CN117090625B - 矿用自动报警灭火隔爆控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及矿用自动报警灭火隔爆控制系统，包括控制主机，所述的控制主机通过电线分别连接地面调度室、喷淋装置、感应器集群和自动隔爆水墙，喷淋装置安装在皮带巷机头、掘进迎头和配电硐室，并通过管路连接供水管，喷淋装置由电控阀门控制供水；皮带巷机头、掘进迎头和配电硐室出口巷道上部开多个水墙凹槽安装自动隔爆水墙，每个自动隔爆水墙间隔不低于六十米；皮带巷机头、掘进迎头和配电硐室出口巷道侧帮挂装感应器集群，本发明可以及时发现和扑灭可能的火源并快速有效地阻隔爆炸，可以有效地提高安全性，防止爆炸波及整个矿井，确保煤矿井下安全生产。

Description

矿用自动报警灭火隔爆控制系统

技术领域

本发明涉及一种矿用自动灭火隔爆系统，具体是矿用自动报警灭火隔爆控制系统。

背景技术

煤矿井下重大危险源主要有：顶板掘进巷道经过松软的煤（岩）层、流沙层、地质破碎带和遇复合顶板等所形成的地质危险源；采煤工作面遇顶板松软或破碎、过断层、过老空、过老巷、过煤柱、过陷落柱或冒顶、托伪顶、复合顶板开采、初采初放及撤面搬家等危险源；开采冲击地压煤层，开采三面或四面被采空区包围的采煤工作面（孤岛工作面）等危险源；通风系统，排水系统，供电系统，运输提升系统，采掘生产系统，矿井煤尘火灾等重大危险源，这些危险源时刻威胁着煤矿的安全生产；而这些危险源中，如果操作不当或者出现人为操作失误，就极有可能造成火灾，而火灾一旦遇到煤尘与瓦斯就会产生爆燃，极大地威胁了煤矿的安全生产，目前在用的矿用自动报警灭火系统中的喷淋部件虽然价格低廉，但是在综采工作面移动时安装复杂，每次都要占用大量工时，影响工作效率，同时，一旦出现煤尘与瓦斯爆燃的安全隐患，就只能在巷道中砌墙或者借助在巷道上挂载的隔爆水袋，砌墙这种方式虽然可以有效隔断爆燃的冲击力和燃烧，但是其本身反应极慢，很有可能发现了爆燃隐患后，刚准备组织人员砌墙，瓦斯和煤尘就已经爆燃了，而隔爆水袋因其设计问题，在爆燃速度较慢的时候隔爆水袋很有可能不会触发，致使隔爆失败，严重影响煤矿安全生产。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供矿用自动报警灭火隔爆控制系统，可以及时发现和扑灭可能的火源并快速有效地阻隔爆炸，可以有效地提高安全性，防止爆炸波及整个矿井，确保煤矿井下安全生产。

为了实现上述目的，本发明矿用自动报警灭火隔爆控制系统，包括控制主机，所述的控制主机通过电线分别连接地面调度室、喷淋装置、感应器集群和自动隔爆水墙，喷淋装置安装在皮带巷机头、掘进迎头和配电硐室，并通过管路连接供水管，喷淋装置由带有电控阀门的喷淋装置供水箱控制供水；皮带巷机头、掘进迎头和配电硐室出口巷道上部开多个水墙凹槽安装自动隔爆水墙，每个自动隔爆水墙间隔不低于六十米；皮带巷机头、掘进迎头和配电硐室出口巷道侧帮挂装感应器集群，感应器集群包括一氧化碳传感器、温度传感器、矿用烟雾传感器和语音声光报警器，所述的自动隔爆水墙包括水箱套件、水箱支撑梁、水管连接口、线路连接口、立体袋、边袋和水墙袋收束绳，水箱套件下部固定安装立体袋，立体袋两侧均设有边袋，立体袋和边袋之间联通，水箱套件内部伸出多个水墙袋收束绳绕过立体袋后固定连接至水箱套件，水箱套件前后分别开设通孔安装水管连接口和线路连接口，前后的水管连接口通过管路连接并在管路上安装三通上接口设有水泵，水箱套件下部表面的前段、中段和后段分别通过螺丝或者支架安装水箱支撑梁，水箱支撑梁端部插入巷道侧帮，自动隔爆水墙通过水管连接口连接供水管路，自动隔爆水墙通过线路连接口连接控制主机；所述的水箱套件包括外部箱体、内水箱、立体袋安装孔、水墙袋收束绳变向滚轮和水墙袋收束绳电动卷盘，外部箱体内部通过支架安装内水箱，内水箱通过水泵向立体袋内注水或者抽水，立体袋上部固定连接外部箱体下部的立体袋安装孔，外部箱体内侧下部通过支架并列安装四个或者六个水墙袋收束绳电动卷盘，每个水墙袋收束绳电动卷盘前方都对应安装一个水墙袋收束绳变向滚轮，水墙袋收束绳电动卷盘上的水墙袋收束绳经过水墙袋收束绳变向滚轮变向后，绕过立体袋后固定连接至水箱套件，内水箱向立体袋内注水的水泵至少安装五个，每个水泵都配备独立的水管和电磁阀。

