CN110314302A - 针对煤场煤堆高温易燃层喷注覆盖惰性气体的阻燃设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种针对煤场煤堆高温易燃层喷注覆盖惰性气体的阻燃设备。钻杆自动持续连接，直到插入足够的深度至探测到的煤场煤堆高温易燃层位置处，释放惰性气体进行阻燃。利用氮气、二氧化碳等气体，阻燃效果好，见效快速，对煤质无任何负面影响；移动设备操作简便，单人即可操作；配合煤场监测系统，迅速反应，及时消除煤堆自燃的威胁，是以检测和预防为主旨，去避免事故发生；利用煤电厂的尾部烟气，无需其他资源，在煤电厂内部循环利用，节约能源，环保高效。

Description

针对煤场煤堆高温易燃层喷注覆盖惰性气体的阻燃设备

技术领域

本发明属于煤场阻燃技术领域，尤其涉及一种针对煤场煤堆高温易燃层喷注覆盖惰性气体的阻燃设备。

背景技术

现有储煤场防治煤自燃的方法有以下几种：

第一，在煤堆高温开始产生烟气时使用消防水降温处理，及自燃发生后浇灭处理。这种方式存在的技术问题是，水在一定情况下对煤的自燃反倒起到助燃效果。因为在煤层从低温逐渐氧化升温阶段，水的存在催化并加速其氧化过程；在煤层高温燃烧阶段，存量水汽化，高温下起助燃效果。

第二，使用黄土覆盖堆堵，使高温及自燃区域与空气隔离，起到阻燃效果。这种方式存在的技术问题是，使用黄土等覆盖，会使煤层混入杂质，降低煤的品级。

第三，把高温易燃的煤层，或自燃后浇灭的煤层强行采出，另安排位置单独处理。这种方式存在的技术问题是，强行采出高温或自燃后的煤层，会增加不小的工程量，同时也需要安排独立的空间场地位置。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种针对煤场煤堆高温易燃层喷注覆盖惰性气体的阻燃设备。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。

本发明采用如下技术方案：

在一些可选的实施例中，提供一种针对煤场煤堆高温易燃层喷注覆盖惰性气体的阻燃设备，包括：动力头、钻杆定位夹持器及推送液压缸，所述动力头与所述钻杆定位夹持器之间形成钻杆对接区；当钻杆到达所述钻杆对接区时，所述动力头夹紧并旋转钻杆与夹持在所述钻杆定位夹持器上的前部钻杆尾端进行螺纹旋接，联接完成后，所述钻杆定位夹持器释放钻杆，所述推送液压缸将钻杆向前推送而出。

在一些可选的实施例中，所述的针对煤场煤堆高温易燃层喷注覆盖惰性气体的阻燃设备，还包括：惰性气体储气罐；所述钻杆内部开设惰性气体流通通道，且尾部设置用于与所述惰性气体储气罐相连通的气体对接接口。

在一些可选的实施例中，所述的针对煤场煤堆高温易燃层喷注覆盖惰性气体的阻燃设备，还包括：用于将所述钻杆传送到所述动力头同心位置处的机械手。

在一些可选的实施例中，所述的针对煤场煤堆高温易燃层喷注覆盖惰性气体的阻燃设备，还包括：钻杆库、机械手摆杆、摆杆驱动装置及用于自动连续提供钻杆的钻杆库驱动装置。

在一些可选的实施例中，所述的针对煤场煤堆高温易燃层喷注覆盖惰性气体的阻燃设备，还包括：钻杆库支架；所述钻杆库支架上设置钻杆库、钻杆库驱动装置、机械手摆杆、摆杆驱动装置及机械手。

在一些可选的实施例中，所述的针对煤场煤堆高温易燃层喷注覆盖惰性气体的阻燃设备，还包括：主机架；所述钻杆库支架、钻杆库、钻杆库驱动装置、机械手摆杆、摆杆驱动装置、机械手、惰性气体储气罐、动力头、钻杆定位夹持器、推送液压缸、液压站、配电箱设置在所述主机架上。

