一种用于预防煤层中煤炭自燃的装置

1.本发明涉及煤炭开采技术领域，特别是涉及一种用于预防煤层中煤炭自燃的装置。


背景技术：

2.在煤炭开采过程中，由于煤层内的煤与外界空气接触，使得煤炭被氧化并散发热量，而散发的热量得不到有效释放，就会使得煤层内的温度越来越高，最终温度达到煤炭的自燃点，造成煤炭的自燃。
3.现有技术中，通常采用向煤层内注入惰性气体或者注浆的方式，减少煤层内活跃空气含量，同时对煤层进行降温处理，以避免煤炭自燃的产生，然而该种方式使用成本较高，且使用效果较差，因此亟需一种用于预防煤层中煤炭自燃的装置，提高对煤层的散热效果，同时降低其散热成本。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种用于预防煤层中煤炭自燃的装置，以解决上述现有技术存在的问题，能够实现提高对煤层的散热效果，同时降低其散热成本。
5.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种用于预防煤层中煤炭自燃的装置，包括煤层，
6.散热部，设置在所述煤层内，所述散热部包括若干散热组件，若干所述散热组件设置在所述煤层内，若干所述散热组件连通有散热主管，所述散热主管位于所述煤层外，所述散热组件包括进气管和排气管，任一所述散热组件的排气管与另一相邻所述散热组件的进气管对应设置，且任一所述散热组件的排气管与另一相邻所述散热组件的进气管连通；
7.驱动部，设置在所述散热主管上，所述散热主管通过所述驱动部进行吸气和排气；
8.注液部，设置在所述散热主管上，所述注液部与所述散热主管可拆卸连接，所述注液部与所述进气管连通。
9.优选的，所述进气管上连通有若干进气支管，所述排气管上连通有若干排气支管，任一所述排气管通过所述排气支管与另一相邻所述散热组件的所述进气管连通。
10.优选的，所述散热主管上固接有若干连通管，所述进气管和所述排气管通过所述连通管与所述散热主管连通，所述连通管内固接有第一分隔板，所述第一分隔板将所述连通管分隔为进气腔和排气腔，所述进气腔与所述进气管连通，所述排气腔与所述排气管连通。
11.优选的，所述散热主管内固接第二分隔板，所述第二分隔板将所述散热主管分隔为挤压腔和抽吸腔，所述排气腔出气端与所述抽吸腔连通，所述进气腔进气端与所述挤压腔连通。
12.优选的，所述驱动部包括与所述散热主管固定的抽吸管和挤压管，所述抽吸管与所述抽吸腔连通，所述抽吸管内设置有抽吸风扇，所述抽吸管外设置有旋转电机，所述旋转
电机输出轴与所述抽吸风扇固接，所述挤压管与所述挤压腔连通，所述挤压管内设置有挤压风扇，所述挤压风扇与所述旋转电机传动连接。
13.优选的，所述抽吸管连通有惰性气体收集箱，所述挤压管连通有惰性气体排放箱。
14.优选的，所述挤压腔内固定有安装管，所述挤压腔通过所述安装管与所述进气腔连通，所述注液部包括设置在所述挤压腔内的液体进管，所述液体进管出液端与所述安装管对应设置，所述散热主管外设置有液体存储箱，所述液体存储箱与所述液体进管连通。
15.优选的，所述安装管为圆台型结构，所述液体进管靠近所述安装管的一端直径小于所述安装管直径。
16.优选的，所述排气管内固接有温度传感器。
17.本发明公开了以下技术效果：
18.1.通过进气管和排气管配合，进气管向煤层内通入惰性气体，惰性气体挤压煤层内的活跃气体并带走煤层内的部分热量后进入排气管，通过散热主管的收集，可以回收部分惰性气体，以便于下次使用，进而降低了使用成本。
19.2.设置有注液部，当进气管和排气管配合无法满足对煤层的散热要求后，注液部启动，通过进气管向煤层内注浆，且部分浆液可携带热量由排气管进入散热主管内，通过对浆液的重复利用，降低使用成本。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为预防煤层中煤炭自燃的装置的结构示意图；
22.图2为图1中a处的局部放大图；
23.图3为注液部的结构示意图；
24.图4为驱动部的结构示意图；
25.其中，1-煤层，2-散热主管，3-进气管，4-排气管，5-进气支管，6-排气支管，7-连通管，8-第一分隔板，9-进气腔，10-排气腔，11-第二分隔板，12-挤压腔，13-抽吸腔，14-抽吸管，15-挤压管，16-抽吸风扇，17-旋转电机，18-挤压风扇，19-惰性气体收集箱，20-惰性气体排放箱，21-安装管，22-液体进管，23-液体存储箱，24-温度传感器，25-第一齿轮，26-第二齿轮。
具体实施方式
26.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
27.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
28.本发明提供一种用于预防煤层中煤炭自燃的装置，包括煤层1，散热部，设置在煤层1内，散热部包括若干散热组件，若干散热组件设置在煤层1内，若干散热组件连通有散热主管2，散热主管2位于煤层1外，散热组件包括进气管3和排气管4，任一散热组件的排气管4与另一相邻散热组件的进气管3对应设置，且任一散热组件的排气管4与另一相邻散热组件的进气管3连通；驱动部，设置在散热主管2上，散热主管2通过驱动部进行吸气和排气；注液部，设置在散热主管2上，注液部与散热主管2可拆卸连接，注液部与进气管3连通。
