一种煤矿井下自动报警灭火装置

1.本发明涉及灭火装置技术领域，具体是一种煤矿井下自动报警灭火装置。


背景技术：

2.火灾是煤矿井中常见的一种事故，因此煤矿井下自动报警灭火装置是在煤矿安全生产中非常重要的一项技术，其能有效地预防和抑制矿井火灾的发生，保障井下作业人员的生命安全。现有的煤矿井内灭火方式常采用水基灭火、惰性气体灭火等，由于不能有效的进行实时巡逻和检查，且其灭火时针对点单一(先点对点灭火后在移动至其它着火点灭火)，灭火效果较差。
3.因此，有必要提供一种煤矿井下自动报警灭火装置，以解决上述背景技术中提出的问题。


技术实现要素：

4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种煤矿井下自动报警灭火装置，其包括：
5.固定导轨，其铺设于煤矿井的顶部；
6.行走机构，其可移动的设置于所述固定导轨上；
7.报警灭火组件，其设置于所述行走机构的下方；以及
8.固定设置在所述行走机构上端的供储罐，为并排设置的多个，其用于向报警灭火组件内供应灭火剂。
9.进一步，作为优选，所述报警灭火组件与所述供储罐的供应出口相对应设置，且其数目相匹配。
10.进一步，作为优选，所述报警灭火组件包括：
11.安装壳，其可移动的设置于所述固定导轨上，所述安装壳上安装有视觉检测机构与热成像机构；
12.灭火喷头件，其设置于所述安装壳内。
13.进一步，作为优选，所述行走机构上还安设有控制系统，其控制所述行走机构定时于所述固定导轨上行走巡逻，且其能据视觉检测机构与热成像机构的数据反馈移动至火灾处并调整灭火喷头件的运动状态。
14.进一步，作为优选，所述灭火喷头件包括：
15.与所述供储罐的供应出口相对接的供给管；
16.固定于所述安装壳上的侧支座，所述侧支座上周向固定有四个电动推杆；
17.延伸板，为周向设置的四个，其可转动的设置于所述供给管下端，且其分别与四个所述电动推杆相铰接设置，所述延伸板上均开设有通孔；
18.微型缸体，为周向设置的四个，固定于所述安装壳内部，其内部滑动设置有伸缩轴，且所述伸缩轴竖直滑动设置于所述通孔内；
19.导塞，设置于四个所述延伸板间，其上端分别与四个所述伸缩轴相固定。
20.进一步，作为优选，四个所述延伸板拐角处均设置有伸缩导板，且四个所述延伸板的长度均相同。
21.进一步，作为优选，所述导塞的为上下端均为正方形的锥台式结构，其上端长度与所述供给管下端开口口径相等。
22.与现有技术相比，本发明提供了一种煤矿井下自动报警灭火装置，具有以下有益效果：
23.本发明中，行走机构在固定导轨上导向，利用视觉检测机构和热成像机构准确识别且移动至火灾位置，并在灭火过程中根据需求进行往返移动，控制系统控制电动推杆以及微型缸体的伸缩，确保灭火剂在地面上投影为类方环形逐步内缩式喷出，一方面灭火剂在空气中形成锥形灭火带，以达到隔绝外部空气的目的，另一方面能对内部着火点逐一灭火，在其中心着火点灭火时，通过减小压力阀的压力大小或导塞的伸长，灭火剂不规则排出并对中心着火点灭火，该组灭火完成后，控制系统控制行走机构移动固定路径后再执行灭火动作，充分实施灭火，提高灭火效果。
附图说明
24.图1为一种煤矿井下自动报警灭火装置的整体结构示意图；
25.图2为一种煤矿井下自动报警灭火装置中报警灭火组件的结构示意图；
26.图3为图2中a处放大结构示意图；
27.图4为单个灭火喷头件的灭火路径示意图；
28.图5为整组灭火喷头件的灭火路径示意图；
29.图6为灭火喷头件的调节状态示意图；
30.图7为导塞与灭火喷头件的位置关系示意图；
31.图中：1、固定导轨；2、行走机构；3、供储罐；4、报警灭火组件；41、安装壳；42、视觉检测机构；43、热成像机构；44、灭火喷头件；441、供给管；442、侧支座；443、电动推杆；444、延伸板；445、导塞；446、微型缸体；447、伸缩轴。
具体实施方式
32.请参阅图1～7，本发明实施例中，一种煤矿井下自动报警灭火装置，其包括：
33.固定导轨1，其铺设于煤矿井的顶部；
34.行走机构2，其可移动的设置于所述固定导轨1上；
35.报警灭火组件4，其设置于所述行走机构2的下方；以及
36.固定设置在所述行走机构2上端的供储罐3，为并排设置的多个，其用于向报警灭火组件4内供应灭火剂；
37.也就是说，本实施例中，行走机构2在固定导轨1上定时往复巡逻监测，当报警灭火组件4监测出现火灾时行走机构2移动至火源边缘位置的上方，报警灭火组件4反馈火源的范围并调节覆盖该范围或大于该范围，后启动供储罐3向报警灭火组件4内供应灭火剂，使得灭火剂呈中空的类锥形逐步内缩进行灭火，如图4所示，该横向完成灭火后，控制系统控制行走机构2移动固定距离后，并对下一点进行灭火操作，如图5所示。
