CN102562125A - 地面直注式液氮防灭火系统 - Google Patents

地面直注式液氮防灭火系统 Download PDF

Info

Publication number
CN102562125A
CN102562125A CN2012100268798A CN201210026879A CN102562125A CN 102562125 A CN102562125 A CN 102562125A CN 2012100268798 A CN2012100268798 A CN 2012100268798A CN 201210026879 A CN201210026879 A CN 201210026879A CN 102562125 A CN102562125 A CN 102562125A
Authority
CN
China
Prior art keywords
nitrogen
liquid nitrogen
liquid
outlet
surge tank
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2012100268798A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102562125B (zh
Inventor
周福宝
史波波
王俭
严永胜
邵和
周光华
李玉民
马灵军
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China University of Mining and Technology CUMT
Original Assignee
China University of Mining and Technology CUMT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China University of Mining and Technology CUMT filed Critical China University of Mining and Technology CUMT
Priority to CN 201210026879 priority Critical patent/CN102562125B/zh
Publication of CN102562125A publication Critical patent/CN102562125A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102562125B publication Critical patent/CN102562125B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

本发明公开了一种地面直注式液氮防灭火系统，该系统液氮槽罐车的出口与往复式低温液体泵的进口相连，往复式低温液体泵的出口与缓冲罐上部的进液口相连，缓冲罐下部的出液口与真空低温绝热管相连，真空低温绝热管与注氮管和氮气输送管相连，缓冲罐上端排气口连接有氮气输送管，缓冲罐上部为单层外壳，缓冲罐上端连接有泄压阀。解决了液氮汽化后的气液两相分离和避免注氮管堵塞的关键技术问题。结构简单，便于安装，安全可靠，有效避免了注液氮过程中出现的气塞、间歇泉等现象，较传统直接灌注液氮的工艺，液氮的灌注效率提高20%以上。尤其适用于浅埋深煤矿井下采空区隐蔽火源的防灭火。