另外，根据本发明上述实施例提出的矿用自动报警灭火隔爆控制系统还可以具有如下附加的技术特征：

进一步的，所述的喷淋装置多个串联后形成一个喷淋组，多个喷淋组并行安装覆盖灭火巷道，喷淋装置包括气动罩壳、吊装夹具基台、吊装夹板、启动轴锁定卡板控制扳手、吊装夹板合拢气嘴、吊装夹板分离气嘴、喷淋管吊挂转轴、喷淋管和喷淋头，气动罩壳侧边对称布置吊装夹板合拢气嘴和吊装夹板分离气嘴，气动罩壳表面安装启动轴锁定卡板控制扳手，启动轴锁定卡板控制扳手配备复位弹簧，吊装夹具基台上部安装对向开合的吊装夹板，通过给吊装夹板合拢气嘴或者吊装夹板分离气嘴连接风机控制吊装夹板开合，吊装夹具基台下部的支架通过喷淋管吊挂转轴连接喷淋管，喷淋管下部表面开设通孔螺纹安装喷淋头，喷淋管前后端均带有螺纹，多个喷淋装置通过软管串联。

进一步的，所述的气动罩壳包括棘轮、气动轮和吊装夹板开合螺纹轴，气动罩壳内部通过轴承安装吊装夹板开合螺纹轴，吊装夹板开合螺纹轴的一端串联棘轮和气动轮，启动轴锁定卡板控制扳手在气动罩壳内部的卡爪卡住棘轮，吊装夹板合拢气嘴和吊装夹板分离气嘴分别对准气动罩壳内气动轮的一边；两个对向的吊装夹板分别螺接在吊装夹板开合螺纹轴上相反的螺纹上。

进一步的，所述的吊装夹具基台包括夹具基台、夹板防倾限位槽、夹板滑槽、夹板滑槽封板和夹板控制转轴安装孔，夹具基台上部表面开设圆形的夹板防倾限位槽，夹板滑槽内两侧开设夹板防倾限位槽，夹具基台前后均通过螺丝固定安装夹板滑槽封板，夹板滑槽封板表面设有夹板控制转轴安装孔，夹板控制转轴安装孔的圆心与圆形的夹板防倾限位槽的圆心处于同一轴线，吊装夹板开合螺纹轴通过轴承安装在夹板控制转轴安装孔中，气动罩壳朝向吊装夹具基台的一侧固定连接夹具基台一端的夹板滑槽封板。

进一步的，所述的吊装夹板包括锚杆锚索夹持槽、锚杆锚索夹持板、滚珠、防倾倒卡板和螺纹孔，锚杆锚索夹持板表面开设锚杆锚索夹持槽，锚杆锚索夹持板两侧向外延伸形成防倾倒卡板，防倾倒卡板上下表面呈矩阵排列滚珠，吊装夹板开合螺纹轴通过螺接锚杆锚索夹持板的螺纹孔，使锚杆锚索夹持板在夹板滑槽中来回移动，锚杆锚索夹持板两侧的防倾倒卡板在夹板防倾限位槽中来回移动。

进一步的，所述的控制主机包括主机壳体、控制主机前盖、显示屏、锁定凸起、喇叭嘴和提手，主机壳体内置控制机，主机壳体上部通过转轴安装控制主机前盖，主机壳体和控制主机前盖下部结合处设有锁定凸起并由螺丝锁定，主机壳体侧边和下部分别安装五个以上的喇叭嘴，主机壳体上部通过转轴安装提手，主机壳体表面安装扩音器，控制主机前盖表面开矩形通孔安装显示屏并由钢化玻璃封闭，所述的显示屏配备红外接收窗口。

进一步的，喷淋装置供水箱内装有28%氢氧化钠、30%碳酸氢钠和25%苛性钠。

进一步的，所述的外部箱体和内水箱之间填充石棉层，石棉层中间布设钢丝网。

进一步的，所述的立体袋内侧相对的两面呈矩阵布置拉环，相对应的拉环之间通过绳索连接，并且立体袋外部通过粘贴安装多个支撑肋柱。

借由上述方案，本发明至少具有以下优点：一、借助系统化的监控、灭火和隔爆措施，使煤矿生产的安全性得到极大提高；二、根据煤矿实际情况，针对巷道着火前的信息抓取，可能出现火源的提前处理，着火后的灭火准备，以及防止火势蔓延并防止粉尘或者瓦斯爆炸的隔离措施，做到了对矿井明火的有效管控；三、通过多个组件的相互组合以及根据需要的增减，使设备部署灵活性大大增加，有效降低系统部署成本和部署难度，可以及时发现和扑灭可能的火源并阻隔爆炸，可以有效地提高安全性，防止爆炸波及整个矿井，确保煤矿井下安全生产。

