[发明专利]一种采空区气体循环利用防灭火系统及控制方法

权利要求书

1.一种采空区气体循环利用防灭火系统，其特征在于，包括输气管路、回气管路、阻燃系统、风流阻断系统和气体发生装置；

所述输气管路包括输气主管（1）和输气支管（3），所述输气主管（1）分别布设在综采面的进风大巷（11）和回风大巷（12），输气主管（1）由多段输气直管通过第一三通阀（10-1）衔接而成，每个第一三通阀（10-1）的第三接口通过第一L型短管（17-1）及直角接头（18）连接输气支管（3），所述输气支管（3）沿采空区宽度方向布置，各输气支管（3）间隔分布；

所述回气管路包括吸气主管（2）和立柱支管（4），所述吸气主管（2）分别布设在综采面的进风大巷（11）和回风大巷（12），吸气主管（2）由多段回气直管通过第二三通阀（10-2）衔接而成，每个第二三通阀（10-2）的第三接口连接第二L型短管（17-2），第二L型短管（17-2）上连接若干间隔分布的立柱支管（4），每个立柱支管（4）的顶部接锥形顶（13），锥形顶（13）的底端面上开有若干吸气孔（14），立柱支管（4）和锥形顶（13）总的高度接近采高；

所述阻燃系统包括阻燃剂箱（6）、阻燃剂管路（7）、注水管（8），阻燃剂箱（6）输出端接阻燃剂管路（7），所述阻燃剂管路（7）沿采空区宽度方向布置，注水管（8）平行于阻燃剂管路（7）的位置接有若干喷射头（9），所述喷射头（9）竖直向上；

所述风流阻断系统包括堆积于综采面上隅角和下隅角处的煤矸石石堆（5），煤矸石石堆（5）通过喷射固体泡沫填补空隙形成风口隔离墙；

所述气体发生装置包括氮气生产机组和气体回收装置，所述输气主管（1）连接氮气生产机组，所述吸气主管（2）连接气体回收装置。

2.根据权利要求1所述的采空区气体循环利用防灭火系统，其特征在于，所述输气主管（1）中第一三通阀（10-1）与其连接的输气支管（3）的水平距离为50m；同一采空区域进风大巷（11）和回风大巷（12）的输气支管（3）间隔20-22m。

3.根据权利要求1所述的采空区气体循环利用防灭火系统，其特征在于，所述立柱支管（4）内设有多道过滤网（15），每个第二L型短管（17-2）上的若干立柱支管（4）的中间位置正对综采面另一侧的输气支管（3）。

4.根据权利要求1所述的采空区气体循环利用防灭火系统，其特征在于，所述煤矸石石堆（5）的高度接近采高，位于上隅角和下隅角处的煤矸石石堆（5）正对布置。

5.根据权利要求1所述的采空区气体循环利用防灭火系统，其特征在于，所述输气支管（3）上间隔设置若干注气孔（16），所述注气孔（16）背向采煤工作面。

6.根据权利要求1所述的采空区气体循环利用防灭火系统，其特征在于，所述综采面的进风大巷（11）和回风大巷（12）的液压支架的缝隙处采用固体泡沫封堵。

7.一种采空区气体循环利用防灭火系统控制方法，其特征在于，采用如权利要求1-6任一所述的采空区气体循环利用防灭火系统，其中，在采煤工作面移动后形成的采空区域布设所述输气支管（3）和立柱支管（4），并布设所述煤矸石石堆（5）以及阻燃系统，然后停止通过所述输气支管（3）输入氮气到上一采煤工作面移动后形成的采空区域，并开始通过所述立柱支管（4）回收上一采煤工作面移动后形成的采空区域的氮气，用于当前形成的新的采空区域，以此形成氮气的循环利用。