Description

地面直注式液氮防灭火系统
技术领域
本发明涉及一种煤矿液氮防灭火装置。
背景技术
我国目前约50%的煤矿存在自然发火危险，煤炭自燃严重威胁着矿井的安全生产和工人的生命安全。采取黄泥灌浆、阻化剂、凝胶、泡沫等常规的防灭火技术手段，对某些处在半干旱地区的矿区，受缺水、少土等条件制约，实施困难，只能在局部实施。另外，由于火源的位置很难判断，灌注泥浆或者胶体，覆盖范围小，扩散范围有限，不易到达火源位置，且容易造成矿井环境污染。常态氮气防灭火技术，降温效果差，灭火期间常需要配合其他辅助灭火措施，灭火周期长。液氮汽化可吸收大量的热，降低火区温度，但是，液氮防灭火技术在现场实践中暴露出了不足之处：液氮在常温条件下极易汽化，液氮和氮气之间的体积汽化比在1：600以上，在钻孔中汽化后的氮气阻碍了液氮的进一步流动，易产生气塞、间歇泉等现象，使得液氮难以进入防灭火区域，影响液氮的灌注效率及防灭火效果。这也是制约液氮防灭火技术大规模应用的主要原因。参考文献：张曙光，徐烈，刘凤梁，孙恒，朱红梅.低温液体管路输送中几个问题的分析[J].低温与超导，2004，32（4）：11-14。
发明内容
为了克服现有的液氮防灭火装置注液氮极易产生气塞、间歇泉等现象，阻止液氮沿注氮管进入井下，影响液氮的灌注效率及防灭火效果的不足，本发明提供一种地面直注式液氮防灭火系统，该系统灌注效率高、防灭火效果好，可实现液氮高效、快速的注入井下防灭火区域。
本发明的技术方案是：一种地面直注式液氮防灭火系统，该系统主要包括液氮槽罐车、缓冲罐、氮气输送管，液氮槽罐车的出口通过低温液体输送软管与往复式低温液体泵的进口相连，往复式低温液体泵的出口通过低温液体输送软管与缓冲罐上部的进液口相连，缓冲罐下部的出液口通过真空法兰与真空低温绝热管相连，真空低温绝热管通过三通阀与注氮管和氮气输送管相连，缓冲罐上端设有排气口，排气口连接有氮气输送管，氮气输送管上依次接有前压力表、氮气出口减压阀、后压力表和终端减压阀，缓冲罐下部外壳与内胆之间设有真空层，缓冲罐上部为单层外壳，缓冲罐上端连接有泄压阀。
真空低温绝热管长度小于5m，注氮管长度应不小于地面钻孔总长度的2/3。氮气输送管为星型翅片管。
本发明解决了液氮汽化后的气液两相分离和避免注氮管堵塞的关键技术问题，缓冲罐上部汽化后的氮气，吹洗注氮管的孔壁，减小钻孔中水及残渣等对钻孔造成的冰堵或者堵塞。液氮注入火区的温度低（低于-50℃），可有效吸收火区热量，液氮汽化后大流量的氮气可以有效惰化火区。结构简单，便于安装，安全可靠，灭火效率较常态氮气防灭火技术提高30%以上，而且有效避免了注液氮过程中出现的气塞、间歇泉等现象，较传统直接灌注液氮的工艺，液氮的灌注效率提高20%以上，具有广泛的适用性。尤其适用于浅埋深煤矿井下采空区隐蔽火源的防灭火。
汝箕沟煤矿曾发生重大瓦斯爆炸（燃烧事故），全矿井被迫封闭。该矿井成功采用本发明，实施了以地面钻孔大流量灌注液氮为主的防灭火技术，仅耗时12天，灌注近1500t的液氮，就成功扑灭火区，恢复了矿井的安全生产。而与之火区规模接近的白芨沟煤矿，采用流量为2400m3/h的常态氮气惰化浅地表特大型火区，用时11个月才成功启封火区。
附图说明
图1是本发明的一个实施例的整体结构示意图。
图2是图1中的氮气输送管结构示意图。
图中：1.液氮槽罐车，2.往复式低温液体泵，3.低温液体输送软管，4.真空低温绝热管，5-1.氮气出口减压阀，5-2.终端减压阀，5-3.缓冲罐出口液氮减压阀，6.泄压阀，7.氮气输送管，8-1.前压力表，8-2.后压力表，9.液位计，10.缓冲罐，11.真空法兰，12.三通阀，13.聚氨酯封孔段，14.注氮管。
具体实施方式
在图1中，液氮槽罐车1的出口通过低温液体输送软管3与往复式低温液体泵2的进口相连，往复式低温液体泵2的出口通过低温液体输送软管3与缓冲罐10上部的进液口相连，缓冲罐10下部的出液口通过真空法兰11与真空低温绝热管4相连，真空低温绝热管4通过三通阀12与注氮管14和氮气输送管7相连，缓冲罐10上端设有排气口，排气口连接有氮气输送管7，氮气输送管7上依次接有前压力表8-1、氮气出口减压阀5-1、后压力表8-2和终端减压阀5-2，缓冲罐10下部外壳与内胆之间设有真空层，缓冲罐10上部为单层外壳，缓冲罐10上端连接有泄压阀6。
真空低温绝热管4长度小于5m，注氮管14长度应不小于地面钻孔总长度的2/3。
在图2中，氮气输送管7为星型翅片管。
液氮从液氮槽罐车1由低温液体输送软管3进入往复式低温液体泵2，再由低温液体输送软管3送入缓冲罐10。此时，氮气出口减压阀5-1和终端减压阀5-2打开，缓冲罐出口液氮减压阀5-3和泄压阀6关闭。液氮汽化后的氮气由氮气输送管7进入注氮管14，吹洗注氮管管壁，使之通畅。如若后压力表8-2读数持续增高，说明注氮管中存在堵塞状态，继续注氮气使得后压力表8-2读数下降为止。此后，关闭氮气出口减压阀5-1和终端减压阀5-2。当液位计9达到设定值时，打开阀门缓冲罐出口液氮减压阀5-3，液氮流经真空低温绝热管4进入注氮管14中，通过液氮自身重力注入井下防灭火区域。当前压力表8-1读数超过设定值后，泄压阀6自动开启泄压排氮，保障整个系统的安全可靠。

Claims (3)

