井下液态二氧化碳灭火装备的研究

doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2017.06.017

中国安全科学学报 ›› 2017, Vol. 27 ›› Issue (6): 97-102.doi: 10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2017.06.017

井下液态二氧化碳灭火装备的研究

葛亮^1,2 副研究员, 邵毅敏¹ 教授, 蒋德献² 高级工程师, 张广勋² 研究员, 刘林² 研究员, 唐彦昌² 工程师

1 重庆大学机械传动国家重点实验室,重庆 400044
2 中煤科工集团重庆研究院有限公司,重庆 400039

收稿日期:2017-02-13 修回日期:2017-04-16 发布日期:2020-10-16
作者简介:葛亮 (1980—),男,北京人,博士研究生,副研究员,主要从事矿山应急救援技术与装备、机械传动系统故障诊断与预测等研究。E-mail:geliang-nx@163.com。
基金资助:
重庆市煤矿安全生产科技项目(渝(煤)[2015]-kj-03);中煤科工集团重庆研究院有限公司技术创新项目(2014YBXM49,2016YBXM33)。

Research on liquid carbon dioxide fire extinguishing equipment for use in mine

GE Liang^1,2, SHAO Yimin¹, JIANG Dexian², ZHANG Guangxun², LIU Lin², TANG Yanchang²

1 State Key Laboratory of Mechanical Transmissions, Chongqing University, Chongqing 400044, China
2 Chongqing Research Institute Co., Ltd., China Coal Technology and Engineering Group, Chongqing 400039, Chin

Received:2017-02-13 Revised:2017-04-16 Published:2020-10-16

摘要/Abstract

摘要： 为有效遏制煤矿井下火灾事故,自行设计并研发灾区移动式液态二氧化碳灭火装备,该装备通过保温存储罐减小环境温度对罐内液体低温状态的影响,其自增压调控系统在排液过程中依据罐内欠压程度实现手动或自动充气的功能。采用该装备通过真空度检测、满液长时间压力与液位监测和模拟火源联机处置等3组试验,研究液态二氧化碳的有效存储、大流量输送和管路内外物理状态转变的特性及对火源的覆盖、熄灭性能。试验结果表明:存储罐真空度为1.6 Pa,48 天后2 m³规格的罐内液体有效容积不低于1.6 m³,单罐液体放净时间约为10.5 min。此多功能小型化装备,可无人值守运行,双层粉末真空绝热结构延长了液体存储时间,管网通径扩增至DN40以加速排液,用氮气自补偿增压技术实现了100 m液体无冰堵水平输送后连续气化喷射。

关键词: 井下灾区, 液态二氧化碳灭火, 真空绝热, 自增压防冰堵, 气化喷射

Abstract: In order to avoid fire accidents in underground coal mine effectively, a piece of the mobile fire extinguishing equipment of liquid carbon dioxide for use in disaster areas was developed. An insulated storage tank embed in the equipment can reduce the influence of environment temperature on the low gas temperature condition. A self-pressure control system in the equipment can fill the equipment with the gas automatically or manually according to the under-pressure level during the drainage process. The characteristics of effective storage and large flow delivery of carbon dioxide, physical state transition in and out the pipeline, and the performance of covering and extinguishing the fire source were studied experimentally. The results show that for a vacuum degree of storage tank of 1.6 Pa, the effective volume of the liquid inside the 2 m³ tank is not less than 1.6 m³ after 48 days and the time of liquid discharge for a single tank is about 10.5 min, and that continuous gasification jet without ice blocking after a 100 m liquid horizontal delivery can be realized by using the nitrogen self-compensating pressurization technology.

Key words: underground disaster area, liquid carbon dioxide fire extinguishing, vacuum insulation, anti-ice block of self-pressurization, gasification jet

中图分类号:

葛亮, 邵毅敏, 蒋德献, 张广勋, 刘林, 唐彦昌. 井下液态二氧化碳灭火装备的研究[J]. 中国安全科学学报, 2017, 27(6): 97-102.

GE Liang, SHAO Yimin, JIANG Dexian, ZHANG Guangxun, LIU Lin, TANG Yanchang. Research on liquid carbon dioxide fire extinguishing equipment for use in mine[J]. China Safety Science Journal, 2017, 27(6): 97-102.

