CN206207013U - 一种矿用液态二氧化碳管道输送装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种矿用灭火液态二氧化碳的长距离管道输送装置，包括气态二氧化碳储罐和液态二氧化碳储罐以及用于从立井、平硐或斜井进入矿体内并延伸至井下火区的输送管道，输送管道位于矿体外的一端设置稳压阀和压力表，输送管道位于矿体外的一端通过第一连接管与气态二氧化碳储罐连通，输送管道位于矿体外的一端通过第二连接管与液态二氧化碳储罐连通，第一连接管上设置第一截断阀，第二连接管上设置第二截断阀，输送管道位于矿体内的一端设置压力控制阀，输送管道位于矿体内的一端连接有穿过井下火区密闭墙的灭火管，灭火管上安装有灭火阀。该输送装置能够实现对液态二氧化碳的直接输送，确保了井下火区灭火时液态二氧化碳的充足供应。

Description

一种矿用液态二氧化碳管道输送装置

技术领域

本实用新型属于矿用液态二氧化碳输送技术领域，具体是涉及一种矿用液态二氧化碳管道输送装置。

背景技术

煤自燃火灾作为全球性灾难之一，严重威胁着人类健康和煤矿安全生产，造成了巨大的资源损失和环境污染。现有的煤矿防灭火技术方法中，液态二氧化碳方法由于在惰化的基础上能够实现快速降温，在矿井火区治理上表现出极大的优势。

由于二氧化碳的相态与压力和温度相关，温度过低或者压力过高会形成干冰，在长距离管道输送过程中则发生堵管现象，温度过高或者压力过低会形成气态二氧化碳，达不到降温效果。

目前，中国专利公告号为CN201802437U和CN202578775U均公开了一种矿用移动式二氧化碳储罐，在使用时，通过矿用板车将该矿用移动式二氧化碳储罐运到井下使用地点，再通过管路连接至火区实施灭火，采用这种方式时，由于运输巷道的限制，这种低温二氧化碳液体贮槽的体积较小，无法满足灭火时的用量需求，另外，采用这种方式无法快速的将液态二氧化碳输送至目标区域。

因此，如何实现液态二氧化碳长距离输送，以满足液态二氧化碳灭火的用量需求，已成为二氧化碳防灭火技术的关键技术难题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种矿用灭火液态二氧化碳的长距离管道输送装置。该输送装置能够实现对液态二氧化碳的直接输送，确保了井下火区灭火时液态二氧化碳的充足供应。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种矿用灭火液态二氧化碳的长距离管道输送装置，其特征在于：包括气态二氧化碳储罐和液态二氧化碳储罐以及用于从立井、平硐或斜井进入矿体内并延伸至井下火区的输送管道，所述输送管道位于矿体外的一端设置有用于供压力高于1.6MPa～2MPa的气体或液体进入所述输送管道的稳压阀和用于对输送管道内的压力进行观测的压力表，所述输送管道位于矿体外的一端通过第一连接管与气态二氧化碳储罐相连通，所述输送管道位于矿体外的一端通过第二连接管与液态二氧化碳储罐相连通，所述第一连接管上设置有第一截断阀，所述第二连接管上设置有第二截断阀，所述输送管道位于矿体内的一端设置有用于在管内压力大于2MPa～2.5MPa时将其内的气体或液体泄出的压力控制阀，所述输送管道位于矿体内的一端连接有穿过井下火区密闭墙的灭火管，所述灭火管上安装有灭火阀。

上述的一种矿用灭火液态二氧化碳的长距离管道输送装置，其特征在于：所述灭火管的数量为三个，分别为第一灭火管、第二灭火管和第三灭火管，所述第一灭火管、第二灭火管和第三灭火管均为水平布设，所述第一灭火管与所述井下火区密闭墙相垂直，所述第二灭火管向所述第一灭火管的一侧倾斜，所述第三灭火管向所述第一灭火管的另一侧倾斜；所述灭火阀的数量为三个，分别为第一灭火阀、第二灭火阀和第三灭火阀，所述第一灭火阀设置在所述第一灭火管上，所述第二灭火阀设置在所述第二灭火管上，所述第三灭火阀设置在所述第三灭火管上。

上述的一种矿用灭火液态二氧化碳的长距离管道输送装置，其特征在于：所述稳压阀靠近气态二氧化碳储罐和液态二氧化碳储罐的一侧设置有用于为气态二氧化碳或液态二氧化碳增压的增压泵，所述增压泵安装在输送管道上。