1.一种地面直注式液氮防灭火系统，该系统主要包括液氮槽罐车、缓冲罐、氮气输送管，其特征在于：液氮槽罐车的出口通过低温液体输送软管与往复式低温液体泵的进口相连，往复式低温液体泵的出口通过低温液体输送软管与缓冲罐上部的进液口相连，缓冲罐下部的出液口通过真空法兰与真空低温绝热管相连，真空低温绝热管通过三通阀与注氮管和氮气输送管相连，缓冲罐上端设有排气口，排气口连接有氮气输送管，氮气输送管上依次接有前压力表、氮气出口减压阀、后压力表和终端减压阀，缓冲罐下部外壳与内胆之间设有真空层，缓冲罐上部为单层外壳，缓冲罐上端连接有泄压阀。
2.根据权利要求1所述的地面直注式液氮防灭火系统，其特征在于：真空低温绝热管长度小于5m，注氮管长度应不小于地面钻孔总长度的2/3。
3.根据权利要求1所述的地面直注式液氮防灭火系统，其特征在于：氮气输送管为星型翅片管。
CN 201210026879 2012-02-08 2012-02-08 地面直注式液氮防灭火系统 Active CN102562125B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201210026879 CN102562125B (zh) 2012-02-08 2012-02-08 地面直注式液氮防灭火系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201210026879 CN102562125B (zh) 2012-02-08 2012-02-08 地面直注式液氮防灭火系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102562125A true CN102562125A (zh) 2012-07-11
CN102562125B CN102562125B (zh) 2013-10-30

Family

ID=46408558

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 201210026879 Active CN102562125B (zh) 2012-02-08 2012-02-08 地面直注式液氮防灭火系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102562125B (zh)

Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103326049A (zh) * 2013-06-19 2013-09-25 大连融科储能技术发展有限公司 一种液流电池的氢气排出系统
CN103573282A (zh) * 2013-11-04 2014-02-12 冯琛 二氧化碳/氮的液气状态转换器及转换系统
CN103775119A (zh) * 2014-01-22 2014-05-07 神华集团有限责任公司 一种煤矿井下降温方法
CN103908754A (zh) * 2014-03-07 2014-07-09 中国矿业大学 一种矿用泡沫凝胶防灭火装置
CN104265352A (zh) * 2014-10-10 2015-01-07 中煤平朔集团有限公司 煤矿井下防灭火注浆注氮管路及其回撤时的拆除方法
CN104747226A (zh) * 2015-03-26 2015-07-01 神华集团有限责任公司 一种矿用液氮防灭火系统及其使用方法
CN104775843A (zh) * 2015-04-02 2015-07-15 神华集团有限责任公司 一种液氮防火灭火系统和方法
CN104912585A (zh) * 2015-05-21 2015-09-16 中国矿业大学 一种无损治理煤田火区的液氮系统及方法
CN106247168A (zh) * 2016-09-08 2016-12-21 西安科技大学 地面钻孔灭火用液态二氧化碳的输送装置和输送方法
CN106247169A (zh) * 2016-09-08 2016-12-21 神华宁夏煤业集团有限责任公司 一种矿用液态二氧化碳管道输送装置及输送方法
CN106640172A (zh) * 2016-11-16 2017-05-10 辽阳正阳机械设备制造有限公司 矿井井下热害治理及防、灭火一体化装置
CN109057795A (zh) * 2018-08-29 2018-12-21 山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司 一种过采空区煤层气地面钻井方法
CN109138831A (zh) * 2018-09-30 2019-01-04 山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司 一种应用于矿井火灾救援的新型钻井灭火一体化工艺
CN110665157A (zh) * 2019-11-07 2020-01-10 三一石油智能装备有限公司 供氮系统及消防设备
CN111550278A (zh) * 2020-04-15 2020-08-18 煤科集团沈阳研究院有限公司 一种地面固定式应急注氮系统
CN112843549A (zh) * 2021-01-15 2021-05-28 邓惠荣 一种高压直喷低温液氮灭地下火的方法
CN112943343A (zh) * 2021-03-17 2021-06-11 河南理工大学 煤矿采空区不同类型火灾地面钻孔高效快速灭火方法
CN113339048A (zh) * 2021-06-07 2021-09-03 太原理工大学 一种矿用间歇式注浆防灭火装置及方法
CN115264388A (zh) * 2022-07-13 2022-11-01 北京市燃气集团有限责任公司 一种氮气连续置换天然气的装置及方法
CN116427988A (zh) * 2023-05-31 2023-07-14 中煤科工集团重庆研究院有限公司 一种基于液氮灌注的瓦斯矿地面钻孔灭火方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2483034Y (zh) * 2001-06-24 2002-03-27 毛永汉 液氮消防车
RU2194862C2 (ru) * 2001-01-12 2002-12-20 Российский научно-исследовательский институт горноспасательного дела Способ тушения эндогенных пожаров и устройство для его осуществления
RU2199667C2 (ru) * 2000-11-23 2003-02-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский научно-исследовательский институт горноспасательного дела" Способ предупреждения и подавления эндогенных пожаров в выработанном пространстве
CN2550002Y (zh) * 2002-07-17 2003-05-14 代福全 固定式灭火装置
CN1454685A (zh) * 2003-03-20 2003-11-12 姜华 以液氮为灭火剂的灭火装置
CN1488412A (zh) * 2003-08-15 2004-04-14 华 姜 液氮灭火炮车
CN101411927A (zh) * 2008-09-09 2009-04-22 臧玉华 多功能巷道液氮灭火车
CN101618255A (zh) * 2008-06-30 2010-01-06 兖州煤业股份有限公司 矿用二氧化碳防灭火工艺及装置
CN201802437U (zh) * 2010-09-14 2011-04-20 文虎 矿用移动式液态二氧化碳防灭火装置
CN102052086A (zh) * 2010-07-19 2011-05-11 束永保 矿用液态co2防灭火工艺及装置

