智慧礦山

智慧礦山GIS綜合管理系統(tǒng)解決方案（請將pdf格式的智慧礦山綜合獎城管理文件放在下面）7智慧礦山實時視頻再現(xiàn)及廣播系統(tǒng) 解決方案一、 智慧礦山感知以及終端的探討對于礦山感知層以及終端的展望，目前的應(yīng)用已經(jīng)提出了很多，主要是集中在音視頻和傳感器方面，思路是，要依靠整體的鏈路傳輸平臺，提供一個技術(shù)手段，將更多的數(shù)據(jù)（圖像、照片、語音、控制量等），采集到地面以供分析和處理。WIFI無線移動模塊1、綜述WIFI無線移動模塊可實現(xiàn)礦用設(shè)備（IP攝像機、傳感器、IP廣播或其他數(shù)據(jù)尺亮采集單元）由有線轉(zhuǎn)換為無線，無線增加漫游移動切換的功能。該模塊，主要解決了以下問題：有線的IP型設(shè)備，經(jīng)過該模塊后，可以講數(shù)據(jù)透過wifi基站，以無線的方式傳輸；提供專有的移動數(shù)據(jù)算法，使得依靠wifi信號無線傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，在不同的wifi基站移動（漫游）時，鏈路保持不間斷，基站間切換速度少于1秒；2、應(yīng)用領(lǐng)域在有wifi信號部署的區(qū)域內(nèi)，通過集成WIFI無線移動模塊，可實現(xiàn)以下用途：1) 移動目標(biāo)（礦車、人員、罐籠、提升等）的視頻采集回傳禪乎：小型的IP攝像機（不受限制），通過網(wǎng)口與WIFI無線移動模塊相連接，可以集成為無線移動攝像機。礦山工作人員通過無線移動攝像機實現(xiàn)井下視頻圖像實賀困悉時回傳，而且在井下WIFI基站/無線AP之間實現(xiàn)智能切換，視頻圖像傳輸不間斷，切換時間1s,監(jiān)控中心隨時都可觀察到井下的實時運動情況。2) 無線移動傳感器：傳感器通過集成WIFI無線移動模塊成為無線移動傳感器，礦山監(jiān)控監(jiān)測系統(tǒng)可利用無線移動傳感器實時獲取井下各處的監(jiān)測數(shù)據(jù)。3) 無線移動廣播：礦山可以借助此模塊，實現(xiàn)IP廣播通信話站（內(nèi)置WIFI無線移動模塊的小型IP廣播話站）的無線靈活位置部署，節(jié)約線纜成本、施工和維護線纜工作量，可隨時接收調(diào)度室/調(diào)度員的廣播指令和喊話。4) 無線移動數(shù)據(jù)接入模塊等。3、模塊組成：WIFI無線移動模塊由IP端口、管理端口和WIFI天線組成。1） IP端口提供一個RJ45網(wǎng)口；2） 管理端口負(fù)責(zé)WIFI無線移動模塊的IP地址注冊、訪問和管理；3） WIFI天線接口實現(xiàn)WIFI無線移動模塊和WIFI基站/無線AP之間的漫游切換；規(guī)格：● 符合IEEE802.11n、IEEE 802.11g、IEEE 802.11b、IEEE802.3、IEEE802.3u

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● 支持CSMA/CA、CSMA/CD、TCP/IP、PPPoE、DHCP、ICMP、NAT協(xié)議

● 提供1個WAN口、1個LAN口10/100M自適應(yīng)，支持端口自動翻轉(zhuǎn)

● 無線接入器、有線路由器合二為一

● 支持高達150Mbps的穩(wěn)定傳輸

● 提供多種工作模式：橋接模式和網(wǎng)關(guān)模式

● 支持 NAT/NAPT IP 共享，廣域網(wǎng)支持協(xié)議：PPPoE/Static IP /DHCP

● 支持虛擬服務(wù)器、DMZ主機功能

● 支持64/128位WEP及WPA-PSK, WPA2-PSK等最新無線安全標(biāo)準(zhǔn)

● 支持UPnP功能，DDNS功能

● 支持遠(yuǎn)程和Web管理，全中文配置界面