在一些可选的实施例中，所述的针对煤场煤堆高温易燃层喷注覆盖惰性气体的阻燃设备，还包括：履带车底盘；所述履带车底盘上设置安装底板，倾仰角控制装置、主机架。

在一些可选的实施例中，所述倾仰角控制装置设置在所述安装底板与所述主机架之间。

本发明所带来的有益效果：钻杆自动持续连接，直到插入足够的深度至探测到的煤场煤堆高温易燃层位置处，释放惰性气体进行阻燃。利用氮气、二氧化碳等气体，阻燃效果好，见效快速，对煤质无任何负面影响；移动设备操作简便，单人即可操作；配合煤场监测系统，迅速反应，及时消除煤堆自燃的威胁，是以检测和预防为主旨，去避免事故发生；利用煤电厂的尾部烟气，无需其他资源，在煤电厂内部循环利用，节约能源，环保高效。

附图说明

图1是本发明一种针对煤场煤堆高温易燃层喷注覆盖惰性气体的阻燃设备的结构示意图；

图2是本发明一种针对煤场煤堆高温易燃层喷注覆盖惰性气体的阻燃设备的俯视图。

具体实施方式

以下描述和附图充分展示地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。

如图1和2所述，在一些说明性的实施例中，提供一种针对煤场煤堆高温易燃层喷注覆盖惰性气体的阻燃设备，包括：动力头06、钻杆定位夹持器02、推送液压缸17、惰性气体储气罐07、钻杆库支架05、钻杆库16、钻杆库驱动装置03、机械手摆杆15、摆杆驱动装置14、机械手04、履带车底盘11、液压站13、配电箱12以及主机架08、倾仰角控制装置09。

动力头06与钻杆定位夹持器02之间形成钻杆对接区。

履带车底盘11为履带自行装置，上部设置安装底板10，安装底板10上安装其他机上部件，可带动其上安装部件实现水平方向3600旋转。安装底板10与主机架08之间设置倾仰角控制装置09，便于调整钻杆扎入煤层的纵向的方向。动力头06与钻杆定位夹持器02的中心线调整为同心结构，接续的钻杆由机械手04传送到此中心线位置，便于钻杆之间的螺纹连接以及后续的推送扎入煤层动作。钻杆库16、钻杆库驱动装置03、机械手摆杆15、摆杆驱动装置14、机械手04均安装在钻杆库支架05上，整体位于前述中心线的一侧位置。液压站13、配电箱12、惰性气体储气罐07均安装在主机架08上。功能部件分布合理，整体稳定性优良，便于全方位灵活方便地操作。

设备整体通过履带车底盘11可自行行驶至所需要的区域。钻杆的传送、连接、推送扎入煤层，及设备的各项操控，都由配备的液压站13通过液压系统提供驱动力。

设备抵达警戒区域附近后，可根据监测系统给出的煤层警戒区域的位置信息，确定设备从现所处位置插入煤层的方向和深度。设备通过履带车底盘11上的旋转转盘调整水平方向方位，通过倾仰角控制装置09调整纵向方位角度。系统后台计算输送距离，从而计算出拼接气体输送管道所需的钻杆个数，确定操作程序。相关信息确认后，设备操作功能开始启动。

机械手04从钻杆库16取出钻杆，摆杆驱动装置14驱动机械手摆杆15向动力头06中心线方向摆动。到达钻杆对接区后，推送液压缸17推送动力头06向前一段距离，停顿并夹紧钻杆端部外圆。机械手04松开钻杆，缩回并通过摆杆驱动装置14的驱动摆回钻杆库16方向复位等待。动力头06带动夹紧的钻杆前进一段距离，钻杆头部螺纹孔与前一钻杆01尾部螺杆抵近。

钻杆定位夹持器02未施加液压动力时处于对钻杆的锁紧状态，施加液压动力后松开。常态状态下，至少1根钻杆锁紧在其上。

两根钻杆贴近后，动力头06旋转，两根钻杆的头尾螺纹相连接成功。钻杆定位夹持器02放松对钻杆的夹紧，推送液压缸17推送动力头06继续向前一段距离，即1根钻杆长度，并停顿，钻杆定位夹持器02断油压，恢复对钻杆的夹紧。动力头06松开对钻杆的夹紧，并由推送液压缸17送回初始位置。