附图说明

图1是矿用自动报警灭火隔爆控制系统的系统组成框图；

图2是矿用自动报警灭火隔爆控制系统的皮带巷布置示意图；

图3是矿用自动报警灭火隔爆控制系统的喷淋装置工作状态示意图；

图4是矿用自动报警灭火隔爆控制系统的喷淋装置立体图；

图5是矿用自动报警灭火隔爆控制系统的气动罩壳内部部件立体图；

图6是矿用自动报警灭火隔爆控制系统的吊装夹具基台立体图；

图7是矿用自动报警灭火隔爆控制系统的夹具基台立体图；

图8是矿用自动报警灭火隔爆控制系统的吊装夹板立体图；

图9是矿用自动报警灭火隔爆控制系统的自动隔爆水墙立体图；

图10是矿用自动报警灭火隔爆控制系统的自动隔爆水墙展开正视图；

图11是矿用自动报警灭火隔爆控制系统的自动隔爆水墙折叠正视图；

图12是矿用自动报警灭火隔爆控制系统的水箱套件剖面立体图；

图13是矿用自动报警灭火隔爆控制系统的控制主机立体图；

图中：1、喷淋装置，1-1、气动罩壳，1-2、吊装夹具基台，1-3、吊装夹板，1-4、启动轴锁定卡板控制扳手，1-5、吊装夹板合拢气嘴，1-6、吊装夹板分离气嘴，1-7、喷淋管吊挂转轴，1-8、喷淋管，1-9、喷淋头，1-10、棘轮，1-11、气动轮，1-12、吊装夹板开合螺纹轴，1-13、夹具基台，1-14、夹板防倾限位槽，1-15、夹板滑槽，1-16、夹板滑槽封板，1-17、夹板控制转轴安装孔，1-18、锚杆锚索夹持槽，1-19、锚杆锚索夹持板，1-20、滚珠，1-21、防倾倒卡板，1-22、螺纹孔，2、感应器集群，3、自动隔爆水墙，3-1、水箱套件，3-2、水箱支撑梁，3-3、水管连接口，3-4、线路连接口，3-5、立体袋，3-6、边袋，3-7、水墙袋收束绳，3-8、外部箱体，3-9、内水箱，3-10、立体袋安装孔，3-11、水墙袋收束绳变向滚轮，3-12、水墙袋收束绳电动卷盘，4、控制主机，4-1、主机壳体，4-2、控制主机前盖，4-3、显示屏，4-4、锁定凸起，4-5、喇叭嘴，4-6、提手，5、喷淋装置供水箱。

具体实施方式

下面参照附图描述本发明实施例的矿用自动报警灭火隔爆控制系统。

在本申请的实施例一中，如图1和图2所示，本矿用自动报警灭火隔爆控制系统，为了实现上述目的，本发明矿用自动报警灭火隔爆控制系统，包括控制主机4，所述的控制主机4通过电线分别连接地面调度室、喷淋装置1、感应器集群2和自动隔爆水墙3，喷淋装置1安装在皮带巷机头、掘进迎头和配电硐室，并通过管路连接供水管，喷淋装置1由带有电控阀门的喷淋装置供水箱5控制供水；皮带巷机头、掘进迎头和配电硐室出口巷道上部开多个水墙凹槽安装自动隔爆水墙3，每个自动隔爆水墙3间隔不低于六十米；皮带巷机头、掘进迎头和配电硐室出口巷道侧帮挂装感应器集群2；所述的感应器集群包括一氧化碳传感器、温度传感器、矿用烟雾传感器和语音声光报警器。

需要说明的是：在实际的安装过程中，控制主机4需要吊挂在避难硐室或者中央变电站处，便于连接所有子系统；感应器集群2为分散式布置，例如，一氧化碳传感器布设在掘进迎头、回风巷以及主巷道内；矿用烟雾传感器布设在避难硐室、中央变电站、综采变电站以及回风巷中；矿用本安热成像仪布设在皮带巷的头尾处以及工作面。喷淋装置1悬挂在巷道顶板处，下方是可能发生火情的位置，例如皮带巷的头尾、中央变电站、综采变电站以及掘进迎头；在这些易发生火情的位置布设相应的喷淋装置1可以及时对设备或者巷道进行降温，有效控制火情，如果火势燃起较快，也能及时将火情控制，便于调度室决定启动何种预案；在巷道掘进时，每隔六十或者一百米就需要在顶板处向上开掘出高度不低于两米宽度与巷道宽度相等长度不低于两米的水墙凹槽安装自动隔爆水墙3，自动隔爆水墙能够在皮带巷、回风巷、进风巷、各主巷道及辅助巷道出现火情时，根据需要及时封闭相应的巷道，用以防止煤尘和瓦斯突然爆炸引起波及多个巷道的冲击波和次生灾害，有效控制火灾或者爆炸的影响范围，防止危险扩散。

瓦斯爆炸是最常见的矿难原因之一，瓦斯爆炸会产生有毒的气体一氧化碳，同时巷道还会产生有毒的气体一氧化硫和二氧化硫，根据矿难事故后的统计，85%的矿难逝者都是因为吸入了大量有毒气体丧生，为了防止瓦斯爆炸中矿工吸入有毒气体，本发明在喷淋装置供水箱5内放有袋装的氢氧化钠、袋装的碳酸氢钠和袋装的苛性钠，氢氧化钠可以中和一氧化碳，碳酸氢钠可以中和一氧化硫，苛性钠可以中和二氧化硫，可以使其空气中的有毒气体成份大大减少，在使用的时候，喷淋装置供水箱5的电控阀门打开，供水管路中的水进入喷淋装置供水箱5，将喷淋装置供水箱5中逐渐溶解的氢氧化钠、碳酸氢钠和苛性钠溶液通过管路输送至喷淋装置1，由喷淋装置1将溶解后的氢氧化钠、碳酸氢钠和苛性钠溶液喷洒出来中和一氧化碳、一氧化硫和二氧化硫。