● 提供Web管理頁面復(fù)位，恢復(fù)出廠設(shè)置 三、SIP廣播話站設(shè)計說明1、綜述新一代礦用SIP廣播開發(fā)模塊組基于SIP協(xié)議設(shè)計開發(fā)，可以直接通過IP網(wǎng)絡(luò)接入IP調(diào)度系統(tǒng)。該模組由IP廣播通信板、功放板、電源板、撥號盤等組成。2、應(yīng)用領(lǐng)域礦山、鐵路、石化、冶金等行業(yè)，需要電話聯(lián)絡(luò)、廣播、喊話、緊急呼叫等實際調(diào)度聯(lián)絡(luò)業(yè)務(wù)。3、 設(shè)備特性1) 具備電話機的所有功能，可以和通信調(diào)度系統(tǒng)的有線調(diào)度電話、3G手機、無線WIFI手機、調(diào)度臺等終端撥號互通，全雙工。2) Rj45就近接入，或者無線接入以太網(wǎng)3) 具備一鍵呼叫調(diào)度臺的緊急呼叫功能，全雙工;4) 通過調(diào)度臺，可向任何一部、一組、多部SIP廣播話站播送廣播、發(fā)起喊話；5) 任何一部SIP廣播話站可以按照分組，進行組內(nèi)通信，全雙工；4、 模塊組成：IP廣播板：廣播話站的控制核心模塊；功放板：實現(xiàn)語音進行放大，在通過揚聲器或喇叭放出;撥號按鍵定義板：實現(xiàn)0~9，#，*的撥號信號接入；電源板：負(fù)責(zé)給整個設(shè)備供電;5、技術(shù)參數(shù)：工作電壓： AC 127V/220V工作電流：≤0.5A；功放板的輸出功率 ：≥10W聲音響度：90dB輸入接口：標(biāo)準(zhǔn)RJ45接口輸出接口：音頻輸出支持協(xié)議：SIP、TCP/IP、UDP支持音量平衡調(diào)節(jié)接入方式：就近接入工業(yè)以太網(wǎng)接口方式：rj45或者無線8智慧礦山二氧化碳防滅火系統(tǒng)解決方案一、目的及意義在煤化工過程中，有大量的二氧化碳產(chǎn)生，如果不對提煉過程中產(chǎn)生的二氧化碳進行回收利用，不僅造成經(jīng)濟損失，而且會嚴(yán)重污染大氣環(huán)境。采用低溫液化原理和凈化流程。對煤化工過程中產(chǎn)生的二氧化碳進行回收，產(chǎn)出高純度低壓的二氧化碳，不僅可以保護大氣環(huán)境，而且企業(yè)的經(jīng)濟效益也十分可觀。同時煤礦井下發(fā)生高溫火點或火區(qū)是極易導(dǎo)致火災(zāi)事故和瓦斯爆炸事故的重大危險源之一,也是造成開采壓煤、威脅正常生產(chǎn)、影響經(jīng)濟效益提高的主要因素。許多煤礦屬于容易自燃的煤層，工作面采高高、采面長、開采強度一般比較大， 一旦發(fā)生自然發(fā)火，實行封閉停產(chǎn)滅火，極易造成巨大經(jīng)濟損失。因此防火問題，始終是煤礦突出重點。為了預(yù)防煤礦工作面生產(chǎn)期間發(fā)生自然發(fā)火，以及一旦發(fā)火，實施快速滅火，各煤礦雖然礦采取一系列防滅火綜合措施，包括灌漿、注泡、撒惰化劑等多重措施，起到了一定積極作用，也暴露了許多防滅火技術(shù)的局限性。如在日常生產(chǎn)中許多礦井采用上述技術(shù)，基本可以控制住自然發(fā)火。但對于在一些特殊情況下，如因異常情況影響開采正常推進，特別是開采到停采線，要進行機組支架大搬家，需要若干時間，發(fā)火期的三代難以正常實現(xiàn)更替，將會使自燃發(fā)火帶停滯時間超過自燃發(fā)火期，引起自燃。如何保障煤礦能夠?qū)嵤┛旖萦行У胤罍缁?，近幾年來，國?nèi)外不少煤礦積極采用液態(tài)CO2實施防滅火，不僅從技術(shù)上或經(jīng)濟適用上均取得取得了比較明顯效果。根據(jù)這樣的信息，將大量回收液化煤化CO2副產(chǎn)品，變害為利，開展將其推廣應(yīng)用于礦井防滅火實踐研究更是有重大現(xiàn)實意義。液態(tài)二氧化碳作為一種新型防滅火技術(shù)具有滅火迅速、降溫效果顯著、安全可靠、操作簡單等優(yōu)點，一直以來受到國內(nèi)外的廣泛關(guān)注。