注入量和注入压力调节二氧化碳入闭温度和气液比例，使进入惰化区的二氧化碳通过闭前阀或闭内阀节流后在密闭内形成含少量干冰的低温气流，低温气流再与密闭内气体对流换热，使得惰化区在充分惰化的同时得到快速冷却。

本实用新型的技术方案是这样实现的：