29.当对煤层1进行散热时，驱动部启动，推动惰性气体进入散热主管2内，并通过散热主管2进入进气管3，惰性气体通过进气管3排入煤层1内，挤压煤层1内的活跃气体并带走煤层1内的部分热量后进入排气管4，多个排气管4通过散热主管2收集惰性气体，当进气管3和排气管4不能满足散热需求后，注液部启动，使得注液部与进气管3连通，通过进气管3向煤层1内注浆，对煤层1进行降温处理。
30.进一步优化方案，进气管3上连通有若干进气支管5，排气管4上连通有若干排气支管6，任一排气管4通过排气支管6与另一相邻散热组件的进气管3连通。进气支管5设置有多个，目的是更好的向煤层1内排入惰性气体，同理，排气支管6设置有多个，目的是更好的由煤层1内吸收惰性气体。即一个进气支管5排出惰性气体，惰性气体经过煤层1的间隙后由另一个排气支管6抽取，从而减小煤层1含有的活跃空气量，降低煤炭发生氧化反应几率，同时，惰性气体可以带走煤层1内的部分热量，进一步降低煤炭自燃的几率。
31.进一步优化方案，散热主管2上固接有若干连通管7，进气管3和排气管4通过连通管7与散热主管2连通，连通管7内固接有第一分隔板8，第一分隔板8将连通管7分隔为进气腔9和排气腔10，进气腔9与进气管3连通，排气腔10与排气管4连通。连通管7的作用是连接散热主管2、进气管3和排气管4，而在第一分隔板8的作用下，进气腔9和排气腔10不相互干扰，使得进气腔9提供惰性气体，排气腔10收集惰性气体。
32.进一步优化方案，散热主管2内固接第二分隔板11，第二分隔板11将散热主管2分隔为挤压腔12和抽吸腔13，排气腔10出气端与抽吸腔13连通，进气腔9进气端与挤压腔12连通。挤压腔12内的惰性气体进入进气腔9内，而对抽吸腔13进行抽气操作，在负压的作用下，使得排气腔10内的空气被抽入抽吸腔13内。
33.本发明的一个实施例中，第一分隔板8和第二分隔板11均采用隔热材质。其目的是防止使用完毕的惰性气体和未使用的惰性气体产生热交换，从而影响未使得的惰性气体的使用效果。
34.进一步优化方案，驱动部包括与散热主管2固定的抽吸管14和挤压管15，抽吸管14与抽吸腔13连通，抽吸管14内设置有抽吸风扇16，抽吸管14外设置有旋转电机17，旋转电机17输出轴与抽吸风扇16固接，挤压管15与挤压腔12连通，挤压管15内设置有挤压风扇18，挤压风扇18与旋转电机17传动连接。旋转电机17工作，带动抽吸风扇16旋转，对抽吸腔13进行抽气操作。
35.本发明的一个实施例中，旋转电机17输出轴固接有第一齿轮25，挤压风扇18上固接有第二齿轮26，第一齿轮25与第二齿轮26啮合。旋转电机17工作带动第一齿轮25旋转，而由于第二齿轮26与第一齿轮25啮合，因此第二齿轮26的转动方向与第一齿轮25的转动方向想相反，即抽吸风扇16在抽吸腔13抽气时，挤压风扇18转动并向挤压腔12内导入惰性气体。
36.进一步优化方案，抽吸管14连通有惰性气体收集箱19，挤压管15连通有惰性气体
排放箱20。将使用完毕的惰性气体通过惰性气体收集箱19进行收集，对惰性气体收集箱19内的气体进行处理，得到新的可使用的惰性气体，并将得到的新的惰性气体通入惰性气体排放箱20内。同时，当注液部工作时，惰性气体收集箱19可以作为浆液收集箱使用。
37.进一步优化方案，挤压腔12内固定有安装管21，挤压腔12通过安装管21与进气腔9连通，注液部包括设置在挤压腔12内的液体进管22，液体进管22出液端与安装管21对应设置，散热主管2外设置有液体存储箱23，液体存储箱23与液体进管22连通。当进气管3和排气管4满足散热需求时，液体进管22不需要与安装管21连通，惰性气体由安装管21进入进气管3内，而当进气管3和排气管4不满足散热需求时，推动液体进管22，使得液体进管22与安装管21连通，并通过液体存储箱23向安装管21和进气管3内注入浆液。
38.进一步优化方案，安装管21为圆台型结构，液体进管22靠近安装管21的一端直径小于安装管21直径。圆台型结构的设置，可以使得液体进管22较为容易的安装在安装管21内。
39.进一步优化方案，排气管4内固接有温度传感器24。温度传感器24用来监测排气管4内的温度，通过温度传感器24反馈的煤层温度，判断煤层的散热是否符合预定值。且由于温度传感器24的存在，监测人员可以较快的发现煤层1温度升高的位置，并在相对应的位置启动注液部，以对煤层1温度升高的位置进行定点散热。
40.使用原理：
41.当对煤层1进行散热时，旋转电机17启动，带动抽吸风扇16旋转，对抽吸腔13进行抽气操作，同时，在第一齿轮25和第二齿轮26的作用下，挤压风扇18向挤压腔12内导入惰性气体，惰性气体通过挤压腔12、进气腔9后进入进气管3，惰性气体通过进气管3排入煤层1内，挤压煤层1内的活跃气体并带走煤层1内的部分热量后进入排气管4，多个排气管4通过排气腔10收集惰性气体，在此过程中，温度传感器24监控多个排气管4内温度，当温度传感器24监控到某一排气管4内温度异常时，启动相对应的注液部，使得液体进管22与进气管3连通，通过进气管3向煤层1内注浆，对煤层1进行降温处理。
42.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
43.以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。