巷道根据用途可以分为开拓巷道、准备巷道和回采巷道，由于开拓巷道、准备巷道和回采巷道宽度的尺寸不同，所以喷淋装置供水箱5内装的氢氧化钠、碳酸氢钠和苛性钠的搭配比例也不一样，为了达到最佳的效果，在经过多次实验测试得出以下配比数据，当开拓巷道、准备巷道和回采巷道的宽度为2.5米至3.5米时，巷道的风速大，矿道内会产生大量的一氧化硫和二氧化硫，喷淋装置供水箱5内装300升的清水时，氢氧化钠、碳酸氢钠和苛性钠的搭配比例为氢氧化钠28%、碳酸氢钠42%和苛性钠30%，喷淋装置供水箱5内装清水容量根据实际情况增加，氢氧化钠、碳酸氢钠和苛性钠的搭配比例也相同比例重量的增加；

当开拓巷道、准备巷道和回采巷道的宽度为3.5米至4.5米时，巷道的风速小，巷道内会产生大量的一氧化碳，喷淋装置供水箱5内装300升的清水时，氢氧化钠、碳酸氢钠和苛性钠的搭配比例为氢氧化钠45%、碳酸氢钠30%和苛性钠25%，喷淋装置供水箱5内装清水容量根据实际情况增加，氢氧化钠、碳酸氢钠和苛性钠的搭配比例也相同比例重量的增加。

配比完成的氢氧化钠、碳酸氢钠和苛性钠分别包装在一个密封袋中，密封袋的材质为水溶性纸，该材料遇水既溶解，同时还有很好的密封性,可以保证氢氧化钠、碳酸氢钠和苛性钠的时效性。

如图9至图12所示，所述的自动隔爆水墙3包括水箱套件3-1、水箱支撑梁3-2、水管连接口3-3、线路连接口3-4、立体袋3-5、边袋3-6和水墙袋收束绳3-7，水箱套件3-1下部固定安装立体袋3-5，立体袋3-5两侧均设有边袋3-6，立体袋3-5和边袋3-6之间联通，水箱套件3-1内部伸出多个水墙袋收束绳3-7绕过立体袋3-5后固定连接至水箱套件3-1，水箱套件3-1前后分别开设通孔安装水管连接口3-3和线路连接口3-4，前后的水管连接口3-3通过管路连接并在管路上安装三通上接口设有水泵，水箱套件3-1下部表面的前段、中段和后段分别通过螺丝或者支架安装水箱支撑梁3-2，水箱支撑梁3-2端部插入巷道侧帮，自动隔爆水墙3通过水管连接口3-3连接供水管路，自动隔爆水墙3通过线路连接口3-4连接控制主机4；所述的水箱套件3-1包括外部箱体3-8、内水箱3-9、立体袋安装孔3-10、水墙袋收束绳变向滚轮3-11和水墙袋收束绳电动卷盘3-12，外部箱体3-8内部通过支架安装内水箱3-9，内水箱3-9通过水泵向立体袋3-5内注水或者抽水，立体袋3-5上部固定连接外部箱体3-8下部的立体袋安装孔3-10，外部箱体3-8内侧下部通过支架并列安装四个或者六个水墙袋收束绳电动卷盘3-12，每个水墙袋收束绳电动卷盘3-12前方都对应安装一个水墙袋收束绳变向滚轮3-11，水墙袋收束绳电动卷盘3-12上的水墙袋收束绳3-7经过水墙袋收束绳变向滚轮3-11变向后，绕过立体袋3-5后固定连接至水箱套件3-1，内水箱3-9向立体袋3-5内注水的水泵至少安装五个，每个水泵都配备独立的水管和电磁阀。

需要说明的是：在实际的煤矿生产过程中，在顶板掘进巷道经过松软的煤（岩）层、流沙层、地质破碎带和遇复合顶板等所形成的地质危险源；采煤工作面遇顶板松软或破碎、过断层、过老空、过老巷、过煤柱、过陷落柱或冒顶、托伪顶、复合顶板开采、初采初放及撤面搬家等危险源；开采冲击地压煤层，开采三面或四面被采空区包围的采煤工作面（孤岛工作面）等危险源；通风系统，排水系统，供电系统，运输提升系统，采掘生产系统，矿井煤尘火灾等重大危险源等等安全煤矿正常生产的危险源中，会造成火灾和爆炸的就是瓦斯和机电设备火灾，由于煤矿井下相对封闭，各巷道之间基本通联，部分高瓦斯和高粉尘矿井一旦出现火灾就极有可能产生爆燃，剧烈的燃烧会顺着煤矿巷道一路燃烧蔓延至整个矿井系统，给煤矿带来极大的损失，同时爆燃产生的冲击波也会毁坏巷道中布设的电气设备，造成经济损失。

而本在实施例中：分布在各个巷道、掘进工作面和综采工作面的感应器集群2所附属的感应器，会实时将矿井下各处危险热点的数据报送至控制主机4，如图2所示，在皮带巷的感应器集群2所连接的矿用本安热成像仪感应到皮带机长时间工作导致过载发热，感应器集群2就会将数据传输至控制主机4，控制主机4就会控制皮带机机头喷淋装置1所连接的电控阀，使水管向喷淋装置1供水，及时为皮带机降温，如果已经产生明火，在喷淋装置1继续喷淋灭火的同时，自动隔爆水墙3内置的内水箱3-9中的水泵就开始向立体袋3-5注水，立体袋3-5接收注水时，水墙袋收束绳电动卷盘3-12放出收束绳，使立体袋3-5展开，逐渐冲水的立体袋3-5和边袋3-6会将皮带巷隔断，用以防止因瓦斯或者粉尘爆炸的火势和冲击波。