38.作为较佳的实施例，所述报警灭火组件4与所述供储罐3的供应出口相对应设置，且其数目相匹配，需要说明的是，各供储罐3与报警灭火组件4连接处均设置有压力阀，能调节供储罐3内灭火剂的压力大小。
39.请参阅图2，本实施例中,所述报警灭火组件4包括：
40.安装壳41，其可移动的设置于所述固定导轨1上，所述安装壳41上安装有视觉检测机构42与热成像机构43；
41.灭火喷头件44，其设置于所述安装壳41内；
42.需要解释的是，灭火喷头件44为可伸缩式结构，其由对应缸体控制。
43.作为较佳的实施例，所述行走机构2上还安设有控制系统，其控制所述行走机构2定时于所述固定导轨1上行走巡逻，且其能据视觉检测机构42与热成像机构43的数据反馈移动至火灾处并调整灭火喷头件44的运动状态。
44.请参阅图2、图3，本实施例中,所述灭火喷头件44包括：
45.与所述供储罐3的供应出口相对接的供给管441；
46.固定于所述安装壳41上的侧支座442，所述侧支座442上周向固定有四个电动推杆443；
47.延伸板444，为周向设置的四个，其可转动的设置于所述供给管441下端，且其分别与四个所述电动推杆443相铰接设置，所述延伸板444上均开设有通孔，电动推杆443能够调节灭火剂中空式类锥台形的外倾斜角；
48.微型缸体446，为周向设置的四个，固定于所述安装壳41内部，其内部滑动设置有伸缩轴447，且所述伸缩轴447竖直滑动设置于所述通孔内；
49.导塞445，设置于四个所述延伸板444间，其上端分别与四个所述伸缩轴447相固定，当压力阀的压力固定后，控制系统可调节微型缸体446的伸缩控制导塞445的升降间接控制灭火剂的压力；
50.需要说明的是，当灭火喷头件44的缸体伸长至灭火剂能够横向覆盖矿井内着火区域或大于着火区域，且延伸板444与导塞445平行时为初始运动状态。
51.作为较佳的实施例，四个所述延伸板444拐角处均设置有伸缩导板，且四个所述延伸板444的长度均相同；
52.在实际使用过程中，延伸板444与导塞445相互配合后，其能够使得灭火剂以内部中空的类锥台式喷洒而出，并形成锥形灭火带，以隔绝外部空气，而随着灭火喷头件44的不断上移，灭火剂逐步内缩的方式进行灭火，如图4所示，以图示为例，从外层至中心点为内缩的5层和独立的中心点位，则依次从外到内为第1层至第6层，灭火喷头件44上移过程中喷射的灭火剂范围为第1到第5层，而对于中心部位的着火点灭火时(即第6层)，通过减小压力阀的压力大小或导塞445下降配合延伸板444向内侧偏转，使得灭火剂在导塞445下端棱台边均呈实心锥形排出并对中心着火点灭火。
53.作为较佳的实施例，所述导塞445的为上下端均为正方形的锥台式结构，其上端长度与所述供给管441下端开口口径相等；
54.需要解释的是，灭火剂在流出供给管441时，先冲击于导塞445上，微型缸体446伸缩后，其灭火剂的类锥台式喷洒的内倾斜角角度始终不变；
55.具体地，以四组灭火喷头件44为例，如图6、图7所示，灭火喷头件44的缸体伸长至
灭火剂能够横向覆盖矿井内连续的着火区域或大于着火区域后，后再次需要调整覆盖范围时，此时，调整后灭火喷头件44后喷射投影间的距离差δs应满足：
56.s1＝2(h1tanθ+l1tanθ)
57.s2＝2(h2tanθ+l2tanθ)
58.δs＝s
2-s159.δh＝h
2-h160.δl＝l
2-l161.δs＝2tanθ(δh+δl)
62.h1——初始时，灭火喷头件44内的供给管441与地面间的垂直距离；
63.h2——调整灭火喷头件44后，灭火喷头件44内的供给管441与地面间的垂直距离；
64.s1——初始时，灭火喷头件44喷射灭火剂在地面投影的距离；
65.s2——调整灭火喷头件44后，灭火喷头件44喷射灭火剂在地面投影的距离；
66.θ——灭火剂喷出的角度；
67.δh——灭火喷头件44上缸体的伸缩量；
68.δl——微型缸体446的伸缩量(导塞445的移动距离差)
69.δs——调整后灭火喷头件44后喷射投影间的距离差；
70.其中，灭火喷头件44上缸体的伸缩量δh和微型缸体446的伸缩量δl为实时监测值且为可确定值，则调整后需保持调整后灭火喷头件44后喷射投影间的距离差δs始终为0，则控制系统控制灭火喷头件44上缸体和微型缸体446的伸缩即可；