参考文献

[1] 蓝航,陈东科,毛德兵.我国煤矿深部开采现状及灾害防治分析[J].煤炭科学技术,2016,44(1):39-46.
LAN Hang,CHEN Dongke,MAO Debing. Current status of deep mining and disaster prevention in china[J]. Coal Science and Technology,2016,44(1):39-46.
[2] 尹万蕾,潘一山,李忠华,等.冲击地压与微震影响因素的关系研究[J].中国安全科学学报,2017,27(2):109-114.
YIN Wanlei,PAN Yishan,LI Zhonghua,et al. Study on relationship between rock burst and microquake influence factor[J]. China Safety Science Journal,2017,27(2):109-114.
[3] 秦波涛,王德明.矿井防灭火技术现状及研究进展[J].中国安全科学学报,2007,17(12):80-85.
QIN Botao,WANG Deming. Present situation and development of mine fire control technology[J]. China Safety Science Journal,2007,17(12):80-85.
[4] 罗海珠,梁运涛.煤自然发火预测预报技术的现状与展望[J].中国安全科学学报,2003,13(3):76-78.
LUO Haizhu,LIANG Yuntao. Current status and perspective of forecast and prediction techniques for spontaneous combustion of coal[J]. China Safety Science Journal,2003,13(3):76-78.
[5] 杨胜强,秦毅,孙家伟,等.高瓦斯易自燃煤层瓦斯与自燃复合致灾机理研究[J].煤炭学报,2014,39(6):1 094-1 101.
YANG Shengqiang,QIN Yi,SUN Jiawei,et al. Research on coupling hazard mechanism of mine gas and coal fire for a gassy and high spontaneous combustion propensity coal seam[J]. Journal of China Coal Society,2014,39(6):1 094-1 101.
[6] 张晋,徐大军,田亮,等.二氧化碳灭火系统扑灭风电机组舱内火灾试验研究[J].中国安全科学学报,2015,25(3):41-46.
ZHANG Jin,XU Dajun,TIAN Liang,et al. Experimental study on suppression of wind turbine fires with carbon dioxide extinguishing system[J]. China Safety Science Journal,2015,25(3):41-46.
[7] 齐更亮,路拴成.浅谈液态二氧化碳在防治采空区煤炭自燃中的应用[J].煤矿现代化,2009(6):42-43.
QI Gengliang,LU Shuancheng. Brief discussion on application of liquid carbon dioxide for preventing coal spontaneous combustion in goaf[J]. Coal Mine Modernization,2009(6):42-43.
[8] 李深梁,闵苏宏,叶晓新.低压二氧化碳灭火系统管网事故的理论分析[J].消防技术与产品信息,2003(1):15-18.
LI Shenliang,MIN Suhong,YE Xiaoxin. The theoretical analysis of accidents happened in low CO₂ fire extinguishing net work[J]. Fire Technique and Products Information,2003(1):15-18.
[9] 崔洪义,刘文成,王振平,等.矿用二氧化碳防灭火装置:中国,CN201248979Y[P].2009-06-03.
CUI Hongyi,LIU Wencheng,WANG Zhenping,et al. Mine carbon dioxide fire extinguishing device:China,CN201248979Y[P].2009-06-03.
[10] 张子明,张子鹏,李景民.矿用液态二氧化碳灭火列车:中国,CN201267684Y[P].2009-07-08.
ZHANG Ziming,ZHANG Zipeng,LI Jingmin. Mine liquid carbon dioxide fire extinguishing train:China,CN201267684Y[P]. 2009-07-08.

[1]	李刚, 刘海振, 杨庆贺, 牛伟锋. 带压开采煤层底板破坏特征与突水风险分析[J]. 中国安全科学学报, 2022, 32(5): 68-76.
[2]	曾纪涵, 章光, 吴浩, 胡少华. 改进POT模型下尾矿坝综合预警值确定方法[J]. 中国安全科学学报, 2022, 32(5): 134-139.
[3]	王来贵, 赵国超, 刘向峰, 赵娜, 李喜林. 微凸体形状对砂岩节理摩擦因数的影响研究[J]. 中国安全科学学报, 2022, 32(4): 36-43.
[4]	洪林, 王文静, 高大猛, 郭英超, 马鸿海. 低温氮吸附中煤阶对临界填充孔径的影响[J]. 中国安全科学学报, 2022, 32(4): 51-58.
[5]	成连华, 郭阿娟, 郭慧敏, 曹东强. 煤矿瓦斯爆炸风险耦合演化路径研究[J]. 中国安全科学学报, 2022, 32(4): 59-64.
[6]	金洪松, 易富, 戚旭鹏, 于汇泽, 杜常博, 于犇. 加筋尾矿稳定性及界面剪切模型[J]. 中国安全科学学报, 2022, 32(4): 86-92.
[7]	姜延航, 白刚, 周西华, 王思琪, 王连华, 范超军. 煤层注CO₂驱替CH₄影响因素试验研究[J]. 中国安全科学学报, 2022, 32(4): 113-121.
[8]	吴学海, 李波波, 高政, 许江, 付佳乐. 气体压力降低对煤岩变形和渗流的影响机制[J]. 中国安全科学学报, 2022, 32(4): 129-134.
[9]	朱权洁, 张震, 梁娟, 刘晓辉, 谷雷, 钟磊磊. 一种矿山三维井巷模型快速生成方法及其应用[J]. 中国安全科学学报, 2022, 32(3): 48-57.
[10]	赵文彬, 刘方顺, 石新岩, 刘辉, 王忠密, 李振武. 放顶煤工作面立体自燃带动态变化特性研究[J]. 中国安全科学学报, 2022, 32(3): 65-74.
[11]	董建军, 杨嫡, 闫斌, 梅媛. 剧烈干湿交替下高海拔排土场安全稳定性研究[J]. 中国安全科学学报, 2022, 32(3): 75-83.
[12]	周兢, 刘永升, 豆子钧, 阴慧胜, 张彪, 陈国强. 矿山巷道救援生命保障孔轨迹设计与控制方法[J]. 中国安全科学学报, 2022, 32(3): 84-89.
[13]	冯巩, 夏元友, 王智德, 严敏嘉. 基于位移信息融合的露天矿边坡动态预警方法[J]. 中国安全科学学报, 2022, 32(3): 116-122.
[14]	马兴莹, 王兆丰, 尉瑞, 周晓庆, 李乾荣. 低温环境瓦斯扩散试验及不同模型契合度分析[J]. 中国安全科学学报, 2022, 32(3): 123-130.
[15]	熊钰, 孔德中, 杨胜利, 吴桂义, 左宇军, 程占博. 大倾角工作面煤壁稳定性的云模型综合辨识[J]. 中国安全科学学报, 2022, 32(3): 144-151.

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