本实施例二在实施例一的基础上，其它结构均相同，唯一区别在于，如图3和图4所示，所述的喷淋装置1多个串联后形成一个喷淋组，多个喷淋组并行安装覆盖灭火巷道，喷淋装置1包括气动罩壳1-1、吊装夹具基台1-2、吊装夹板1-3、启动轴锁定卡板控制扳手1-4、吊装夹板合拢气嘴1-5、吊装夹板分离气嘴1-6、喷淋管吊挂转轴1-7、喷淋管1-8和喷淋头1-9，气动罩壳1-1侧边对称布置吊装夹板合拢气嘴1-5和吊装夹板分离气嘴1-6，气动罩壳1-1表面安装启动轴锁定卡板控制扳手1-4，启动轴锁定卡板控制扳手1-4配备复位弹簧，吊装夹具基台1-2上部安装对向开合的吊装夹板1-3，通过给吊装夹板合拢气嘴1-5或者吊装夹板分离气嘴1-6连接风机控制吊装夹板1-3开合，吊装夹具基台1-2下部的支架通过喷淋管吊挂转轴1-7连接喷淋管1-8，喷淋管1-8下部表面开设通孔螺纹安装喷淋头1-9，喷淋管1-8前后端均带有螺纹，多个喷淋装置1通过软管串联,能够根据前进速度交替拆装喷淋装置1，使喷淋组覆盖足够大的范围的同时，有效减少工作量。

需要说明的是：目前的喷淋管主要采用铁链挂载在锚索或者锚杆上，这种方式操作麻烦，每次移动工作面都会增加大量的工作量，导致工作效率降低，为了确保喷淋装置1能够跟随采掘工作面，通过压缩空气来控制吊装夹板1-3，使其能够夹住外露的锚索或者锚杆尾部，有效提高拆装喷淋装置1的效率，并能够根据前进速度交替拆装喷淋装置1，使喷淋组覆盖足够大的范围的同时，有效减少工作量。

如图5所示，所述的气动罩壳1-1包括棘轮1-10、气动轮1-11和吊装夹板开合螺纹轴1-12，气动罩壳1-1内部通过轴承安装吊装夹板开合螺纹轴1-12，吊装夹板开合螺纹轴1-12的一端串联棘轮1-10和气动轮1-11，启动轴锁定卡板控制扳手1-4在气动罩壳1-1内部的卡爪卡住棘轮1-10，吊装夹板合拢气嘴1-5和吊装夹板分离气嘴1-6分别对准气动罩壳1-1内气动轮1-11的一边；两个对向的吊装夹板1-3分别螺接在吊装夹板开合螺纹轴1-12上相反的螺纹上。

如图6所示，所述的吊装夹具基台1-2包括夹具基台1-13、夹板防倾限位槽1-14、夹板滑槽1-15、夹板滑槽封板1-16和夹板控制转轴安装孔1-17，夹具基台1-13上部表面开设圆形的夹板防倾限位槽1-14，夹板滑槽1-15内两侧开设夹板防倾限位槽1-14，夹具基台1-13前后均通过螺丝固定安装夹板滑槽封板1-16，夹板滑槽封板1-16表面设有夹板控制转轴安装孔1-17，夹板控制转轴安装孔1-17的圆心与圆形的夹板防倾限位槽1-14的圆心处于同一轴线，吊装夹板开合螺纹轴1-12通过轴承安装在夹板控制转轴安装孔1-17中，气动罩壳1-1朝向吊装夹具基台1-2的一侧固定连接夹具基台1-13一端的夹板滑槽封板1-16。

如图7所示，所述的吊装夹板1-3包括锚杆锚索夹持槽1-18、锚杆锚索夹持板1-19、滚珠1-20、防倾倒卡板1-21和螺纹孔1-22，锚杆锚索夹持板1-19表面开设锚杆锚索夹持槽1-18，锚杆锚索夹持板1-19两侧向外延伸形成防倾倒卡板1-21，防倾倒卡板1-21上下表面呈矩阵排列滚珠1-20，吊装夹板开合螺纹轴1-12通过螺接锚杆锚索夹持板1-19的螺纹孔1-22，使锚杆锚索夹持板1-19在夹板滑槽1-15中来回移动，锚杆锚索夹持板1-19两侧的防倾倒卡板1-21在夹板防倾限位槽1-14中来回移动。