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2199667C2 (ru) * 2000-11-23 2003-02-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский научно-исследовательский институт горноспасательного дела" Способ предупреждения и подавления эндогенных пожаров в выработанном пространстве
RU2194862C2 (ru) * 2001-01-12 2002-12-20 Российский научно-исследовательский институт горноспасательного дела Способ тушения эндогенных пожаров и устройство для его осуществления
CN2483034Y (zh) * 2001-06-24 2002-03-27 毛永汉 液氮消防车
CN2550002Y (zh) * 2002-07-17 2003-05-14 代福全 固定式灭火装置
CN1454685A (zh) * 2003-03-20 2003-11-12 姜华 以液氮为灭火剂的灭火装置
CN1488412A (zh) * 2003-08-15 2004-04-14 华 姜 液氮灭火炮车
CN101618255A (zh) * 2008-06-30 2010-01-06 兖州煤业股份有限公司 矿用二氧化碳防灭火工艺及装置
CN101411927A (zh) * 2008-09-09 2009-04-22 臧玉华 多功能巷道液氮灭火车
CN102052086A (zh) * 2010-07-19 2011-05-11 束永保 矿用液态co2防灭火工艺及装置
CN201802437U (zh) * 2010-09-14 2011-04-20 文虎 矿用移动式液态二氧化碳防灭火装置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
韦道景: "液氮技术应用于矿井防灭火", 《煤炭技术》 *
黄华等: "液氮在煤矿火灾中的应用", 《安全》 *