上述的一种矿用灭火液态二氧化碳的长距离管道输送装置，其特征在于：包括液氮储罐，所述输送管道的上端通过第三连接管与所述液氮储罐相连通，所述第三连接管上设置有第三截断阀。

上述的一种矿用灭火液态二氧化碳的长距离管道输送装置，其特征在于：包括氮气储罐，所述输送管道的上端通过第四连接管与所述氮气储罐相连通，所述第四连接管上设置有第四截断阀。

上述的一种矿用灭火液态二氧化碳的长距离管道输送装置，其特征在于：所述输送管道上设置有用于对其内气体或液体温度进行检测的温度传感器和用于对其内的气体或液体流量进行检测的流量计。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型的结构简单，设计新颖合理。

2、本实用新型通过设置稳压阀，有效确保了进入输送管的气态二氧化碳和液态二氧化碳高于1.6MPa～2MPa，其中，进入输送管内的气态二氧化碳能够对输送管进行有效的升压，为液态二氧化碳的输送提供了压力条件；通过设置压力控制阀，能将输送管内压力大于2MPa～2.5MPa的气态二氧化碳或液态二氧化碳泄出，其中，在注入液态二氧化碳时，泄出的液态二氧化碳通过灭火管进入井下火区进行灭火。

3、本实用新型通过设置三个灭火管，即第一灭火管、第二灭火管和第三灭火管，其能够通过与所述井下火区密闭墙相垂直的第一灭火管将液态二氧化碳水平喷射出，通过向所述第一灭火管一侧倾斜的第二灭火管将液态二氧化碳水平喷出，同理，通过向所述第一灭火管另一侧倾斜的第三灭火管将液态二氧化碳水平喷出，这样，能够使得三个灭火管能够有效、全面的覆盖井下火区，进而实现快速、有效的灭火，并且三个灭火阀可以择一开启，这样避免同时开启两个灭火阀造成液态二氧化碳压力下降。

4、本实用新型通过设置液氮储罐以及安装有第三截断阀的第三连接管，可以向输送管道内输入液氮，通过液氮对输送管道进行有效的耐低温测试。

5、本实用新型通过设置氮气储罐以及安装有第四截断阀的第四连接管，可以向输送管道内输入氮气，通过氮气对输送管道进行有效的气密性测试。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型三个灭火管的水平布设示意图。

图3为采用本实用新型对矿用灭火液态二氧化碳进行长距离管道输送的方法流程图。

图4为二氧化碳的三相图。

附图标记说明:

1—气态二氧化碳储罐； 2—液态二氧化碳储罐； 3—液氮储罐；

4—氮气储罐； 5—第四截断阀； 6—第三截断阀；

7—第四连接管； 8—第三连接管； 9—第一截断阀；

10—第二截断阀； 11—第一连接管； 12—第二连接管；

13—增压泵； 14—稳压阀； 15—压力表；

16—温度传感器； 17—流量计； 18—输送管道；

19—压力控制阀； 20—第一灭火阀； 21—第二灭火阀；

22—第三灭火阀； 23—第三灭火管； 24—第一灭火管；

25—第二灭火管； 26—井下火区密闭墙。

具体实施方式

如图1所示的一种矿用灭火液态二氧化碳的长距离管道输送装置，包括气态二氧化碳储罐1和液态二氧化碳储罐2以及用于从立井、平硐或斜井进入矿体内并延伸至井下火区的输送管道18，所述输送管道18位于矿体外的一端设置有用于供压力高于1.6MPa～2MPa的气体或液体进入所述输送管道18的稳压阀14和用于对输送管道18内的压力进行观测的压力表15，所述输送管道18位于矿体外的一端通过第一连接管11与气态二氧化碳储罐1相连通，所述输送管道18位于矿体外的一端通过第二连接管12与液态二氧化碳储罐2相连通，所述第一连接管11上设置有第一截断阀9，所述第二连接管12上设置有第二截断阀10，所述输送管道18位于矿体内的一端设置有用于在管内压力大于2MPa～2.5MPa时将其内的气体或液体泄出的压力控制阀19，所述输送管道18位于矿体内的一端连接有穿过井下火区密闭墙26的灭火管，所述灭火管上安装有灭火阀。