所以，開展液態(tài)二氧化碳灌注技術(shù)進行礦井防滅火，對于保障煤礦火災(zāi)防治、保證礦井安全生產(chǎn)具有極其重要的意義。液態(tài)二氧化碳灌注防滅火技術(shù)的關(guān)鍵是研發(fā)液態(tài)二氧化碳低溫氣化裝置、研發(fā)液態(tài)二氧化碳直接注入火區(qū)技術(shù)保證液態(tài)二氧化碳降溫效果，同時研發(fā)液態(tài)二氧化碳輸送裝置及配套管路設(shè)備，確定液態(tài)二氧化碳灌注系統(tǒng)工藝、技術(shù)參數(shù)，建設(shè)千萬噸級礦井井下移動式液態(tài)二氧化碳輸運及灌注防滅火系統(tǒng)，實現(xiàn)封閉礦井的大型火災(zāi)快速滅火技術(shù)，現(xiàn)已在全國范圍具有廣闊的前景。二 、重點內(nèi)容1、回收液化煤化廠CO2副產(chǎn)品項目：本項技術(shù)整合了工業(yè)催化、化學(xué)工程、化工機械、化工工藝和化工自動化五個專業(yè)的技術(shù)優(yōu)勢，長期從事多種氣體回收、分離、凈化技術(shù)的科學(xué)研究和技術(shù)開發(fā)工作，已成功地開發(fā)出多種氣源二氧化碳回收凈化技術(shù)。尤其是開發(fā)成功吸附精餾法二氧化碳回收凈化技術(shù)，通過研制選擇吸附二氧化碳中微量雜質(zhì)的高效吸附劑，結(jié)合特殊精餾技術(shù)，可以把多種高濃度氣源中的二氧化碳提純到99.99%以上，達到（GB10621—2006）國家食品添加劑和國際飲料協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)。這一技術(shù)已經(jīng)在2004年12月通過教育部級科技成果鑒定，被評為國際先進、國際首創(chuàng)的工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)，并獲得兩項國家專利授權(quán)（專利號ZL03238678.8）、（ZL200310105015.6，國際專利主分類號B01J20/18）和四項專利受理；2005年4月13號和12月21號的《中國化工報》科技創(chuàng)新版，兩次大篇幅報道了該技術(shù)工業(yè)化成功的事例。2005年5月20號和2006年9月27號國家氣體專業(yè)委員會兩次在大連召開全國二氧化碳行業(yè)會議，重點推廣該項技術(shù)，受到全國同行專家的好評。2005年9月和11月該技術(shù)同時被評為遼寧省和教育部重點科技成果，獲得石油化工部和遼寧省政府兩個科技進步獎、全國技術(shù)市場協(xié)會金橋獎。2、液態(tài)CO2防滅火技術(shù)項目：1）國內(nèi)外常規(guī)防滅火技術(shù)分析和比較煤礦井下火災(zāi)發(fā)生離不開三要素:可燃物的存在、熱源、具有一定濃度氧的空氣供給。實踐表明，只要能夠消除至少其中一個因素就會防止火災(zāi)發(fā)生或者把火災(zāi)消滅。這是我們采取防滅火措施應(yīng)考慮的基本理念。按照這個理念，國內(nèi)外已研究探索形成了一系列成熟的煤礦礦井防滅火技術(shù)。1）.1灌漿技術(shù)在20世紀(jì)50年代，灌漿技術(shù)成為我國煤礦防滅火技術(shù)的主要手段，并且一直沿用到今天。灌漿技術(shù)是一項傳統(tǒng)的、簡單易行的、比較可靠的防滅火技術(shù)。在一些缺少灌漿材料的礦區(qū)，通常采用注水來代替灌漿，增加煤體的水分，也取得了較好的效果。灌漿防滅技術(shù)的原理是通過漿液包裹煤塊保水增濕減緩煤體氧化速度、漿體固化沉淀物充填煤體縫隙隔絕漏風(fēng)阻止氧化來達到防滅火的效果。1).2阻化劑技術(shù)阻化劑技術(shù)在美國、波蘭、前蘇聯(lián)等國家得到了較好的應(yīng)用；近些年來，阻化劑技術(shù)在我國也得到推廣應(yīng)用。