CN105525940A - 自动控制旋转牵引式注氮防灭火装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了自动控制旋转牵引式注氮防灭火装置，包括多节注氮管，注氮管之间螺纹连接，注氮管伸入采空区一端通过螺纹与减速机的机轴连接，机轴的外表面设置牵引螺纹，传动套筒内表面设置内螺纹与牵引螺纹相互咬合，减速机的底部安装有固定支座，减速机机轴另外一端连接旋转接头，旋转接头通过法兰连接钢丝缠绕管，防爆电机与减速机连接；还包括数控装置，数控装置包括转速传感器、PLC、数控面板，PLC分别与转速传感器、减速机、数控面板连接，转速传感器设置在注氮管旁。能实现采空区注氮点在空间上的连续、回收采空区管路耗材，有效提升采空区注氮的惰化效果。
Description
技术领域
本发明属于矿井防灭火技术领域，涉及一种自动控制旋转牵引式注氮防灭火装置。
背景技术
现阶段，我国矿山主要采用的是埋管注氮防灭火工艺，沿回采工作面进风巷巷帮铺设注氮管路；随着工作面的回采，管段的注氮口会逐渐深入采空区，当采空区注氮口位置开始进入自燃氧化带的时候开始注氮；每隔一定的步距重新铺设一趟注氮管路，当上一趟注氮管路失效时，将注氮接口连接至新注氮管路，实施注氮。传统埋管注氮工艺主要存在以下两个严重缺陷：
(1)采空区注氮点在空间上存在间隔，致使氮气未在采空区形成连续性分布，未完全发挥注氮的惰化效果；
(2)注氮埋管交替丢弃在采空区内，材料不能回收造成极大浪费，投入成本高。同时，传统的拖管注氮方法受上覆岩层施加压力的地点、采深、压力、围岩岩性、埋管区域的应力分布与牵引动力等众多因素的影响，埋管深度较浅，不能充分满足对采空区预定区域的注氮需求。
旋转牵引式注氮防灭火装置的应用从根本上解决上述问题，同时还可减少加工、装车、调运、安装管路等环节，减轻劳动强度，具有很高的经济与社会效益。
由于手动操作装置误差较大，稳定性较差，故设计自动控制的旋转牵引式注氮防灭火装置，以提升装置运行的可靠性与稳定性。
发明内容
本发明的目的是提供一种自动控制旋转牵引式注氮防灭火装置，能实现采空区注氮点在空间上的连续、回收采空区管路耗材，有效提升采空区注氮的惰化效果。
本发明所采用的技术方案是，自动控制旋转牵引式注氮防灭火装置，包括多节注氮管，注氮管之间螺纹连接，注氮管伸入采空区一端通过螺纹与减速机的机轴连接，机轴的外表面设置牵引螺纹，传动套筒内表面设置内螺纹与牵引螺纹相互咬合，减速机的底部安装有固定支座，减速机机轴另外一端连接旋转接头，旋转接头通过法兰连接钢丝缠绕管，防爆电机与减速机连接；还包括数控装置，数控装置包括转速传感器、PLC、数控面板，PLC分别与转速传感器、减速机、数控面板连接，转速传感器设置在注氮管旁。
进一步的，所述注氮管的末端作为氮气出口。
进一步的，所述注氮管的末端上设置注氮小孔。
进一步的，所述注氮管内沿轴向方向上设置有钢丝绳。
进一步的，所述固定套筒设置在机轴的下部固定机轴。
本发明的有益效果是：
(1)自动控制旋转牵引式注氮防灭火装置可实现采空区注氮点在空间上连续，致使氮气在采空区形成连续性分布，提升采空区的注氮的惰化效果；
(2)旋转牵引式注氮防灭火装置回收采空区内注氮管，减少注氮管材，具有很高的经济与社会效益；
(3)旋转牵引式注氮防灭火装置还可减少加工、装车、调运、安装管路等环节，减轻劳动强度。
(4)自动控制旋转牵引式注氮防灭火装置可实现牵引距离的自动调节，可提升装置运行的可靠性与稳定性。
附图说明
图1旋转牵引式注氮防灭火装置示意图。
图中，1、氮气出口，2、注氮小孔，3、螺纹，4、钢丝绳，5、传动套筒，6、机轴，7、减速机，8、固定支座，9、旋转接头，10、钢丝缠绕管，11、防爆电机，12、牵引螺纹，13、固定套筒，14.注氮管。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