本实施例中，该输送装置在使用时，先通过气态二氧化碳对输送管道18进行升压，使输送管道18内的压力达到1.6MPa～2MPa，此时再给输送管道18内通入液态二氧化碳，进入输送管道18内的液态二氧化碳会保持在液相状态，在输送管道18的管内压力大于2MPa～2.5MPa时，由压力控制阀19将对输送管道18内的液相二氧化碳进行泄压，泄压流出的液相二氧化碳再通过灭火管进入井下火区进行灭火。该输送装置能够实现对液相二氧化碳的直接输送，确保了井下火区灭火时液态二氧化碳的充足供应。

如图4所示，要使二氧化碳确保在液相状态下，需要同时满足温度和压力条件，本实施例中，该输送装置通过气态二氧化碳对输送管道18进行升压进而确保了液相二氧化碳输送时的压力条件，对于温度条件来说，由于从液态二氧化碳储罐2输出的液态二氧化碳满足温度条件，随着液态二氧化碳的不断注入，会不断的调整输送管道18的温度，从而满足二氧化碳液相输送的温度条件。

结合图2，所述灭火管的数量为三个，分别为第一灭火管24、第二灭火管25和第三灭火管23，所述第一灭火管24、第二灭火管25和第三灭火管23均为水平布设，所述第一灭火管24与所述井下火区密闭墙26相垂直，所述第二灭火管25向所述第一灭火管24的一侧倾斜，所述第三灭火管23向所述第一灭火管24的另一侧倾斜；所述灭火阀的数量为三个，分别为第一灭火阀20、第二灭火阀21和第三灭火阀22，所述第一灭火阀20设置在所述第一灭火管24上，所述第二灭火阀21设置在所述第二灭火管25上，所述第三灭火阀22设置在所述第三灭火管23上。

本实施例中，通过设置三个灭火管，即第一灭火管24、第二灭火管25和第三灭火管23，其能够通过与所述井下火区密闭墙26相垂直的第一灭火管24将液态二氧化碳水平喷射出，通过向所述第一灭火管24一侧倾斜的第二灭火管25将液态二氧化碳水平喷出，同理，通过向所述第一灭火管24另一侧倾斜的第三灭火管23将液态二氧化碳水平喷出，这样，能够使得三个灭火管能够有效、全面的覆盖井下火区，进而实现快速、有效的灭火，并且三个灭火阀可以择一开启，这样避免同时开启两个灭火阀造成液态二氧化碳压力下降。

如图1所示，所述稳压阀14靠近气态二氧化碳储罐1和液态二氧化碳储罐2的一侧设置有用于为气态二氧化碳或液态二氧化碳增压的增压泵13，所述增压泵13安装在输送管道18上。

本实施例中，当对输送管道18进行升压时，或者向输送管道18内注入液态二氧化碳时，在气态二氧化碳储罐1或液态二氧化碳储罐2内的压力下降从而低于稳压阀14的预设值时，通过增压泵13对从气态二氧化碳储罐1输出的气态二氧化碳或从液态二氧化碳储罐2输出的液态二氧化碳进行有效的增压，以满足稳压阀14的预设值要求，进而能够使气态二氧化碳或液态二氧化碳进入输送管道18内。

如图1所示，该输送装置还包括液氮储罐3，所述输送管道18的上端通过第三连接管8与所述液氮储罐3相连通，所述第三连接管8上设置有第三截断阀6。

本实施例中，通过设置液氮储罐3以及安装有第三截断阀6的第三连接管8，可以向输送管道18内输入液氮，通过液氮对输送管道18进行有效的耐低温测试。

如图1所示，该输送装置还包括氮气储罐4，所述输送管道18的上端通过第四连接管7与所述氮气储罐4相连通，所述第四连接管7上设置有第四截断阀5。

本实施例中，通过设置氮气储罐4以及安装有第四截断阀5的第四连接管7，可以向输送管道18内输入氮气，通过氮气对输送管道18进行有效的气密性测试。

如图1所示，所述输送管道18上设置有用于对其内气体或液体温度进行检测的温度传感器16和用于对其内的气体或液体流量进行检测的流量计17。

本实施例中，通过设置温度传感器16，能够实现对输送管道18内气体或液体的温度检测，同理，通过设计流量计17，能够实现对输送管道18内气体或液体流量的检测。在本实施例中，所述温度传感器16、流量计17和压力表15均可以是多个，进而实现对输送管道18实行分段检测。

本实施例中，所述长距离管道运输一般为1000m～3000m的距离。所述稳压阀14采用的是型号为DGMX2-3-PP-CW-B-40的vickers压力控制阀或型号为DA21F-40P液态二氧化碳安全阀；所述压力控制阀19采用的是型号为DGMX2-3-PP-CW-B-40的vickers压力控制阀或型号为DA21F-40P液态二氧化碳安全阀。所述增压泵13采用型号为BPO-15-75/16.5的低温液体工艺泵或型号为DWB100-1200/100的二氧化碳低温液体充装泵。