該技術(shù)主要是讓利用阻化原理將具有阻化性能的藥劑送入擬處理區(qū)，利用阻化劑的負(fù)催化作用，煤炭經(jīng)阻化處理后，在煤炭表面上形成一層能抑制氧與煤接觸的保護膜，阻止了氧氣和煤結(jié)構(gòu)上的活動鏈環(huán)的羧基反應(yīng)，使煤炭和氧的親合力降低，阻化劑有一種主動排斥氧和煤化合的功能，但它并不和煤、氧等物質(zhì)化合，從而達到防滅火的目的。目前常用的阻化劑主要是氯化物．阻化劑防滅火技術(shù)包括：①噴灑阻化劑防滅火技術(shù)，是將含有阻化劑的水溶液均勻噴灑到煤體表面，以達到防滅火的目的．②汽霧阻化防滅火技術(shù)，是將受一定壓力下的阻化劑水溶液通過霧化器轉(zhuǎn)化成為阻化劑汽霧，汽霧發(fā)生器噴射出的微小霧?？梢月╋L(fēng)風(fēng)流為載體飄移到采空區(qū)內(nèi)，從而達到采空區(qū)防滅火的目的。1).3惰性氣體技術(shù)惰性氣體技術(shù)從20世紀(jì)70年代開始在德、法、英等發(fā)達國家煤礦中大量使用；從80年代起，我國開始了氮氣防滅火技術(shù)的研究與推廣。惰化技術(shù)是將惰性氣體送入擬處理區(qū)，達到抑制煤自燃或撲滅已生火災(zāi)的技術(shù)。按惰性氣體的種類可分為氮氣防滅火技術(shù)、燃油惰氣防滅火技術(shù)和CO2防滅火技術(shù)。氮氣防滅火技術(shù)是集約化綜采及綜放開采條件下采空區(qū)防滅火的主要技術(shù)手段，但從目前看，氮氣防滅火系統(tǒng)仍落后于綜采、綜放開采技術(shù)的發(fā)展，還需要進一步提高制氮裝備的穩(wěn)定性和可靠性。燃油惰氣滅火技術(shù)主要用在當(dāng)發(fā)生外因火災(zāi)或因自燃火災(zāi)而導(dǎo)致的封閉區(qū)，以民用煤油和空氣為原料，經(jīng)過急劇的化學(xué)反應(yīng)，形成惰性氣體產(chǎn)物（主要成分是CO2及少量的O2、微量CO、水蒸汽等)，然后將具有一定壓力的惰氣注入預(yù)處理區(qū)，達到防滅火的目的。CO2防滅火技術(shù)是利用液態(tài)CO2對預(yù)處理區(qū)進行防滅火的技術(shù)，利用CO2分子量比空氣大、抑爆性強、吸附阻燃等特點，可在一定區(qū)域形成CO2惰化氣層，對低位火源具有較好的控制作用，并能壓擠出有害氣體以控制災(zāi)區(qū)災(zāi)情。1).4堵漏技術(shù)堵漏風(fēng)技術(shù)用于采空區(qū)密閉堵漏風(fēng)、隔離煤柱裂隙堵漏風(fēng)、無煤柱工作面巷道巷幫隔離帶堵漏風(fēng)等多個場合，初期的堵漏防滅火措施主要為灌注黃泥漿、砂漿等，近年來研究成功了各種性能優(yōu)良的新型充填堵漏材料，如無機固化粉煤灰、輕質(zhì)膨脹快速密閉堵漏材料等。1).5凝膠技術(shù)近年來，凝膠技術(shù)在我國得到較廣泛應(yīng)用，適用于處理巷道幫、頂、高溫區(qū)域、撤面期間的自燃隱患以及火區(qū)治理。凝膠技術(shù)應(yīng)用于防火時起到覆蓋、堵漏、隔氧、阻化的作用，應(yīng)用于滅火時起到降溫、覆蓋、堵漏、隔氧、防復(fù)燃的目的。凝膠主要由基料、促凝劑和水組成，把所選擇的基料和促凝劑按一定比例配成水溶液，再按一定比例均勻混合后，發(fā)生“膠凝作用”化學(xué)反應(yīng)，形成無流動性、半固體狀的凝膠。凝膠分為無機凝膠和高分子凝膠兩大類，其防滅火機理是凝膠通過鉆孔或煤體裂隙進入高溫區(qū)，其中一部分未成膠時在高溫下水分迅速汽化，快速降低煤表面溫度，殘余固體形成隔離層，阻礙煤氧接觸而進一步氧化自燃；而流動的部分混合液隨著煤體的溫度的升高，在不遠(yuǎn)處及煤體孔隙里形成膠體，包裹煤體，隔絕氧氣，使煤氧化、放熱反應(yīng)終止；干涸的膠體還可以降低原煤體的孔隙率，使得通過的空氣量大大減少，從而抑制復(fù)燃。1).6泡沫防滅火技術(shù)泡沫防滅火技術(shù)是以化學(xué)方法產(chǎn)生膨脹惰性泡沫，以進行防滅火處理的一種技術(shù)手段。常用的泡沫防滅火技術(shù)有化學(xué)惰氣泡沫防滅火技術(shù)和三相泡沫防滅火技術(shù)?；瘜W(xué)惰氣泡沫防滅火材料由多種原料組成，其原料皆為固態(tài)粉狀，井下滅火時一般采用鉆孔壓注方法將其溶液注人自然發(fā)火的區(qū)域。發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成的惰氣泡沫可迅速向周圍空間、漏風(fēng)通道及煤壁裂隙擴展，充填火區(qū)空間，窒息火區(qū)，而且惰泡具有較好的穩(wěn)定性，可以起隔絕空氣的作用。目前國內(nèi)外主要防滅火技術(shù)及優(yōu)缺點見表1所示。表1 防滅火技術(shù)與材料優(yōu)缺點比較防滅火技術(shù)主要材料優(yōu)點缺點經(jīng)濟成本（元/m3）預(yù)防性灌漿技術(shù)黃泥、粉煤灰，矸石、砂子、水泥砂漿、石膏、高水材料等。1．包裹煤體，隔絕煤與氧氣的接觸；2．吸熱降溫；3．工藝簡單；4．成本較低。1．只流向地勢低的部位，不能向高處堆積，對中、高及頂板煤體起不到防治作用；2．漿體不能均勻覆蓋浮煤；容易形成“拉溝”現(xiàn)象；覆蓋面積??；3．易跑漿和潰漿，造成大量脫水，惡化井下工作環(huán)境，影響煤質(zhì)。10～30注水技術(shù)礦井水或自來水1．吸熱降溫速度快，大量的水能迅速降低火源表面的溫度；2．大量的水蒸氣能降低空氣中氧氣的濃度，有利于惰化防滅火區(qū)域；3．成本低。1．流動性強，覆蓋面積小，只流向地勢低的部位，難以在高處停留；2．易出現(xiàn)“拉溝”現(xiàn)象而跑水，惡化井下環(huán)境；3．流過一些空隙，會把微小的煤塵沖刷走，增加煤體的空隙率，使漏風(fēng)通道更加通暢；4．一旦水分揮發(fā)到一定程度后，容易放出潤濕熱，使煤層自燃的可能性增加。很少阻化劑技術(shù)MgCl：、水玻璃、NaCl、Ca(OH)2以及有機物質(zhì)如甲基纖維素、離子型表面活性劑等1．惰化煤體表面活性結(jié)構(gòu)，阻止煤炭的氧化；2．吸熱降溫，并使煤體長期處于潮濕狀態(tài)。1．不容易均勻分散在煤體上，且噴灑工藝難實施；2．腐蝕井下設(shè)備，影響井下工人的身體健康。30～50惰性氣體技術(shù)氮氣、二氧化碳等惰性氣體1．減少區(qū)域氧氣濃度；2．可使火區(qū)內(nèi)瓦斯等可燃性氣體失去爆炸性；3．對井下設(shè)備無腐蝕，不影響工人身體健康。1．易隨漏風(fēng)擴散，不易滯留在注入的區(qū)域內(nèi)；2．注氮機需要經(jīng)常維護；3．降溫滅火效果差。成本較低堵漏技術(shù)羅克休、馬力散、高水速凝材料、堵漏凝膠、聚胺酯泡沫等1．聚胺酯泡沫抗壓性好、堵漏效果好；2．隔絕氧氣進入煤體，防止漏風(fēng)效果較好。1．工作量大；2．成本高；3．聚胺酯泡沫在高溫下分解放出有害氣體；4．羅克休等泡沫材料高溫下易燃燒。80～1000凝膠技術(shù)銨鹽凝膠1．包裹煤體、封堵裂隙效果較好；2．耐高溫；3．對局部火源效果明顯。1．流量小，流動性差，較難大面積使用；2．時間長了膠體會龜裂；3．胺鹽凝膠會產(chǎn)生有毒有害氣體；4．成本較高。60～80高分子凝膠100～150惰性氣體泡沫技術(shù)氮氣泡沫、二氧化碳泡沫等1．避免“拉溝”現(xiàn)象；2．水能均勻分布；3．適于采空區(qū)或煤堆深都的煤炭自燃。1．泡沫很容易破滅；2．只有液相水，一旦水分揮發(fā)，防滅火性能就消失。成本較低2）液態(tài)CO2防滅火的機理及效果分析2).1 CO2的物理性質(zhì)1．CO2常溫、常壓下是無色略帶酸味的窒息氣體。CO2不可燃，正常情況下也不助燃。2．CO2在大氣中的體積分?jǐn)?shù)僅為0.037%。它在不同的壓力、溫度條件下有三種形態(tài)，即在低溫加壓下（-20℃、2MPa）或高壓常溫（約8MPa、30℃）下氣體可變?yōu)橐簯B(tài)，液體氣化過程中，當(dāng)溫度降到-78.5℃后將形成雪花狀的固態(tài)干冰（固體碳酸）。3．CO2熔點為-56.6℃(0.52MPa)，臨界溫度為31.3℃，臨界壓力7.28 MPa， CO2具有升華特性，升華點為-78.5℃(0.1 MPa)。4．CO2相對空氣密度為1.529，密度為1.976kg/m3(0℃、0.1 MPa)，液態(tài)CO2的密度隨溫度的變化而變化較大，-20℃時，其密度是1.01kg/L，在溫度為15℃、0.1 MPa下，1t液態(tài)CO2體積膨脹約640倍。2).2液態(tài)CO2防滅火機理分析1．窒息氧作用煤的自然發(fā)火是煤與氧的氧化反應(yīng)過程，氧氣是氧化反應(yīng)的必要條件，沒有氧氣，氧化反應(yīng)就無法進行。試驗結(jié)果證明，氧濃度低于8%時失燃,低于3%時，氧化反應(yīng)徹底被中止，燃燒現(xiàn)象不能持續(xù)進行。向發(fā)火或具有高溫火點的采空區(qū)內(nèi)注入液態(tài)CO2立即會形成大量的高濃度CO2，會使采空區(qū)內(nèi)原有O2濃度相對減小，并且由于CO2比空氣密度大，重于空氣，以及煤體對CO2具有較強吸附作用（吸附量為48L/kg，而煤對氮氣的吸附量為8 L/kg，前者是后者的6倍）等特點 ，很容易替代O2而覆蓋煤體燃燒點表面，減少煤體燃燒體表面O2濃度，使O2濃度低于自然發(fā)火的臨界O2濃度，從而防止煤的氧化自燃，或使已形成的火災(zāi)因缺O(jiān)2而窒息滅火。與此同時，大量的高濃度CO2的擴散會必然會提高采空區(qū)內(nèi)氣體靜壓，進而會降低采空區(qū)的漏風(fēng)量，造成氧化自燃帶供氧不足，進而阻止氧化反應(yīng)的進程。2．冷卻降溫作用煤的燃燒過程實際就是煤的氧化過程，其氧化速度與供氧有關(guān)系，也與溫度有關(guān)系。煤炭自燃往往經(jīng)歷三個階段:升溫氧化階段(110-130℃)，加速升溫階段(140-190℃)，急速升溫階段(200℃以上)。如直接噴注液態(tài)CO2時，可使火源明顯降溫，加速熄滅火源。液態(tài)CO2噴入火區(qū)空間會瞬間氣化，體積將膨脹640倍左右，需要吸收大量熱，溫度急劇下降到-78.5℃。1KG液態(tài)CO2蒸發(fā)氣化需要吸收577.8×103焦耳／KG的熱量。加之煤對 CO2極易吸附特點，在吸附過程中將吸附熱轉(zhuǎn)移給CO2氣體，從而會遏止燃燒的鏈鎖反應(yīng)。同時擴散采空區(qū)內(nèi)的CO2氣體也會吸收氧化反應(yīng)過程中所產(chǎn)生的熱量，降低周圍介質(zhì)的溫度，以減緩煤的升溫速度，促使煤的氧化反應(yīng)由于聚熱條件的破壞而延緩或終止。3. 惰化抑爆作用氣化后的CO2在沖淡可燃?xì)馀c氧的含量過程中，也使火區(qū)空間氣體惰化程度不斷增大，從而使混合氣失去可爆性。CO2 的惰化作用優(yōu)于其他惰性氣體。在以氮氣注入的火區(qū)阻爆臨界氧濃度為12%，火區(qū)內(nèi)明火被熄滅的臨界氧濃度為9.5%；而以CO2注入的火區(qū)阻爆臨界氧濃度為14.6%，火區(qū)內(nèi)明火被熄滅的臨界氧濃度為11.5%。經(jīng)兩者比較，CO2惰氣的阻燃、阻爆性能明顯優(yōu)于氮氣，兩者相差2個百分點以上。2).3研制液態(tài)CO2防滅火工藝系統(tǒng)裝備的實際意義通過表1對國內(nèi)外常規(guī)防滅火技術(shù)和材料的優(yōu)缺點比較，以及結(jié)合國內(nèi)個別煤礦試驗將液態(tài)CO2用于煤礦礦井防滅火的應(yīng)用實踐，如兗州南屯礦2003年11月曾利用在地面將液態(tài)CO2氣化成氣態(tài)CO2通過管路輸入井下火區(qū)實施滅火，取得明顯滅火效果；鶴崗礦區(qū)在去年曾經(jīng)試驗過將液態(tài)CO2直接從地面利用通往井下火區(qū)管道向火區(qū)灌注，也取得滅火明顯效果。我們總結(jié)分析，相比其它常規(guī)防滅火技術(shù)，液態(tài)CO2防滅火技術(shù)存在以下優(yōu)點：（1）液態(tài)CO2灌注入火區(qū)空間會瞬間體積膨脹氣化，并吸收大量熱，使得火區(qū)溫度和氧氣濃度降低加快，降溫效果明顯。（2）適用范圍廣，液態(tài)CO2經(jīng)過吸收熱量氣化后，可充擴散充滿任何形狀的燃燒空間，因而便于對礦井采空區(qū)深部、高冒窩等人們不便接近的地點進行滅火。（3）液態(tài)CO2灌注火區(qū)后，能有效降低煤氧復(fù)合速度，迅速抑制燃燒，更有利于防止瓦斯、煤塵爆炸。（4）負(fù)面損失少，不會損壞設(shè)備和井巷設(shè)施，因而滅火后恢復(fù)工作量少且容易。（5）輸送便利。（6）滅火用材成本低于其他滅火成本。通過對液態(tài)CO2防滅火作用和機理研究，以及國內(nèi)外防滅火技術(shù)比較分析，我們認(rèn)為利用液態(tài)CO2防滅火技術(shù)思路是沒問題的，正好充分體現(xiàn)通過控制煤礦礦井火災(zāi)三要素（可燃物的存在、熱源、具有一定濃度氧的空氣供給）之一的防滅火理念，而且利用其防滅火與其他防滅火技術(shù)方法比較具有速度快，操作簡單，成本低，防滅火效果顯著可靠等特點，是一項先進的防滅火技術(shù)，甚至可能將不失為當(dāng)前煤礦井下防滅火最佳技術(shù)措施。但是要想將這項技術(shù)措施推開，必須解決高壓低溫下防止管道爆裂及保障CO2以液態(tài)形式注入火區(qū)等工藝安全問題，研究開發(fā)出適宜于液態(tài)CO2特性及煤礦井下特點的液態(tài)CO2防滅火工藝系統(tǒng)裝備，并制訂和落實相關(guān)安全保障措施。3)各種有關(guān)裝備的安全可靠性論證；質(zhì)量保證體系液態(tài)二氧化碳滅火裝置的主機部件是低溫壓力容器。為保證中華人民共和國國務(wù)院令第373號發(fā)布的《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》和國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局頒發(fā)的《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》及有關(guān)技術(shù)法規(guī)的全面貫徹執(zhí)行，保證產(chǎn)品質(zhì)量，確保壓力容器在煤礦井下安全運行，特制定本質(zhì)量保證體系。3).1.1 質(zhì)量目標(biāo)質(zhì)量目標(biāo)是：生產(chǎn)符合《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》、《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》、GB150-2011、GB151-1999等有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范要求的合格產(chǎn)品、優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品、名牌產(chǎn)品。3).1.2 質(zhì)量保證體系公司對壓力容器質(zhì)量保證體系作了明文規(guī)定，并設(shè)置了壓力容器質(zhì)量控制系統(tǒng)、控制環(huán)節(jié)和控制點，以保證壓力容器產(chǎn)品質(zhì)量目標(biāo)的實現(xiàn)。我公司壓力容器制造質(zhì)量保證體系中設(shè)置了設(shè)計、工藝準(zhǔn)備、材料、制造檢驗（含探傷）四大控制系統(tǒng)。 以《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》、《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》等法規(guī)為準(zhǔn)則，國家標(biāo)準(zhǔn)，專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及有關(guān)規(guī)范為基礎(chǔ)，制定了我公司壓力容器質(zhì)保體系，它是壓力容器設(shè)計、工藝準(zhǔn)備、材料、制造和檢驗必須遵循的法規(guī)性文件。