自动控制旋转牵引式注氮防灭火装置，结构如图1所示。包括多节注氮管14，注氮管14之间螺纹3连接，注氮管14的末端作为氮气出口1，注氮管14的末端上设置注氮小孔2，注氮管14内沿轴向方向上设置有钢丝绳4，注氮管14伸入采空区一端通过螺纹与减速机7的机轴6连接，固定套筒13设置在机轴6的下部固定机轴6，机轴6的外表面设置牵引螺纹12，传动套筒5内表面设置内螺纹与牵引螺纹12相互咬合，减速机7的底部安装有固定支座8，减速机7机轴6另外一端连接旋转接头9，旋转接头9通过法兰连接钢丝缠绕管10，防爆电机11与减速机7连接；还包括数控装置，数控装置包括转速传感器、PLC、数控面板，PLC分别与转速传感器、减速机7、数控面板连接，转速传感器设置在注氮管14旁。
采空区注氮口位置为氮气出口1，氮气从氮气出口1流出；注氮管14伸入采空区一端通过螺纹与减速机7的机轴6连接；用固定套筒13来固定减速机7的机轴6；机轴6的外表面在3m长度加工牵引螺纹12，传动套筒5内表面设置内螺纹与牵引螺纹12相互咬合，调整固定套筒13的角度，打顶柱固定传动套筒5；为防止注氮管14堵塞，在注氮管14的末端上加工注氮小孔2，可保持注氮管14氮气出口1在旋转牵引式注氮防灭火装置在工艺实施过程中畅通无阻；多节注氮管14之间通过螺纹3相连，为了检验注氮管路是否在运转过程中发生损坏，注氮管14内沿轴向方向上安装有钢丝绳4，当注氮管断裂时，钢丝绳4也会随之断裂；减速机7的底部安装有固定支座8，主要用于支撑保护整个外部的动力装置(减速机7与防爆电机11)；减速机7机轴6另外一端连接旋转接头9，用于连接外部氮气入口；旋转接头9通过法兰连接钢丝缠绕管10，用于连接外部注氮机；利用固定装置，打顶柱固定固定套筒13，以便保持注氮管在旋转牵引过程中的平衡稳定。防爆电机11与减速机7连接。
数控装置自动控制注氮管14的牵引距离，以保持设备运行的可靠性与稳定性。
自动控制旋转牵引式注氮防灭火装置需要同时给注氮管14施加旋转扭矩轴向拉力，达到旋转注氮管14的同时牵引注氮管14向采空区外运动的目的。
本发明的煤矿井下采空区自动控制旋转牵引式注氮防灭火装置实现采空区连续注氮，包括以下步骤：
(1)各段注氮管14用螺纹连接后，每隔3m在注氮管14连接处用木块垫底，使注氮管14的中心线与减速机7的机轴的中心线保持同一水平，防止注氮管路在安装过程中产生较大弯曲；
(2)打顶柱固定传动套筒5与固定套筒13，使注氮装置保持稳定；
(3)设定注氮管14的牵移距离、启动减速机7，牵引注氮管14缓慢旋转，利用传动套筒5与减速机7机轴6内外咬合的螺纹的相对旋转运动，牵引注氮管14向采空区外移动；
(4)当采空区注氮口位置牵引移动距离达到设定值或者行程终端时，自动关闭减速机7，停止牵引注氮管14；
(5)拆除套筒固定装置，旋转固定套筒13至开始位置，同时打顶柱固定好传动套筒5与固定套筒13；
(6)释放钢丝缠绕管，将旋转牵引式注氮防灭火装置恢复到原始状态，重复下一次循环。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (5)
1.自动控制旋转牵引式注氮防灭火装置，其特征在于，包括多节注氮管(14)，注氮管(14)之间螺纹连接，注氮管(14)伸入采空区一端通过螺纹与减速机(7)的机轴(6)连接，机轴(6)的外表面设置牵引螺纹(12)，传动套筒(5)内表面设置内螺纹与牵引螺纹(12)相互咬合，减速机(7)的底部安装有固定支座(8)，减速机(7)机轴(6)另外一端连接旋转接头(9)，旋转接头(9)通过法兰连接钢丝缠绕管(10)，防爆电机(11)与减速机(7)连接；还包括数控装置，数控装置包括转速传感器、PLC、数控面板，PLC分别与转速传感器、减速机(7)、数控面板连接，转速传感器设置在注氮管(14)旁。
2.根据权利要求1所述的自动控制旋转牵引式注氮防灭火装置，其特征在于，所述注氮管(14)的末端作为氮气出口(1)。
3.根据权利要求1所述的自动控制旋转牵引式注氮防灭火装置，其特征在于，所述注氮管(14)的末端上设置注氮小孔(2)。
4.根据权利要求1所述的自动控制旋转牵引式注氮防灭火装置，其特征在于，所述注氮管(14)内沿轴向方向上设置有钢丝绳(4)。
5.根据权利要求1所述的自动控制旋转牵引式注氮防灭火装置，其特征在于，所述固定套筒(13)设置在机轴(6)的下部固定机轴(6)。
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