本實(shí)用新型涉及防滅火系統(tǒng)，具體涉及一種礦用移動(dòng)式液態(tài)二氧化碳防滅火系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

煤炭產(chǎn)業(yè)已經(jīng)步入了科技化生產(chǎn)的時(shí)代，對安全生產(chǎn)的重視程度也越來越高,而煤火作為礦井安全生產(chǎn)的五大災(zāi)害之一，對其有效防治是確保礦井安全生產(chǎn)的主要保障,因此高效的礦井防滅火技術(shù)裝備顯得尤為重要。液態(tài)二氧化碳滅火技術(shù)因具有惰化降溫效果好、滅火能力強(qiáng)、速度快、使用范圍廣、不腐蝕設(shè)備等特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用。目前主要采用有二氧化碳化學(xué)滅火和儲(chǔ)氣罐滅火法，這兩種方法采用的防滅火裝置存在運(yùn)輸困難、易泄漏、故障無法自檢、儲(chǔ)罐壓力不穩(wěn)定、降溫惰化效率低等問題，同時(shí)，由于防滅火裝置成本高及儲(chǔ)氣量小、體積大等特點(diǎn)無法滿足直接在井巷較大范圍的滅火需要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于解決現(xiàn)有滅火裝置井下運(yùn)輸困難、易泄漏、故障無法自檢、降溫惰化效率低的問題，而提供一種井下運(yùn)輸便捷、可以進(jìn)行泄漏監(jiān)測和故障自診斷的礦用移動(dòng)式液態(tài)二氧化碳防滅火系統(tǒng)。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：

一種礦用移動(dòng)式液態(tài)二氧化碳防滅火系統(tǒng)，包括地面液態(tài)二氧化碳儲(chǔ)罐、井下移動(dòng)式液態(tài)二氧化碳槽車、用于連接地面液態(tài)二氧化碳儲(chǔ)罐和井下移動(dòng)式液態(tài)二氧化碳槽車的防爆氣凝膠管；所述地面液態(tài)二氧化碳儲(chǔ)罐和井下移動(dòng)式液態(tài)二氧化碳槽車均包括防爆操作箱和設(shè)置在防爆操作箱內(nèi)的儲(chǔ)槽，所述儲(chǔ)槽主要由鋼質(zhì)外層、不銹鋼內(nèi)層和氣凝膠復(fù)合保溫材料中間層組成；井下移動(dòng)式液態(tài)二氧化碳槽車還設(shè)置有泄漏監(jiān)測報(bào)警及閉鎖裝置、分布式光纖布里淵散射溫度應(yīng)變監(jiān)測與故障診斷裝置、安全閥及無源自增壓裝置。

為了快速的進(jìn)行連接，防爆氣凝膠管可通過插銷式快速接頭與井下移動(dòng)式液態(tài)二氧化碳槽車連接。

無源自增壓裝置可包括有防爆電磁閥、壓力變送器和防爆氣凝膠管。

泄漏監(jiān)測報(bào)警及閉鎖裝置可包括有DFB激光一氧化碳?xì)怏w傳感器、DFB激光二氧化碳?xì)怏w傳感器、氣體吸收池、激光電路與溫度驅(qū)動(dòng)電路、光電探測器、數(shù)字鎖相放大器、觸摸屏和聲光報(bào)警電路。

分布式光纖布里淵散射溫度應(yīng)變監(jiān)測與故障診斷裝置可包括有激光器、聲光調(diào)制器、電光強(qiáng)度調(diào)制器、微波發(fā)生源、摻鉺光纖放大器、擾偏器、光電探測器、數(shù)字鎖相放大器、觸摸屏和聲光報(bào)警器。

本實(shí)用新型的有益效果是：

1.本實(shí)用新型與現(xiàn)有的二氧化碳滅火設(shè)備相比，無需制冷機(jī)組、蒸發(fā)器和加熱組件等，所以其體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，操作簡單，運(yùn)輸靈活，便于巷道運(yùn)送，能夠采用直接將儲(chǔ)罐運(yùn)送下井，適合礦井煤自燃火災(zāi)、礦井硐室火災(zāi)、變電所火災(zāi)、煤倉火災(zāi)等的使用，提高了防滅火工作的便捷性和效率。

2.二氧化碳儲(chǔ)存及輸送管路采用氣凝膠復(fù)合保溫材料制成，有效防止熱交換，保證輸送到火區(qū)的二氧化碳流體溫度更低、輸送量更大，惰化降溫防滅火效果更好。

3.槽車設(shè)置有泄漏監(jiān)測報(bào)警及閉鎖裝置，并且設(shè)有分布式光纖布里淵散射溫度應(yīng)變監(jiān)測與故障診斷裝置，實(shí)現(xiàn)井下移動(dòng)式液態(tài)二氧化碳槽車的泄漏動(dòng)態(tài)監(jiān)測與全生命周期的智能故障診斷，彌補(bǔ)了現(xiàn)有防滅火技術(shù)裝備的不足，遇到井下較大面積具有著火趨勢或已經(jīng)起火的煤體時(shí)，可做到防與滅的協(xié)同進(jìn)行，有效保障礦井安全高效生產(chǎn)。

4.槽車內(nèi)設(shè)置有安全閥，當(dāng)井下移動(dòng)式液態(tài)二氧化碳槽車內(nèi)壓力大于2.6MPa時(shí)，安全閥自動(dòng)開啟泄壓，壓力小于2.6MPa時(shí)，安全閥自動(dòng)關(guān)閉，防止儲(chǔ)罐長期壓力過高降低儲(chǔ)罐的生命周期，確保儲(chǔ)罐的安全使用。

5.儲(chǔ)罐內(nèi)設(shè)置有無源自增壓裝置，當(dāng)井下移動(dòng)式液態(tài)二氧化碳槽車內(nèi)壓力低于某一設(shè)定壓力時(shí)，儲(chǔ)罐底部防爆電磁閥自動(dòng)開啟，儲(chǔ)罐內(nèi)液態(tài)二氧化碳通過防爆電磁閥和防爆氣凝膠管相變氣化，進(jìn)入到儲(chǔ)罐上部，實(shí)現(xiàn)無源自動(dòng)增壓。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例井下移動(dòng)式液態(tài)二氧化碳槽車防滅火系統(tǒng)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例泄漏監(jiān)測報(bào)警及閉鎖裝置局部放大示意圖；

圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例分布式光纖布里淵散射溫度應(yīng)變監(jiān)測與故障診斷裝置局部放大示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)說明：

如圖1、圖2所示，礦用移動(dòng)式液態(tài)二氧化碳防滅火系統(tǒng)包括地面液態(tài)二氧化碳儲(chǔ)罐1、井下移動(dòng)式液態(tài)二氧化碳槽車2、二氧化碳射流噴頭3、用于連接地面液態(tài)二氧化碳儲(chǔ)罐1和井下移動(dòng)式液態(tài)二氧化碳槽車2的防爆氣凝膠管；

地面液態(tài)二氧化碳儲(chǔ)罐1位于井上地面，包括防爆操作箱101和設(shè)置在防爆操作箱101內(nèi)部的儲(chǔ)槽102，儲(chǔ)槽102主要由Q235A碳鋼外層、316不銹鋼內(nèi)層和氣凝膠復(fù)合保溫材料中間層構(gòu)成，中間層采用氣凝膠復(fù)合保溫材料鋪設(shè)，防止罐體之間熱交換，液態(tài)二氧化碳具有低溫屬性，儲(chǔ)槽102的鋼質(zhì)材料應(yīng)具有耐-40℃-80℃溫度，抗30MPa高壓的強(qiáng)度。地面液態(tài)二氧化碳儲(chǔ)罐1頂端設(shè)置有進(jìn)氣口105、進(jìn)液口106和泄壓閥104，側(cè)面設(shè)置有液位計(jì)103、壓力表107、出氣口108、出液口109和放空閥110。

井下移動(dòng)式液態(tài)二氧化碳槽車2包括防爆操作箱201和設(shè)置在防爆操作箱201內(nèi)部的儲(chǔ)槽202，儲(chǔ)槽202主要由Q235A碳鋼外層、316不銹鋼內(nèi)層和氣凝膠復(fù)合保溫材料中間層構(gòu)成，中間層采用氣凝膠復(fù)合保溫材料鋪設(shè)，防止槽車之間產(chǎn)生熱交換現(xiàn)象；液態(tài)二氧化碳具有低溫屬性，儲(chǔ)槽202的鋼質(zhì)材料具有耐-40℃-80℃溫度，抗30MPa高壓的強(qiáng)度。為了保證槽車的整體安全性，在防爆操作箱201上部安設(shè)鋼質(zhì)安全保護(hù)框體，為使設(shè)備更具安全性，在所述防爆操作箱201的鋼體框架的頂部設(shè)有防護(hù)網(wǎng)，該防護(hù)網(wǎng)位于低溫二氧化碳液體儲(chǔ)槽202的上方。

井下移動(dòng)式液態(tài)二氧化碳槽車2側(cè)面設(shè)置有出氣口208、出液口209、礦用本安型壓力變送器207、液位計(jì)203和放空閥210，在儲(chǔ)罐頂端設(shè)置有進(jìn)氣口205、進(jìn)液口206和泄壓閥204，泄壓閥204用于檢測儲(chǔ)罐內(nèi)液體二氧化碳壓力及含量，當(dāng)儲(chǔ)罐初始正常使用過程，儲(chǔ)罐內(nèi)壓力過高，泄壓閥204打開泄壓，使罐體內(nèi)部始終保持安全壓力范圍；當(dāng)罐體內(nèi)部設(shè)有的分布式光纖布里淵散射溫度應(yīng)變監(jiān)測與故障診斷裝置26檢測到溫度、壓力異常時(shí)，通過故障診斷裝置進(jìn)行態(tài)勢分析和故障診斷；在儲(chǔ)罐的最底部位置設(shè)置殘液及剩余氣體放空閥210，方便放空罐體；在罐體頂端斜45°處設(shè)置溢流閥25，當(dāng)灌注液態(tài)二氧化碳超過液位計(jì)203最大閥值時(shí)，溢流閥25閥門自動(dòng)打開排液，保證罐體適液量；為確保運(yùn)輸及使用的安全性，為保證安全性在罐體中間部位安裝一氧化碳和二氧化碳?xì)怏w激光光譜泄漏監(jiān)測報(bào)警及閉鎖裝置27，一旦監(jiān)測到一氧化碳和二氧化碳泄漏，儲(chǔ)罐的防爆電磁閥28緊急閉鎖，防止泄漏造成安全事故；井下移動(dòng)式液態(tài)二氧化碳槽車2底部設(shè)置有無源自增壓裝置，無源自增壓裝置包括防爆電磁閥28、壓力變送器207、防爆氣凝膠管45，當(dāng)井下移動(dòng)式液態(tài)二氧化碳槽車2的壓力變送器207檢測到壓力低于某一設(shè)定壓力時(shí)，儲(chǔ)罐底部防爆電磁閥28自動(dòng)開啟，儲(chǔ)罐內(nèi)液態(tài)二氧化碳通過防爆電磁閥28和防爆氣凝膠管45相變氣化，進(jìn)入到儲(chǔ)罐上部，實(shí)現(xiàn)無源自動(dòng)增壓。當(dāng)井下移動(dòng)式液態(tài)二氧化碳槽車2內(nèi)壓力大于2.6MPa時(shí)，安全閥采用泄壓閥204，泄壓閥204自動(dòng)開啟泄壓，壓力小于2.6MPa時(shí)，泄壓閥204自動(dòng)關(guān)閉。

如圖3、圖4所示，泄漏監(jiān)測報(bào)警及閉鎖裝置27和分布式光纖布里淵散射溫度應(yīng)變監(jiān)測與故障診斷裝置26可以采用現(xiàn)有的同類裝置。一氧化碳和二氧化碳?xì)怏w激光光譜泄漏監(jiān)測報(bào)警及閉鎖裝置27包括DFB激光一氧化碳?xì)怏w傳感器270、DFB激光二氧化碳?xì)怏w傳感器271、氣體吸收池272、激光電路273、溫度驅(qū)動(dòng)電路274、光電探測器275、數(shù)字鎖相放大器276、觸摸屏277和聲光報(bào)警電路278；分布式光纖布里淵散射溫度應(yīng)變監(jiān)測與故障診斷裝置26包括激光器260、聲光調(diào)制器261、電光強(qiáng)度調(diào)制器262、微波發(fā)生源263、摻鉺光纖放大器264、擾偏器265、光電探測器266、數(shù)字鎖相放大器267、觸摸屏268、聲光報(bào)警器269。

礦井煤自燃危險(xiǎn)區(qū)域一旦發(fā)生煤火災(zāi)害，地面液態(tài)二氧化碳儲(chǔ)罐1與井下移動(dòng)式液態(tài)二氧化碳槽車2通過防爆氣凝膠管在地面完成對接灌注，地面液態(tài)二氧化碳儲(chǔ)罐1的出氣口108與井下移動(dòng)式液態(tài)二氧化碳槽車2的進(jìn)氣口205通過防爆氣凝膠管41連接，地面液態(tài)二氧化碳儲(chǔ)罐1的出液口109與井下移動(dòng)式液態(tài)二氧化碳槽車2的進(jìn)液口206通過防爆氣凝膠管42連接，且管路與儲(chǔ)罐間進(jìn)出氣、液的管口處采用插銷快速接頭連接，防爆氣凝膠管通過插銷式快速接頭與井下移動(dòng)式液態(tài)二氧化碳槽車2的低溫截止閥連接，連接完成后開啟注液泵往槽車注液至液位計(jì)設(shè)定的位置。井下移動(dòng)式液態(tài)二氧化碳槽車2采用井下礦用平板車或井下運(yùn)輸軌道運(yùn)輸至施工地點(diǎn)。若井下出現(xiàn)明火現(xiàn)象，則可以將液態(tài)二氧化碳防爆氣凝膠管固定在火區(qū)范圍，即可進(jìn)行惰化降溫滅火工作。在井下進(jìn)行防滅火的形式有：煤自燃傾向性煤層提前預(yù)埋管路及發(fā)火區(qū)直接灌注液態(tài)二氧化碳，做到煤自燃防與滅協(xié)同進(jìn)行；礦井硐室、變電所等區(qū)域火災(zāi)可直接灌注惰化降溫滅火。

二氧化碳射流噴頭3與井下移動(dòng)式液態(tài)二氧化碳槽車2通過防爆氣凝膠管43和防爆氣凝膠管44連接，通過防爆氣凝膠管43的氣態(tài)二氧化碳和通過防爆氣凝膠管44的液態(tài)二氧化碳在二氧化碳射流噴頭3的入口處混合，達(dá)到充分滅火的作用。二氧化碳射流噴頭3末端噴液口采用梅花孔形式布置，液態(tài)二氧化碳在防滅火時(shí)以射流的形式噴出，為防止液態(tài)二氧化碳固化堵孔，在噴管中間設(shè)置有排空閥。

根據(jù)平板車或膠輪車的外形尺寸，確保在井下運(yùn)輸?shù)陌踩笆褂脮r(shí)的靈活性，結(jié)合礦井巷道尺寸，研制2.0m³和1.2m³兩種規(guī)格的井下移動(dòng)式液態(tài)二氧化碳槽車2。