需要说明的是：在实际安装中，为了确保安装方便，喷淋装置1采用气动安装方式，只需人工将最后边一排的喷淋装置1拆卸下来，然后安装到最前面一排的锚索中，并连接相应管路即可启用。操作时，首先将供水管路从喷淋管1-8前后端拆下，将压缩空气管路连接至吊装夹板分离气嘴1-6，并扳动启动轴锁定卡板控制扳手1-4，使启动轴锁定卡板控制扳手1-4的卡板脱离棘轮1-10，开始供气，高压气体冲击气动罩壳1-1中的气动轮1-11，带动吊装夹板开合螺纹轴1-12旋转，使两个吊装夹板1-3能够在带动吊装夹板开合螺纹轴1-12上相反的螺纹的作用下，通过螺纹孔1-22使锚杆锚索夹持板1-19和防倾倒卡板1-21能够沿着夹具基台1-13的夹板防倾限位槽1-14和夹板滑槽1-15展开，从而使锚杆锚索夹持槽1-18放松对锚杆或者锚索尾端的夹持，卸下的喷淋装置1即可被前移至工作面前端新固定的锚索或者锚孔上进行吊挂，在喷淋装置1放置到位后，将压缩空气管路连接至吊装夹板合拢气嘴1-5，此时，启动轴锁定卡板控制扳手1-4因为其失去手动限位，已经在弹簧的作用下使启动轴锁定卡板控制扳手1-4在气动罩壳1-1内的卡板重新卡入棘轮1-10中，因此无需操作启动轴锁定卡板控制扳手1-4，连接压缩空气管后，压缩空气通过吊装夹板合拢气嘴1-5进入气动罩壳1-1，压缩空气推动气动轮1-11向相反方向转动，带动吊装夹板开合螺纹轴1-12反向旋转，使两个吊装夹板1-3能够在带动吊装夹板开合螺纹轴1-12上相反的螺纹的作用下，通过螺纹孔1-22使锚杆锚索夹持板1-19和防倾倒卡板1-21能够沿着夹具基台1-13的夹板防倾限位槽1-14和夹板滑槽1-15合拢，从而使锚杆锚索夹持槽1-18完成对锚杆或者锚索尾端的夹持，当完成夹持后，因为启动轴锁定卡板控制扳手1-4的卡板卡入棘轮1-10，使吊装夹板开合螺纹轴1-12被锁定，从而防止两个吊装夹板1-3松开，防止夹持失效。

如图13所示，所述的控制主机4包括主机壳体4-1、控制主机前盖4-2、显示屏4-3、锁定凸起4-4、喇叭嘴4-5和提手4-6，主机壳体4-1内置控制机，主机壳体4-1上部通过转轴安装控制主机前盖4-2，主机壳体4-1和控制主机前盖4-2下部结合处设有锁定凸起4-4并由螺丝锁定，主机壳体4-1侧边和下部分别安装五个以上的喇叭嘴4-5，主机壳体4-1上部通过转轴安装提手4-6，主机壳体4-1表面安装扩音器，控制主机前盖4-2表面开矩形通孔安装显示屏4-3并由钢化玻璃封闭。

需要说明的是：为了使单个控制主机4能够控制多个设备，控制主机4外部配备多个喇叭嘴4-5，便于连接更多线路，同时为了进一步提升控制能力并且使控制主机4能够串联，单片机668的型号为D44型单片机，通信模块669的型号为78-5G型PLC通讯模块，上述产品均可在市面购买上或私人定制购得。

所述的显示屏4-3配备红外接收窗口，所述的感应器集群2包括一氧化碳传感器、温度传感器、矿用烟雾传感器和语音声光报警器，所述的外部箱体3-8和内水箱3-9之间填充石棉层，石棉层中间布设钢丝网，所述的立体袋3-5内侧相对的两面呈矩阵布置拉环，相对应的拉环之间通过绳索连接，所述的立体袋3-5外部通过粘贴安装多个支撑肋柱。

需要说明的是：为了使工作人员能够直接对控制主机4进行控制，显示屏4-3配备红外接收窗口，操作人员可以通过红外遥控器直接控制设备；感应器集群2能够有效感知多种危险源，进行更有效的监控；外部箱体3-8和内水箱3-9之间填充石棉层，以及石棉层中间布设钢丝网，能够有效保护内水箱3-9，使内水箱3-9可以在受到冲击后仍然可以保持完整性；立体袋3-5内侧相对的两面呈矩阵布置拉环，相对应的拉环之间通过绳索连接，立体袋3-5外部通过粘贴安装多个支撑肋柱，借助立体袋3-5内的拉花和外部的肋柱，使立体袋3-5即使在装满水的情况下仍然可以保持墙体状态，减少注水量，从而加快反应速度，并且横向安装的肋柱既能够有效支撑立体袋3-5，又不影响立体袋3-5的收缩折叠。

使用时将矿用自动报警灭火隔爆控制系统安装，并连接相应的管线，并将控制线连接，设备即可投入运行。

本发明在使用时，具体工作如下：

安装时，首先将喷淋装置1放置到位后，将压缩空气管路连接至吊装夹板合拢气嘴1-5，此时，启动轴锁定卡板控制扳手1-4因为其失去手动限位，已经在弹簧的作用下使启动轴锁定卡板控制扳手1-4在气动罩壳1-1内的卡板重新卡入棘轮1-10中，因此无需操作启动轴锁定卡板控制扳手1-4，连接压缩空气管后，压缩空气通过吊装夹板合拢气嘴1-5进入气动罩壳1-1，压缩空气推动气动轮1-11向相反方向转动，带动吊装夹板开合螺纹轴1-12反向旋转，使两个吊装夹板1-3能够在带动吊装夹板开合螺纹轴1-12上相反的螺纹的作用下，通过螺纹孔1-22使锚杆锚索夹持板1-19和防倾倒卡板1-21能够沿着夹具基台1-13的夹板防倾限位槽1-14和夹板滑槽1-15合拢，从而使锚杆锚索夹持槽1-18完成对锚杆或者锚索尾端的夹持，当完成夹持后，因为启动轴锁定卡板控制扳手1-4的卡板卡入棘轮1-10，使吊装夹板开合螺纹轴1-12被锁定，从而防止两个吊装夹板1-3松开，防止夹持失效，然后将喷淋管1-8前后串联，最后一个喷淋装置1的喷淋管1-8通过管路连接供水管外接的电控阀，喷淋装置1即为安装到位。而自动隔爆水墙3在安装时，需要在巷道开掘时在顶板上开设一个两米宽度与巷道宽度相等长度不低于两米的水墙凹槽，然后将水箱套件3-1顶托到位后，通过水箱支撑梁3-2固定，再将立体袋3-5安装至水箱套件3-1下部的立体袋安装孔3-10，将相应的管线连接至供水管路和控制主机4，最后在各个要点安装感应器集群，设备即可开始工作。