如图3所示的一种利用上述输送装置对矿用灭火液态二氧化碳进行长距离管道输送的输送方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、布设输送管道18：将输送管道18从立井、平硐或斜井进入矿体内并延伸至井下火区，并在所述输送管道18位于矿体外的一端安装用于供压力高于1.6MPa～2MPa的气体或液体进入其内的稳压阀14，在所述输送管道18位于矿体内的一端安装用于在输送管道18的管内压力大于2MPa～2.5MPa时将其内的气体或液体泄出的压力控制阀19，在所述输送管道18上安装用于对其内流体压力进行检测的压力表15；

步骤二、布设灭火管：选取灭火管，并在所述灭火管上安装灭火阀，然后在井下火区密闭墙26上打灭火孔，将所述灭火管的一端穿入所述灭火孔，将灭火管的另一端与输送管道18相连通；

步骤三、将输送管道18与气态二氧化碳储罐1和液态二氧化碳储罐2连接：使用第一连接管11将气态二氧化碳储罐1和输送管道18相连接，并在所述第一连接管11上安装第一截断阀9，使用第二连接管12将液态二氧化碳储罐2和输送管道18相连接，并在所述第二连接管12上安装第二截断阀10，确保所述第一截断阀9和第二截断阀10均处于关闭状态；

步骤四、向输送管道18内注入气态二氧化碳进行升压：打开稳压阀14、第一截断阀9和所述灭火阀，在稳压阀14的压力控制作用下，压力高于1.6MPa～2MPa的气态二氧化碳进入到输送管道18，当输送管道18内的压力大于2MPa～2.5MPa时，通过压力控制阀19进行泄压，泄出的气态二氧化碳再通过所述灭火管输送至井下火区，当压力表15的示数持续不低于1.6MPa～2MPa时，关闭第一截断阀9，停止向输送管道18内注入气态二氧化碳；

步骤五、向输送管道18内注入液态二氧化碳进行灭火：打开第二截断阀10，在稳压阀14的压力控制作用下，压力高于1.6MPa～2MPa的液态二氧化碳进入到输送管道18，当输送管道18内液态二氧化碳的压力大于2MPa～2.5MPa时，通过压力控制阀19将液态二氧化碳泄出，泄出的液态二氧化碳再通过所述灭火管对井下火区进行灭火。

本实施例中，采用这种对液态二氧化碳的输送方式，首先布设输送管道18，并在输送管道18上安装稳压阀14、压力控制阀19和压力表15，再在井下火区密闭墙26上布设灭火管，并将所述灭火管与输送管道18连通，然后通过气态二氧化碳对输送管道18进行升压，再在输送管道18满足压力的条件下，向输送管道18内注入液态二氧化碳，通过设置稳压阀14，有效确保了进入输送管道18的气态二氧化碳和液态二氧化碳高于1.6MPa～2MPa，通过设置压力控制阀19，能将输送管道18内压力大于2MPa～2.5MPa的气态二氧化碳或液态二氧化碳泄出，其中，在注入液态二氧化碳时，泄出的液态二氧化碳进入所述灭火管，再通过所述灭火管将液态二氧化碳输送至井下火区进行灭火。

本实施例中，在步骤三之前，对输送管道18进行耐低温测试，具体包括以下步骤：

S1、将输送管道18位于矿体外的一端通过第三连接管8与液氮储罐3相连通，在所述第三连接管8上安装第三截断阀6；

S2、打开稳压阀14，并打开所述第三截断阀6，给输送管道18内注入液氮，在稳压阀14的压力控制作用下，压力高于1.6MPa～2MPa的液氮进入输送管道18，当输送管道18内的压力大于2MPa～2.5MPa时，通过压力控制阀19进行泄压；

观察压力表15的示数，当压力表15的示数持续下降时，说明输送管道18破裂没有通过耐低温测试，需要更换输送管道18；如果压力表15的示数持续不低于1.6MPa～2Mpa，说明输送管道18通过了耐低温性能测试，此时关闭第三截断阀6，所述输送管道18的耐低温测试结束。

本实施例中，通过对输送管道18进行耐低温测试，能够有效确保输送管道18能够达到耐低温标准，为后续的液态二氧化碳输送提供了保障，并且这种测试方法简单、有效，注入的液氮也可以作为灭火剂使用。