71.当对于延伸板444与导塞445斜边平行时，控制系统控制灭火喷头件44确定范围后，火灾呈蔓延趋势超越边缘位置，则电动推杆443伸长，使得延伸板444扩张，灭火剂在地上呈现的类方环形面积增大，能够对蔓延处进行灭火；
72.也就是说，对于延伸板444扩张后确立为初始状态时，在调整后灭火喷头件44后喷射投影间的距离差δs计算时则以类方环的内侧长度为基准进行，即为初始时的灭火喷头件44喷射灭火剂在地面投影的距离s1，此时类方环的外侧宽度较大，重合区域可快速进行灭火，继而回缩式灭火；对于延伸板444与导塞445斜边平行确立为初始状态时，则以类方环的外侧长度为基准进行计算，即为初始时的灭火喷头件44喷射灭火剂在地面投影的距离s1；
73.另外，以四组灭火喷头件44为例，当仅对一侧的着火点进行灭火时，则控制系统根据火势范围控制一侧的一组灭火喷头件44或相邻的两组灭火喷头件44或连续的三组灭火喷头件44开启即可。
74.具体实施时，行走机构2在固定导轨1上定时往复巡逻监测，当视觉检测机构42或热成像机构43监测出现火灾时，控制系统控制行走机构2移动至火源边缘位置的上方，控制系统根据视觉检测机构42反馈火源的范围，自主调节电动推杆443以及微型缸体446的伸缩，覆盖横向范围内的灭火范围，并启动供储罐3向灭火喷头件44内供应灭火剂，使得灭火剂呈锥形逐步内缩进行灭火，该横向完成灭火后，控制系统控制行走机构2移动固定距离后，并对下一点进行灭火操作。
75.以上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案
及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种煤矿井下自动报警灭火装置，其特征在于：其包括：固定导轨(1)，其铺设于煤矿井的顶部；行走机构(2)，其可移动的设置于所述固定导轨(1)上；报警灭火组件(4)，其设置于所述行走机构(2)的下方；以及固定设置在所述行走机构(2)上端的供储罐(3)，为并排设置的多个，其用于向报警灭火组件(4)内供应灭火剂。2.根据权利要求1所述的一种煤矿井下自动报警灭火装置，其特征在于：所述报警灭火组件(4)与所述供储罐(3)的供应出口相对应设置，且其数目相匹配。3.根据权利要求1所述的一种煤矿井下自动报警灭火装置，其特征在于：所述报警灭火组件(4)包括：安装壳(41)，其可移动的设置于所述固定导轨(1)上，所述安装壳(41)上安装有视觉检测机构(42)与热成像机构(43)；灭火喷头件(44)，其设置于所述安装壳(41)内。4.根据权利要求3所述的一种煤矿井下自动报警灭火装置，其特征在于：所述行走机构(2)上还安设有控制系统，其控制所述行走机构(2)定时于所述固定导轨(1)上行走巡逻，且其能据视觉检测机构(42)与热成像机构(43)的数据反馈移动至火灾处并调整灭火喷头件(44)的运动状态。5.根据权利要求3所述的一种煤矿井下自动报警灭火装置，其特征在于：所述灭火喷头件(44)包括：与所述供储罐(3)的供应出口相对接的供给管(441)；固定于所述安装壳(41)上的侧支座(442)，所述侧支座(442)上周向固定有四个电动推杆(443)；延伸板(444)，为周向设置的四个，其可转动的设置于所述供给管(441)下端，且其分别与四个所述电动推杆(443)相铰接设置，所述延伸板(444)上均开设有通孔；微型缸体(446)，为周向设置的四个，固定于所述安装壳(41)内部，其内部滑动设置有伸缩轴(447)，且所述伸缩轴(447)竖直滑动设置于所述通孔内；导塞(445)，设置于四个所述延伸板(444)间，其上端分别与四个所述伸缩轴(447)相固定。6.根据权利要求5所述的一种煤矿井下自动报警灭火装置，其特征在于：四个所述延伸板(444)拐角处均设置有伸缩导板，且四个所述延伸板(444)的长度均相同。7.根据权利要求6所述的一种煤矿井下自动报警灭火装置，其特征在于：所述导塞(445)的为上下端均为正方形的锥台式结构，其上端长度与所述供给管(441)下端开口口径相等。

技术总结
本发明公开了一种煤矿井下自动报警灭火装置，涉及灭火装置技术领域，其包括：固定导轨，其铺设于煤矿井的顶部；行走机构，其可移动的设置于所述固定导轨上；报警灭火组件，其设置于所述行走机构的下方；以及固定设置在所述行走机构上端的供储罐，为并排设置的多个，其用于向报警灭火组件内供应灭火剂。用于向报警灭火组件内供应灭火剂。用于向报警灭火组件内供应灭火剂。


技术研发人员：王海燕 王公达 杨鑫 牛会永 陈志文
受保护的技术使用者：北京科技大学
技术研发日：2023.08.03
技术公布日：2023/10/8