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
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

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]	何文, 何耿烽. 基于CFD-DEM法的矿山充填料浆对管道磨损的影响[J]. 中国安全科学学报, 2026, 36(5): 113-121.
[2]	荣海, 习洲勇, 李锦程, 潘相伊, 张伟达, 韩明玉. SPDs-Conv与WIoU优化的YOLOv8n矿井井下人员检测模型[J]. 中国安全科学学报, 2026, 36(5): 139-149.
[3]	张建国, 王文唱, 任连伟, 邹友峰, 顿志林. 基于SAA-GRNN优化模型的厚松散层条件下概率积分法参数求解[J]. 中国安全科学学报, 2026, 36(5): 18-26.
[4]	秦凯, 邓志刚, 舒龙勇, 魏帅豪. 煤矿灾害监测系统数据可靠性评价[J]. 中国安全科学学报, 2026, 36(5): 190-198.
[5]	张艺波, 赵鹏翔, 李树刚, 林海飞, 孙红星, 刘元嘉. 煤层开采卸压瓦斯高位抽采孔智能设计及应用[J]. 中国安全科学学报, 2026, 36(5): 215-223.
[6]	荆德吉, 董智斌, 王德记, 李振, 刘鸿威, 鲍春花. 截齿锥角对煤岩破碎产尘特征影响的试验及模拟研究[J]. 中国安全科学学报, 2026, 36(5): 64-72.
[7]	盛武, 储小渝, 吴敏玮. 基于BO-XGBoost-SHAP架构的矿井主提升机故障诊断模型[J]. 中国安全科学学报, 2026, 36(5): 89-97.
[8]	吕鹏飞, 王永亮, 梁野, 祁云, 耿伊健, 孙宇霆. 倾斜厚煤层冲击危险与双巷内错布置防冲优化研究[J]. 中国安全科学学报, 2026, 36(4): 132-141.
[9]	滕弋非, 赫梓岐, 付钰, 全明旭, 刘唱, 崔政. 负载型钴铜催化剂催化CO消除性能机制[J]. 中国安全科学学报, 2026, 36(4): 152-159.
[10]	梁冰, 张世垚, 孙维吉, 张肖洋, 聂涛. 不同层理煤CO₂驱替CH₄及封存效果分析[J]. 中国安全科学学报, 2026, 36(4): 65-74.
[11]	王立川, 肖红武, 安丰华, 刘延龙, 王兆丰, 周宗青. 非稳定含煤地层隧道施工中瓦斯异常涌出防控技术[J]. 中国安全科学学报, 2026, 36(4): 85-93.
[12]	张杰, 杨科, 范超尘. 基于MTAM-LSTM的采煤工作面支架载荷预测方法[J]. 中国安全科学学报, 2026, 36(3): 144-152.
[13]	张笑盈, 林海飞, 严敏, 王瑞哲, 仇悦, 周行. 超声波对煤中瓦斯放散动力学影响的试验研究[J]. 中国安全科学学报, 2026, 36(3): 153-161.
[14]	谢尊贤, 马浩浩, 江松, 武潇云. 基于GA-BP神经网络的露天矿山排土场边坡失稳预测[J]. 中国安全科学学报, 2026, 36(3): 81-88.
[15]	赵博. 采空区路堤边坡滑塌的风险评估模型[J]. 中国安全科学学报, 2026, 36(2): 121-126.

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