Cited By (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103326049A (zh) * 2013-06-19 2013-09-25 大连融科储能技术发展有限公司 一种液流电池的氢气排出系统
CN103326049B (zh) * 2013-06-19 2016-03-30 大连融科储能技术发展有限公司 一种液流电池的氢气排出系统
CN103573282A (zh) * 2013-11-04 2014-02-12 冯琛 二氧化碳/氮的液气状态转换器及转换系统
CN103573282B (zh) * 2013-11-04 2016-04-27 冯琛 二氧化碳/氮的液气状态转换器及转换系统
CN103775119B (zh) * 2014-01-22 2016-02-17 神华集团有限责任公司 一种煤矿井下降温方法
CN103775119A (zh) * 2014-01-22 2014-05-07 神华集团有限责任公司 一种煤矿井下降温方法
CN103908754B (zh) * 2014-03-07 2016-08-24 中国矿业大学 一种矿用泡沫凝胶防灭火装置
CN103908754A (zh) * 2014-03-07 2014-07-09 中国矿业大学 一种矿用泡沫凝胶防灭火装置
CN104265352B (zh) * 2014-10-10 2016-03-23 中煤平朔集团有限公司 煤矿井下防灭火注浆注氮管路及其回撤时的拆除方法
CN104265352A (zh) * 2014-10-10 2015-01-07 中煤平朔集团有限公司 煤矿井下防灭火注浆注氮管路及其回撤时的拆除方法
CN104747226A (zh) * 2015-03-26 2015-07-01 神华集团有限责任公司 一种矿用液氮防灭火系统及其使用方法
CN104775843A (zh) * 2015-04-02 2015-07-15 神华集团有限责任公司 一种液氮防火灭火系统和方法
CN104912585A (zh) * 2015-05-21 2015-09-16 中国矿业大学 一种无损治理煤田火区的液氮系统及方法
WO2016183974A1 (zh) * 2015-05-21 2016-11-24 中国矿业大学 一种无损治理煤田火区的液氮系统及方法
CN106247168B (zh) * 2016-09-08 2018-07-17 西安科技大学 地面钻孔灭火用液态二氧化碳的输送装置和输送方法
CN106247168A (zh) * 2016-09-08 2016-12-21 西安科技大学 地面钻孔灭火用液态二氧化碳的输送装置和输送方法
CN106247169A (zh) * 2016-09-08 2016-12-21 神华宁夏煤业集团有限责任公司 一种矿用液态二氧化碳管道输送装置及输送方法
CN106247169B (zh) * 2016-09-08 2018-05-18 神华宁夏煤业集团有限责任公司 一种矿用液态二氧化碳管道输送装置及输送方法
CN106640172A (zh) * 2016-11-16 2017-05-10 辽阳正阳机械设备制造有限公司 矿井井下热害治理及防、灭火一体化装置
CN109057795A (zh) * 2018-08-29 2018-12-21 山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司 一种过采空区煤层气地面钻井方法
CN109138831A (zh) * 2018-09-30 2019-01-04 山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司 一种应用于矿井火灾救援的新型钻井灭火一体化工艺
CN110665157A (zh) * 2019-11-07 2020-01-10 三一石油智能装备有限公司 供氮系统及消防设备
CN111550278A (zh) * 2020-04-15 2020-08-18 煤科集团沈阳研究院有限公司 一种地面固定式应急注氮系统
CN112843549A (zh) * 2021-01-15 2021-05-28 邓惠荣 一种高压直喷低温液氮灭地下火的方法
CN112943343B (zh) * 2021-03-17 2023-05-26 河南理工大学 煤矿采空区不同类型火灾地面钻孔高效快速灭火方法
CN112943343A (zh) * 2021-03-17 2021-06-11 河南理工大学 煤矿采空区不同类型火灾地面钻孔高效快速灭火方法
CN113339048A (zh) * 2021-06-07 2021-09-03 太原理工大学 一种矿用间歇式注浆防灭火装置及方法
CN113339048B (zh) * 2021-06-07 2024-03-01 太原理工大学 一种矿用间歇式注浆防灭火装置及方法
CN115264388A (zh) * 2022-07-13 2022-11-01 北京市燃气集团有限责任公司 一种氮气连续置换天然气的装置及方法
CN115264388B (zh) * 2022-07-13 2024-01-30 北京市燃气集团有限责任公司 一种氮气连续置换天然气的装置及方法
CN116427988A (zh) * 2023-05-31 2023-07-14 中煤科工集团重庆研究院有限公司 一种基于液氮灌注的瓦斯矿地面钻孔灭火方法
CN116427988B (zh) * 2023-05-31 2024-01-23 中煤科工集团重庆研究院有限公司 一种基于液氮灌注的瓦斯矿地面钻孔灭火方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN102562125B (zh) 2013-10-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102562125B (zh) 地面直注式液氮防灭火系统
CN102052086B (zh) 矿用液态co2防灭火工艺及装置
CN102828767A (zh) 采空区自然发火防治方法
CN104775843B (zh) 一种液氮防火灭火系统和方法
CN102562124B (zh) 液氮井下直注式防灭火装置
CN103089290B (zh) 自增压式液态二氧化碳低温储罐灭火装备
CN112412526B (zh) 一种煤矿瓦斯与火灾共治系统及其使用方法
CN101618255B (zh) 矿用二氧化碳防灭火工艺及装置
CN106194143A (zh) 一种二氧化碳致裂器
CN202194628U (zh) 采气树及气井地面建设集成橇一体化装置
CN104747226A (zh) 一种矿用液氮防灭火系统及其使用方法
CN109372569B (zh) 一种能适应不同矿井火灾的矿用防灭火装置
CN108005712A (zh) 一种深冷惰气制雪防灭火方法及装置
CN204572042U (zh) 一种矿用液氮防灭火系统
CN103742786A (zh) 车用液化气燃气撞击安全系统
CN201802437U (zh) 矿用移动式液态二氧化碳防灭火装置
CN204591333U (zh) 一种液氮防火灭火系统
CN203686577U (zh) 车用液化气燃气撞击安全系统
CN106223921B (zh) 一种气体致裂器
CN205226866U (zh) 一种液化天然气地下储气及输气装置
CN203359267U (zh) 多级溢流分离计量型地埋储油罐系统
CN204299570U (zh) 一种瓦斯突出预测用测压装置
CN113250737A (zh) 一种气体致裂及驱替瓦斯的煤矿开采系统及方法
CN206190309U (zh) 矿井井下热害治理及防、灭火一体化装置
CN204200203U (zh) 气化炉液态二氧化碳快速灭炉系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant