一种煤矿采空区灭火装置技术领域
本发明涉及一种煤矿采空区灭火装置，属于煤矿开采用灭火技术领域。
背景技术
对于煤矿开采来说，矿井火灾具有很大的威胁性，矿井火灾一般发生在煤矿井下
巷道、工作面、硐室、采空区等地点，其严重的威胁井下安全，常招致人员伤亡，设备损失，矿
井停产，资源破坏，甚至引起瓦斯、煤尘或硫化矿尘爆炸。其中，采空区的火灾最为严重，其
威胁性也最大。
目前，对于采空区的火灾防护，一般采用注水、灌浆、喷洒阻燃剂、喷射惰性气体进
行灭火，最近也开始出现各种泡沫灌注防灭火技术，在无法直接灭火时，可用隔绝灭火法，
在火源进、回风两侧合适地点修筑密闭墙严密封闭火区，可使火源缺氧熄灭。常用的封闭材
料有泥、木、砖、石等。用液态高分子材料就地发泡成型，或用塑料、橡胶气囊充气修筑临时
密闭墙，均可减轻劳动强度，缩短修筑时间，而对于有瓦斯涌出的火区，要考虑在封闭过程
中发生瓦斯爆炸的危险，通常应先用砂、土袋修筑隔爆墙，在其掩护下建立密闭墙。在火区
封闭后，少量漏风使火区内氧浓度维持在 3-5%以上时，火源可能长期阴燃不熄。因此，为了
加速灭火，防止漏风，可采用联合灭火法，向封闭的火区灌注黄泥浆最有效，也可灌注N2或
CO2。
以上方法一般都是采用传统的方法进行灭火，其灭火效果不佳，有些甚至需要维
持很久的灭火过程，严重损坏井下设备，威胁人员安全。因此，需要设计一种更好的专门用
于采空区的灭火装置，以便保证煤矿开采的安全，保证煤矿开采的安全稳定进行。
发明内容
本发明针对现有的技术问题，提供一种煤矿采空区灭火装置，目的是提高煤矿开
采的安全，实现对采空区的高效灭火，拟解决现有技术存在的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种煤矿采空区灭火装置，其包括压
力控制组件、浆液搅拌组件、比例混合组件、氮气供应组件和灭火喷射组件，其特征在于，所
述的压力控制组件与所述的浆液搅拌组件连接，所述的浆液搅拌组件和所述的氮气供应组
件采用所述的比例混合组件连接后与所述的灭火喷射组件连接，所述的灭火喷射组件包括
至少包括连接头、振荡段、推动加压段和雾化段，其中，所述的连接头的一端与所述的比例
混合组件连接，所述的连接头的另一端与所述的振荡段连接，所述的振荡段连接所述的推
动加压段，所述的推动加压段与所述的雾化段连接，所述的振荡段对混有氮气的浆液进行
高频振荡加压，所述的推动加压段对振荡后的浆液提供推力，使得浆液高压快速流向雾化
段，所述的雾化对将浆液进行雾化喷出。
进一步，作为优选，所述浆液搅拌组件包括壳体、隔离网、主搅拌叶片、副搅拌叶片
和搅拌电机座，其中，所述的浆液搅拌组件的壳体设置在所述的搅拌电机座上，所述的壳体
内设置有主搅拌叶片，所述的主搅拌叶片的四周设置有多个副搅拌叶片，所述的主搅拌叶
片的高度大于所述的副搅拌叶片的高度，所述的主搅拌叶片的上方设置有隔离网，所述的
壳体的上方设置有盖板，所述的盖板上连通设置有浆液进料管，且所述的壳体的上方设置
有与所述的压力控制组件连通的进气孔，所述的灭火喷射组件的连接头与振荡段采用螺纹
连接，所述的振荡段内设置有超声振荡器，所述的超声振荡器上连接设置有振荡囊塞，且超
声振荡器沿着振荡段的径向方向振荡，所述的振荡囊塞为圆锥结构，且振荡囊塞的大端朝
向所述的雾化段设置，所述的推动加压段的两端均径向设置有推动转轴，所述的推动转轴
由直驱电机驱动，所述的直驱电机设置在所述的推动加压段的内壁上，且直驱电机包括固
定设置在推动加压段内壁上的直驱定子，所述的推动转轴上固定设置有直驱转子，所述的
直驱转子与直驱定子构成直驱电机直接驱动所述的推动转轴转动，所述的推动转轴上设置
有多个推动叶片，所述的推动叶片转动使得浆液加速朝向所述的雾化段流动，所述的雾化
段内连接推动加压段的一侧设置有锥形主通道，所述的雾化段的外端设置有多个雾化斜通
道和多个雾化直通道，且所述的雾化斜通道和雾化直通道均与所述的锥形主通道连通。
进一步，作为优选，所述雾化段的端部还集成设置有氮气喷出嘴，所述的氮气喷出
嘴与雾化段内的氮气通道连通。
进一步，作为优选，所述振荡囊塞与所述的连接头之间设置有导流板。
进一步，作为优选，所述的压力控制装置为惰性气体压力泵。
进一步，作为优选，氮气供应组件为氮气罐。
进一步，作为优选，所述的振荡段与推动加压段之间、所述的推动加压段与所述的
雾化段之间均采用螺纹连接设置。
进一步，作为优选，所述的振荡囊塞采用高弹性橡胶材料制成。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的结构合理，通过将浆液进行逐段加压雾化，提高灭火效果，同时，辅助氮气隔
离，氮气不仅可以将雾化的浆液吹散，保证浆液与火灾地充分接触，实现全方位灭火，还可
以将火情与空气隔绝，提高灭火效果，本发明的振荡囊塞采用超声振荡，可以使得浆液均匀
化的同时，在高压下实现部分雾化，并在推动叶片的高速推动下进一步雾化，为雾化段全面
雾化做准备，提高了雾化效率，保证了灭火效果。
附图说明
图1是本发明的一种煤矿采空区灭火装置的结构示意图；
其中，1、压力控制装置，2、盖板，3、隔离网，4、浆液搅拌组件，5、主搅拌叶片，6、副搅拌
叶片，7、搅拌电机座，8、比例混合组件，9、氮气罐，10、连接头，11、振荡段，12、推动加压段，
13、雾化段，14、导流板，15、超声振荡器，16、振荡囊塞，17、推动转轴，18、直驱电机，19、推动
叶片，20、氮气通道，21、雾化斜通道，22、雾化直通道，23、锥形主通道，24、浆液进料管。
具体实施方式
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。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种煤矿采空区灭火装置，其包括压力控
制组件1、浆液搅拌组件4、比例混合组件8、氮气供应组件和灭火喷射组件，其特征在于，所
述的压力控制组件1与所述的浆液搅拌组件4连接，所述的浆液搅拌组件4和所述的氮气供
应组件采用所述的比例混合组件8连接后与所述的灭火喷射组件连接，所述的灭火喷射组
件包括至少包括连接头10、振荡段11、推动加压段12和雾化段13，其中，所述的连接头10的
一端与所述的比例混合组件8连接，所述的连接头10的另一端与所述的振荡段11连接，所述
的振荡段11连接所述的推动加压段12，所述的推动加压段12与所述的雾化段13连接，所述
的振荡段11对混有氮气的浆液进行高频振荡加压，所述的推动加压段对振荡后的浆液提供
推力，使得浆液高压快速流向雾化段，所述的雾化对将浆液进行雾化喷出。
在本实施例中，所述浆液搅拌组件包括壳体、隔离网3、主搅拌叶片5、副搅拌叶片6
和搅拌电机座7，其中，所述的浆液搅拌组件的壳体设置在所述的搅拌电机座7上，所述的壳
体内设置有主搅拌叶片5，所述的主搅拌叶片5的四周设置有多个副搅拌叶片6，所述的主搅
拌叶片5的高度大于所述的副搅拌叶片6的高度，所述的主搅拌叶片5的上方设置有隔离网
3，所述的壳体的上方设置有盖板2，所述的盖板2上连通设置有浆液进料管24，且所述的壳
体的上方设置有与所述的压力控制组件1连通的进气孔，所述的灭火喷射组件的连接头10
与振荡段11采用螺纹连接，所述的振荡段11内设置有超声振荡器15，所述的超声振荡器15
上连接设置有振荡囊塞16，且超声振荡器15沿着振荡段的径向方向振荡，所述的振荡囊塞
16为圆锥结构，且振荡囊塞16的大端朝向所述的雾化段设置，所述的推动加压段12的两端
均径向设置有推动转轴17，所述的推动转轴17由直驱电机18驱动，所述的直驱电机18设置
在所述的推动加压段的内壁上，且直驱电机包括固定设置在推动加压段内壁上的直驱定
子，所述的推动转轴上固定设置有直驱转子，所述的直驱转子与直驱定子构成直驱电机直
接驱动所述的推动转轴转动，所述的推动转轴上设置有多个推动叶片19，所述的推动叶片
19转动使得浆液加速朝向所述的雾化段流动，所述的雾化段内连接推动加压段的一侧设置
有锥形主通道，所述的雾化段13的外端设置有多个雾化斜通道21和多个雾化直通道22，且
所述的雾化斜通道21和雾化直通道22均与所述的锥形主通道23连通。
其中，所述雾化段13的端部还集成设置有氮气喷出嘴，所述的氮气喷出嘴与雾化
段内的氮气通道20连通。所述振荡囊塞与所述的连接头之间设置有导流板14。所述的压力
控制装置为惰性气体压力泵。氮气供应组件为氮气罐。所述的振荡段与推动加压段之间、所
述的推动加压段与所述的雾化段之间均采用螺纹连接设置。所述的振荡囊塞采用高弹性橡
胶材料制成。
本发明的结构合理，通过将浆液进行逐段加压雾化，提高灭火效果，同时，辅助氮
气隔离，氮气不仅可以将雾化的浆液吹散，保证浆液与火灾地充分接触，实现全方位灭火，
还可以将火情与空气隔绝，提高灭火效果，本发明的振荡囊塞采用超声振荡，可以使得浆液
均匀化的同时，在高压下实现部分雾化，并在推动叶片的高速推动下进一步雾化，为雾化段
全面雾化做准备，提高了雾化效率，保证了灭火效果。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以
理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换
和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。