本實用新型涉及防滅火系統(tǒng)，具體涉及一種礦用移動式液態(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、速度快、使用范圍廣、不腐蝕設(shè)備等特點而被廣泛應(yīng)用。目前主要采用有二氧化碳化學(xué)滅火和儲氣罐滅火法，這兩種方法采用的防滅火裝置存在運輸困難、易泄漏、故障無法自檢、儲罐壓力不穩(wěn)定、降溫惰化效率低等問題，同時，由于防滅火裝置成本高及儲氣量小、體積大等特點無法滿足直接在井巷較大范圍的滅火需要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

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

本實用新型的技術(shù)方案如下：

一種礦用移動式液態(tài)二氧化碳防滅火系統(tǒng)，包括地面液態(tài)二氧化碳儲罐、井下移動式液態(tài)二氧化碳槽車、用于連接地面液態(tài)二氧化碳儲罐和井下移動式液態(tài)二氧化碳槽車的防爆氣凝膠管；所述地面液態(tài)二氧化碳儲罐和井下移動式液態(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)的儲槽，所述儲槽主要由鋼質(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；井下移動式液態(tài)二氧化碳槽車還設(shè)置有泄漏監(jiān)測報警及閉鎖裝置、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。

為了快速的進行連接，防爆氣凝膠管可通過插銷式快速接頭與井下移動式液態(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)測報警及閉鎖裝置可包括有DFB激光一氧化碳氣體傳感器、DFB激光二氧化碳氣體傳感器、氣體吸收池、激光電路與溫度驅(qū)動電路、光電探測器、數(shù)字鎖相放大器、觸摸屏和聲光報警電路。

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、觸摸屏和聲光報警器。

本實用新型的有益效果是：

1.本實用新型與現(xiàn)有的二氧化碳滅火設(shè)備相比，無需制冷機組、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，運輸靈活，便于巷道運送，能夠采用直接將儲罐運送下井，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，實現(xiàn)井下移動式液態(tài)二氧化碳槽車的泄漏動態(tài)監(jiān)測與全生命周期的智能故障診斷，彌補了現(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，可做到防與滅的協(xié)同進行，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)井下移動式液態(tài)二氧化碳槽車內(nèi)壓力大于2.6MPa時，安全閥自動開啟泄壓，壓力小于2.6MPa時，安全閥自動關(guān)閉，防止儲罐長期壓力過高降低儲罐的生命周期，確保儲罐的安全使用。

5.儲罐內(nèi)設(shè)置有無源自增壓裝置，當(dāng)井下移動式液態(tài)二氧化碳槽車內(nèi)壓力低于某一設(shè)定壓力時，儲罐底部防爆電磁閥自動開啟，儲罐內(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，進入到儲罐上部，實現(xiàn)無源自動增壓。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

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

圖3為本實用新型實施例泄漏監(jiān)測報警及閉鎖裝置局部放大示意圖；

圖4為本實用新型實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。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型的技術(shù)方案作進一步詳細說明：

如圖1、圖2所示，礦用移動式液態(tài)二氧化碳防滅火系統(tǒng)包括地面液態(tài)二氧化碳儲罐1、井下移動式液態(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)二氧化碳儲罐1和井下移動式液態(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)部的儲槽102，儲槽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，儲槽102的鋼質(zhì)材料應(yīng)具有耐-40℃-80℃溫度，抗30MPa高壓的強度。地面液態(tài)二氧化碳儲罐1頂端設(shè)置有進氣口105、進液口106和泄壓閥104，側(cè)面設(shè)置有液位計103、壓力表107、出氣口108、出液口109和放空閥110。

井下移動式液態(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)部的儲槽202，儲槽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，儲槽202的鋼質(zhì)材料具有耐-40℃-80℃溫度，抗30MPa高壓的強度。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)有防護網(wǎng)，該防護網(wǎng)位于低溫二氧化碳液體儲槽202的上方。

井下移動式液態(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203和放空閥210，在儲罐頂端設(shè)置有進氣口205、進液口206和泄壓閥204，泄壓閥204用于檢測儲罐內(nèi)液體二氧化碳壓力及含量，當(dāng)儲罐初始正常使用過程，儲罐內(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，通過故障診斷裝置進行態(tài)勢分析和故障診斷；在儲罐的最底部位置設(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203最大閥值時，溢流閥25閥門自動打開排液，保證罐體適液量；為確保運輸及使用的安全性，為保證安全性在罐體中間部位安裝一氧化碳和二氧化碳氣體激光光譜泄漏監(jiān)測報警及閉鎖裝置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，儲罐底部防爆電磁閥28自動開啟，儲罐內(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，進入到儲罐上部，實現(xiàn)無源自動增壓。當(dāng)井下移動式液態(tài)二氧化碳槽車2內(nèi)壓力大于2.6MPa時，安全閥采用泄壓閥204，泄壓閥204自動開啟泄壓，壓力小于2.6MPa時，泄壓閥204自動關(guān)閉。

如圖3、圖4所示，泄漏監(jiān)測報警及閉鎖裝置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氣體激光光譜泄漏監(jiān)測報警及閉鎖裝置27包括DFB激光一氧化碳氣體傳感器270、DFB激光二氧化碳氣體傳感器271、氣體吸收池272、激光電路273、溫度驅(qū)動電路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、聲光報警器269。

礦井煤自燃危險區(qū)域一旦發(fā)生煤火災(zāi)害，地面液態(tài)二氧化碳儲罐1與井下移動式液態(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)二氧化碳儲罐1的出氣口108與井下移動式液態(tài)二氧化碳槽車2的進氣口205通過防爆氣凝膠管41連接，地面液態(tài)二氧化碳儲罐1的出液口109與井下移動式液態(tài)二氧化碳槽車2的進液口206通過防爆氣凝膠管42連接，且管路與儲罐間進出氣、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設(shè)定的位置。井下移動式液態(tài)二氧化碳槽車2采用井下礦用平板車或井下運輸軌道運輸至施工地點。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，即可進行惰化降溫滅火工作。在井下進行防滅火的形式有：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，確保在井下運輸?shù)陌踩笆褂脮r的靈活性，結(jié)合礦井巷道尺寸，研制2.0m³和1.2m³兩種規(guī)格的井下移動式液態(tài)二氧化碳槽車2。