设备防控时，当感应器集群2检测到皮带巷设备温度异常或者巷道中某一监控数值异常后，控制主机4即可控制与喷淋装置1相连的电控阀打开，给喷淋装置1供水，使喷淋装置1的喷淋头1-9开始喷射水雾，进而使可能着火的设备或者煤炭进行物理降温，如果火势开始扩大，除了正常喷射水雾外，控制主机4即可控制自动隔爆水墙3展开，此时自动隔爆水墙3内置的内水箱3-9中的水泵就开始向立体袋3-5注水，立体袋3-5接收注水时，水墙袋收束绳电动卷盘3-12放出收束绳，使立体袋3-5展开，逐渐冲水的立体袋3-5和边袋3-6会将皮带巷隔断，用以防止因瓦斯或者粉尘爆炸的火势和冲击波。

综上，本发明实施例的矿用自动报警灭火隔爆控制系统，通过布设简单的喷淋装置1和能够阻隔火源和冲击波的自动隔爆水墙3，本申请可以有效控制矿井火灾，并有效隔断事故区域，防止次生灾害，有效确保煤矿安全生产；尤其是喷淋装置1单个体积小，可以方便地布设，并且能够跟随综采工作面前进，有效降低工作量，自动隔爆水墙3则具备部署迅速阻隔好的优势，既能够在平时折叠起来不影响人员通行，又能够在需要时立即展开进行阻隔；能够较好地发现和扑灭可能的火源并快速有效地阻隔爆炸，可以有效地提高安全性。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.矿用自动报警灭火隔爆控制系统，包括控制主机（4），其特征在于，所述的控制主机（4）通过电线分别连接地面调度室、喷淋装置（1）、感应器集群（2）和自动隔爆水墙（3），喷淋装置（1）安装在皮带巷机头、掘进迎头和配电硐室，并通过管路连接供水管，喷淋装置（1）由带有电控阀门的喷淋装置供水箱（5）控制供水；皮带巷机头、掘进迎头和配电硐室出口巷道上部开多个水墙凹槽安装自动隔爆水墙（3），每个自动隔爆水墙（3）间隔不低于六十米；皮带巷机头、掘进迎头和配电硐室出口巷道侧帮挂装感应器集群（2），感应器集群（2）包括一氧化碳传感器、温度传感器、矿用烟雾传感器和语音声光报警器，所述的自动隔爆水墙（3）包括水箱套件（3-1）、水箱支撑梁（3-2）、水管连接口（3-3）、线路连接口（3-4）、立体袋（3-5）、边袋（3-6）和水墙袋收束绳（3-7），水箱套件（3-1）下部固定安装立体袋（3-5），立体袋（3-5）两侧均设有边袋（3-6），立体袋（3-5）和边袋（3-6）之间联通，水箱套件（3-1）内部伸出多个水墙袋收束绳（3-7）绕过立体袋（3-5）后固定连接至水箱套件（3-1），水箱套件（3-1）前后分别开设通孔安装水管连接口（3-3）和线路连接口（3-4），前后的水管连接口（3-3）通过管路连接并在管路上安装三通上接口设有水泵，水箱套件（3-1）下部表面的前段、中段和后段分别通过螺丝或者支架安装水箱支撑梁（3-2），水箱支撑梁（3-2）端部插入巷道侧帮，自动隔爆水墙（3）通过水管连接口（3-3）连接供水管路，自动隔爆水墙（3）通过线路连接口（3-4）连接控制主机（4）；所述的水箱套件（3-1）包括外部箱体（3-8）、内水箱（3-9）、立体袋安装孔（3-10）、水墙袋收束绳变向滚轮（3-11）和水墙袋收束绳电动卷盘（3-12），外部箱体（3-8）内部通过支架安装内水箱（3-9），内水箱（3-9）通过水泵向立体袋（3-5）内注水或者抽水，立体袋（3-5）上部固定连接外部箱体（3-8）下部的立体袋安装孔（3-10），外部箱体（3-8）内侧下部通过支架并列安装四个或者六个水墙袋收束绳电动卷盘（3-12），每个水墙袋收束绳电动卷盘（3-12）前方都对应安装一个水墙袋收束绳变向滚轮（3-11），水墙袋收束绳电动卷盘（3-12）上的水墙袋收束绳（3-7）经过水墙袋收束绳变向滚轮（3-11）变向后，绕过立体袋（3-5）后固定连接至水箱套件（3-1），内水箱（3-9）向立体袋（3-5）内注水的水泵至少安装五个，每个水泵都配备独立的水管和电磁阀。

