矿用液态CO₂防灭火工艺及装置

摘要

一种矿用液态CO2防灭火工艺及装置，是将液态CO2运送至井下火区及以液态灌注火区，利用液态CO2对火区进行窒息氧、冷却降温和惰化抑爆实现防灭火。其系统由液态CO2槽车1、液态CO2贮运罐2、汽化器10，以及自增压管路、进出液管路等组成；其防灭火装置由液态CO2贮运罐2、汽化器10、自增压管路、进出液管路等构成。其中，自增压管路由自增压出液管路、自增压进气管路构成，与汽化器10组合构成自增压系统，可实现罐体内压力自我补偿。本发明解决了液态CO2罐体和管道输送过程中气化结冰的技术难题，实现了安全转贮、运输和灌注，具有灭火速度快、操作简单、成本低、运行稳定、防灭火效果显著等特点，具有广泛的实用性。

主权项

一种矿用液态CO2防灭火技术工艺，能将液态CO2运至井下火区及以液态灌注火区，利用液态CO2进行窒息氧、冷却降温和惰化抑爆，实现防灭火；系统组成：包括液态CO2槽车(1)、液态CO2贮运罐(2)、汽化器(10)，以及自增压进液管路、自增压出气管路、进出液管路；在地面，运送液态CO2的槽车(1)，其槽车接口经进出液总阀(F2)将液态CO2充装入各液态CO2贮运罐(2)，开启其自增压系统；充装好的各液态CO2贮运罐运送到井下，按顺序连接挂车，用机车牵引到火区地点；在火区地点，先打开灌注阀(F3)及首个液态CO2贮运罐的单元进出液阀(F1)，将液态CO2灌注到火区进行防灭火，待首个液态CO2贮运罐(2)放完后关闭其单元进出液阀(F1)，然后依次逐个液态CO2贮运罐(2)向火区喷注，每当一个液态CO2贮运罐(2)放完后则关闭其单元进出液阀，直至将整个液态CO2贮运罐车组灌注完毕为止；液态CO2贮运罐(2)设有自增压系统，由自增压出液阀(FZ1)、自增压出液管(11)、自增压出液总管(12)、汽化器(10)、自增压进气管(13)、自增压进气总管(14)、自增压进气阀(FZ2)构成；汽化器(10)采用空浴式汽化器；液态CO2贮运罐(2)设有压力表(P)、液位表(L)和安全阀(FA)；操作方法：①充装前的准备：对液态CO2贮运罐(2)的真空度进行检查，抽真空检漏，漏率为≤6×10‑7Pam3/s，封结真空度≤2Pa；单元进出液阀(F1)、自增压出液阀(FZ1)，自增压进气阀(FZ2)、灌注阀(F3)处于关闭状态，检查自增压系统各部分正常；②充装时：a.先把连接进出液总阀(F2)的进液高压胶管接到液态CO2槽车接口上，后顺序开启单元进出液阀(F1)，再逐渐开启进出液总阀(F2)，使充装的液态CO2达到90％的充满率；b.关闭进出液总阀(F2)、单元进出液阀(F1)，分别从压力表(P)、液位表(L)观察液压与液位是否充装到规定值；c.打开自增压出液阀(FZ1)、自增压进气阀(FZ2)，使得贮运罐压力维持稳定；③运输：各液态CO2贮运罐(2)按以上程序充装完毕后，按顺序挂车，首尾连接后，用机车牵引到火区地点；运输中保持液态CO2贮运罐(2)的真空度，不能随意增加其压力及温度，关闭各阀门；液态CO2贮运罐保证压力≥20BAR，温度≤‑20℃；④灌注前：检查各液态CO2贮运罐(2)的真空度是否完好，液态CO2是否按规定值装满；安全阀(FA)是否完好，各阀门是否关严；应按灌注需要用量组装液态CO2贮运罐的数量，形成液态CO2贮运罐列车；根据现场需要在液态CO2贮运罐列车与火区之间设置防火墙隔离；⑤火区灌注：按先后次序，灌注各液态CO2贮运罐(2)的液态CO2液体，即先打开灌注阀(F3)及首个液态CO2贮运罐(2)的单元进出液阀(F1)，将液态CO2灌注到火区进行防灭 火，待首个液态CO2贮运罐(2)放完后关闭其单元进出液阀(F1)，然后依次逐个液态CO2贮运罐(2)向火区喷注，每当一个液态CO2贮运罐(2)放完后则关闭其单元进出液阀(F1)，直至将整个液态CO2贮运罐车组灌注完毕为止，再逐个关闭其他各阀门，运送返回地面准备重新充装。