至此，接续钻杆的1个小循环操作完成。钻杆库驱动装置03驱动钻杆库16转动，下一根钻杆转动到待取位置，机械手04从钻杆库1)取出钻杆开始下1个小循环。直至联接完成设定数量的钻杆数量后，最前端钻杆抵达高温警戒煤层区域的上方附近，此时，设备连接钻杆的循环停止。

惰性气体储气罐07内部以一定压力压缩存储收集来的煤电厂的尾部烟气，其主要成分为氮气和二氧化碳等惰性气体。惰性气体储气罐07接出有一定长度的软管，接头与钻杆尾部的气体对接接口可密封联接。

插入煤层最前端的钻杆设计为圆周面分布多孔，并与中心孔相通，便于气体在自燃警戒区域的发散。

完成联接的钻杆中空的惰性气体流通通道组成了惰性气体的输送管道，将连接的最后1根钻杆尾部通道接口与储气罐的软管接头联接，启动开关，开始向定位煤层位置喷注惰性气体。

操作完成后，将软管接头卸除，启动设备的回收功能，设备按前述的反序程序逐步操作，连接的钻杆回缩、螺纹联接逐一卸除，并收回钻杆库16。

钻杆回收完成后，钻杆定位夹持器02上留有夹持的钻杆。

本领域技术人员还应当理解，结合本文的实施例描述的各种说明性的逻辑框、模块、电路和算法步骤均可以实现成电子硬件、计算机软件或其组合。为了清楚地说明硬件和软件之间的可交换性，上面对各种说明性的部件、框、模块、电路和步骤均围绕其功能进行了一般地描述。至于这种功能是实现成硬件还是实现成软件，取决于特定的应用和对整个系统所施加的设计约束条件。熟练的技术人员可以针对每个特定应用，以变通的方式实现所描述的功能，但是，这种实现决策不应解释为背离本公开的保护范围。

Claims (8)

1.针对煤场煤堆高温易燃层喷注覆盖惰性气体的阻燃设备，其特征在于，包括：动力头、钻杆定位夹持器及推送液压缸，所述动力头与所述钻杆定位夹持器之间形成钻杆对接区；当钻杆到达所述钻杆对接区时，所述动力头夹紧并旋转钻杆与夹持在所述钻杆定位夹持器上的前部钻杆尾端进行螺纹旋接，联接完成后，所述钻杆定位夹持器释放钻杆，所述推送液压缸将钻杆向前推送而出。

2.根据权利要求1所述的针对煤场煤堆高温易燃层喷注覆盖惰性气体的阻燃设备，其特征在于，还包括：惰性气体储气罐；所述钻杆内部开设惰性气体流通通道，且尾部设置用于与所述惰性气体储气罐相连通的气体对接接口。

3.根据权利要求2所述的针对煤场煤堆高温易燃层喷注覆盖惰性气体的阻燃设备，其特征在于，还包括：用于将所述钻杆传送到所述动力头同心位置处的机械手。

4.根据权利要求3所述的针对煤场煤堆高温易燃层喷注覆盖惰性气体的阻燃设备，其特征在于，还包括：钻杆库、机械手摆杆、摆杆驱动装置及用于自动连续提供钻杆的钻杆库驱动装置。

5.根据权利要求4所述的针对煤场煤堆高温易燃层喷注覆盖惰性气体的阻燃设备，其特征在于，还包括：钻杆库支架；所述钻杆库支架上设置钻杆库、钻杆库驱动装置、机械手摆杆、摆杆驱动装置及机械手。

6.根据权利要求5所述的针对煤场煤堆高温易燃层喷注覆盖惰性气体的阻燃设备，其特征在于，还包括：主机架；所述钻杆库支架、钻杆库、钻杆库驱动装置、机械手摆杆、摆杆驱动装置、机械手、惰性气体储气罐、动力头、钻杆定位夹持器、推送液压缸、液压站、配电箱设置在所述主机架上。

7.根据权利要求6所述的针对煤场煤堆高温易燃层喷注覆盖惰性气体的阻燃设备，其特征在于，还包括：履带车底盘；所述履带车底盘上设置安装底板，倾仰角控制装置、主机架。

8.根据权利要求7所述的针对煤场煤堆高温易燃层喷注覆盖惰性气体的阻燃设备，其特征在于，所述倾仰角控制装置设置在所述安装底板与所述主机架之间。