2.根据权利要求1所述的矿用自动报警灭火隔爆控制系统，其特征在于，所述的喷淋装置（1）多个串联后形成一个喷淋组，多个喷淋组并行安装覆盖灭火巷道，喷淋装置（1）包括气动罩壳（1-1）、吊装夹具基台（1-2）、吊装夹板（1-3）、启动轴锁定卡板控制扳手（1-4）、吊装夹板合拢气嘴（1-5）、吊装夹板分离气嘴（1-6）、喷淋管吊挂转轴（1-7）、喷淋管（1-8）和喷淋头（1-9），气动罩壳（1-1）侧边对称布置吊装夹板合拢气嘴（1-5）和吊装夹板分离气嘴（1-6），气动罩壳（1-1）表面安装启动轴锁定卡板控制扳手（1-4），启动轴锁定卡板控制扳手（1-4）配备复位弹簧，吊装夹具基台（1-2）上部安装对向开合的吊装夹板（1-3），通过给吊装夹板合拢气嘴（1-5）或者吊装夹板分离气嘴（1-6）连接风机控制吊装夹板（1-3）开合，吊装夹具基台（1-2）下部的支架通过喷淋管吊挂转轴（1-7）连接喷淋管（1-8），喷淋管（1-8）下部表面开设通孔螺纹安装喷淋头（1-9），喷淋管（1-8）前后端均带有螺纹，多个喷淋装置（1）通过软管串联。

3.根据权利要求2所述的矿用自动报警灭火隔爆控制系统，其特征在于，所述的气动罩壳（1-1）包括棘轮（1-10）、气动轮（1-11）和吊装夹板开合螺纹轴（1-12），气动罩壳（1-1）内部通过轴承安装吊装夹板开合螺纹轴（1-12），吊装夹板开合螺纹轴（1-12）的一端串联棘轮（1-10）和气动轮（1-11），启动轴锁定卡板控制扳手（1-4）在气动罩壳（1-1）内部的卡爪卡住棘轮（1-10），吊装夹板合拢气嘴（1-5）和吊装夹板分离气嘴（1-6）分别对准气动罩壳（1-1）内气动轮（1-11）的一边；两个对向的吊装夹板（1-3）分别螺接在吊装夹板开合螺纹轴（1-12）上相反的螺纹上。

4.根据权利要求2所述的矿用自动报警灭火隔爆控制系统，其特征在于，所述的吊装夹具基台（1-2）包括夹板防倾限位槽（1-14）、夹板滑槽（1-15）、夹板滑槽封板（1-16）和夹板控制转轴安装孔（1-17），夹具基台（1-13）上部表面开设圆形的夹板防倾限位槽（1-14），夹板滑槽（1-15）内两侧开设夹板防倾限位槽（1-14），夹具基台（1-13）前后均通过螺丝固定安装夹板滑槽封板（1-16），夹板滑槽封板（1-16）表面设有夹板控制转轴安装孔（1-17），夹板控制转轴安装孔（1-17）的圆心与圆形的夹板防倾限位槽（1-14）的圆心处于同一轴线，吊装夹板开合螺纹轴（1-12）通过轴承安装在夹板控制转轴安装孔（1-17）中，气动罩壳（1-1）朝向吊装夹具基台（1-2）的一侧固定连接夹具基台（1-13）一端的夹板滑槽封板（1-16）。

5.根据权利要求2所述的矿用自动报警灭火隔爆控制系统，其特征在于，所述的吊装夹板（1-3）包括锚杆锚索夹持槽（1-18）、锚杆锚索夹持板（1-19）和滚珠（1-20），锚杆锚索夹持板（1-19）表面开设锚杆锚索夹持槽（1-18），锚杆锚索夹持板（1-19）两侧向外延伸形成防倾倒卡板（1-21），防倾倒卡板（1-21）上下表面呈矩阵排列滚珠（1-20），吊装夹板开合螺纹轴（1-12）通过螺接锚杆锚索夹持板（1-19）的螺纹孔（1-22），使锚杆锚索夹持板（1-19）在夹板滑槽（1-15）中来回移动，锚杆锚索夹持板（1-19）两侧的防倾倒卡板（1-21）在夹板防倾限位槽（1-14）中来回移动。

6.根据权利要求1所述的矿用自动报警灭火隔爆控制系统，其特征在于，所述的控制主机（4）包括主机壳体（4-1）、控制主机前盖（4-2）、显示屏（4-3）、锁定凸起（4-4）、喇叭嘴（4-5）和提手（4-6），主机壳体（4-1）内置控制机，主机壳体（4-1）上部通过转轴安装控制主机前盖（4-2），主机壳体（4-1）和控制主机前盖（4-2）下部结合处设有锁定凸起（4-4）并由螺丝锁定，主机壳体（4-1）侧边和下部分别安装五个以上的喇叭嘴（4-5），主机壳体（4-1）上部通过转轴安装提手（4-6），主机壳体（4-1）表面安装扩音器，控制主机前盖（4-2）表面开矩形通孔安装显示屏（4-3）并由钢化玻璃封闭，所述的显示屏（4-3）配备红外接收窗口。

7.根据权利要求1所述的矿用自动报警灭火隔爆控制系统，其特征在于，所述的喷淋装置供水箱（5）内装有28%氢氧化钠、30%碳酸氢钠和25%苛性钠。

8.根据权利要求1所述的矿用自动报警灭火隔爆控制系统，其特征在于，所述的外部箱体（3-8）和内水箱（3-9）之间填充石棉层，石棉层中间布设钢丝网。

9.根据权利要求1所述的矿用自动报警灭火隔爆控制系统，其特征在于，所述的立体袋（3-5）内侧相对的两面呈矩阵布置拉环，相对应的拉环之间通过绳索连接，且立体袋（3-5）外部通过粘贴安装多个支撑肋柱。