本实施例中，在对输送管道18进行耐低温测试以后，再对输送管道18进行气密性测试，具体包括以下步骤：

步骤a、将输送管道18位于矿体外的一端通过第四连接管7与氮气储罐4相连通，在所述第四连接管7上安装第四截断阀5；

步骤b、打开稳压阀14，并打开所述第四截断阀5，开始给输送管道18内注入氮气，在稳压阀14的压力控制作用下，压力高于1.6MPa～2MPa的氮气进入到输送管道18，当输送管道18内的压力大于2MPa～2.5MPa时，通过压力控制阀19进行泄压；

观察压力表15的示数，当压力表15的示数持续下降时，说明输送管道18漏气，需要更换输送管道18；如果压力表15的示数持续不低于1.6MPa～2Mpa，说明输送管道18通过了气密性测试，此时关闭第四截断阀5，所述输送管道18的气密性测试结束。

本实施例中，通过对输送管道18进行气密性测试，能够有效确保输送管道18能够满足气密性要求，为后续的液态二氧化碳输送提供了保障，并且这种测试方法简单、有效，注入的氮气也可以作为灭火剂使用。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (6)

1.一种矿用灭火液态二氧化碳的长距离管道输送装置，其特征在于：包括气态二氧化碳储罐(1)和液态二氧化碳储罐(2)以及用于从立井、平硐或斜井进入矿体内并延伸至井下火区的输送管道(18)，所述输送管道(18)位于矿体外的一端设置有用于供压力高于1.6MPa～2MPa的气体或液体进入所述输送管道(18)的稳压阀(14)和用于对输送管道(18)内的压力进行观测的压力表(15)，所述输送管道(18)位于矿体外的一端通过第一连接管(11)与气态二氧化碳储罐(1)相连通，所述输送管道(18)位于矿体外的一端通过第二连接管(12)与液态二氧化碳储罐(2)相连通，所述第一连接管(11)上设置有第一截断阀(9)，所述第二连接管(12)上设置有第二截断阀(10)，所述输送管道(18)位于矿体内的一端设置有用于在管内压力大于2MPa～2.5MPa时将其内的气体或液体泄出的压力控制阀(19)，所述输送管道(18)位于矿体内的一端连接有穿过井下火区密闭墙(26)的灭火管，所述灭火管上安装有灭火阀。

2.根据权利要求1所述的一种矿用灭火液态二氧化碳的长距离管道输送装置，其特征在于：所述灭火管的数量为三个，分别为第一灭火管(24)、第二灭火管(25)和第三灭火管(23)，所述第一灭火管(24)、第二灭火管(25)和第三灭火管(23)均为水平布设，所述第一灭火管(24)与所述井下火区密闭墙(26)相垂直，所述第二灭火管(25)向所述第一灭火管(24)的一侧倾斜，所述第三灭火管(23)向所述第一灭火管(24)的另一侧倾斜；所述灭火阀的数量为三个，分别为第一灭火阀(20)、第二灭火阀(21)和第三灭火阀(22)，所述第一灭火阀(20)设置在所述第一灭火管(24)上，所述第二灭火阀(21)设置在所述第二灭火管(25)上，所述第三灭火阀(22)设置在所述第三灭火管(23)上。

3.根据权利要求1所述的一种矿用灭火液态二氧化碳的长距离管道输送装置，其特征在于：所述稳压阀(14)靠近气态二氧化碳储罐(1)和液态二氧化碳储罐(2)的一侧设置有用于为气态二氧化碳或液态二氧化碳增压的增压泵(13)，所述增压泵(13)安装在输送管道(18)上。

4.根据权利要求1所述的一种矿用灭火液态二氧化碳的长距离管道输送装置，其特征在于：包括液氮储罐(3)，所述输送管道(18)的上端通过第三连接管(8)与所述液氮储罐(3)相连通，所述第三连接管(8)上设置有第三截断阀(6)。

5.根据权利要求1所述的一种矿用灭火液态二氧化碳的长距离管道输送装置，其特征在于：包括氮气储罐(4)，所述输送管道(18)的上端通过第四连接管(7)与所述氮气储罐(4)相连通，所述第四连接管(7)上设置有第四截断阀(5)。

6.根据权利要求1所述的一种矿用灭火液态二氧化碳的长距离管道输送装置，其特征在于：所述输送管道(18)上设置有用于对其内气体或液体温度进行检测的温度传感器(16)和用于对其内的气体或液体流量进行检测的流量计(17)。