1）設(shè)計、工藝質(zhì)控系統(tǒng)壓力容器設(shè)計圖紙必須由壓力容器設(shè)計資格的單位提供。壓力容器的圖樣必須由總經(jīng)理任命的承接設(shè)計工藝責(zé)任人員負(fù)責(zé)。設(shè)計零件圖、測繪、工藝性工作均應(yīng)符合《容規(guī)》現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、圖樣要求。2）材料質(zhì)控系統(tǒng)公司對壓力容器所需的原材料（包括焊接材料、外協(xié)件、外購件），從材料計劃、訂貨、采購、驗收到保管發(fā)放，均由壓力容器材料質(zhì)控系統(tǒng)保證。3）焊接質(zhì)控系統(tǒng)公司對壓力容器焊接材料、焊工、焊接工藝評定，焊縫返修，產(chǎn)品焊接試板的質(zhì)量控制提出了具體要求和規(guī)定。壓力容器焊接工藝評定應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼制壓力容器焊接工藝評定》的規(guī)定。4）檢測質(zhì)控系統(tǒng)公司對壓力容器檢測的管理，人員資格、職責(zé)、設(shè)備、條件，工藝流程和探傷程序做出規(guī)定，以保證無損檢測結(jié)果正確可靠。所有壓力容器的X射線探傷，必須經(jīng)過初評和復(fù)評，并按“無損檢測管理制度”執(zhí)行。壓力容器產(chǎn)品最終無損檢測結(jié)果，由探傷室負(fù)責(zé)出具報告，并按“無損檢測管理制度”進行審批。3).1.3 產(chǎn)品檢驗公司對壓力容器產(chǎn)品的檢驗人員、檢驗程序以及“停點”的檢查內(nèi)容做出規(guī)定，以保證壓力容器的檢驗符合《規(guī)程》、GB150—2011、GB151—1999標(biāo)準(zhǔn)的要求。產(chǎn)品檢驗包括原材料復(fù)驗，生產(chǎn)工序檢驗和成品檢驗，統(tǒng)一由檢驗科負(fù)責(zé)。產(chǎn)品及其主要零部件和關(guān)鍵工序檢驗應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和產(chǎn)品圖樣文字的規(guī)定進行。檢驗科應(yīng)編制檢查工藝，并有檢查記錄。轉(zhuǎn)運儲罐須經(jīng)耐壓試驗和氣密性試驗并合格后方能出廠。3).1.4 質(zhì)量保證體系與組織機構(gòu)質(zhì)量保證體系是制造壓力容器的法規(guī)性文件。質(zhì)量管理制度和各質(zhì)控系統(tǒng)責(zé)任人員的職責(zé)權(quán)限，是實施質(zhì)量保證體系正常運行的管理基礎(chǔ),全廠各類質(zhì)控系統(tǒng)責(zé)任人員必須認(rèn)真貫徹執(zhí)行。質(zhì)量保證體系由總經(jīng)理批準(zhǔn)后生效，并由質(zhì)量保證體系中各類質(zhì)控系統(tǒng)責(zé)任人貫徹執(zhí)行。全廠質(zhì)量保證體系機構(gòu)由質(zhì)保責(zé)任人員組成，在總經(jīng)理的領(lǐng)導(dǎo)下由質(zhì)保工程師直接主持和擔(dān)負(fù)質(zhì)量保證法規(guī)的實施和質(zhì)量控制，監(jiān)督活動。質(zhì)量保證工程師及各類質(zhì)控系統(tǒng)責(zé)任人員，由總經(jīng)理任命，報上級監(jiān)督機構(gòu)和主管部門備案。3、項目主要技術(shù)難點及重點目前對于液態(tài)二氧化碳在采空區(qū)內(nèi)與環(huán)境的熱交換機理有待進一步明確，液態(tài)二氧化碳防滅火工藝有待進一步成熟與完善。現(xiàn)有的注液態(tài)二氧化碳技術(shù)與傳統(tǒng)的二氧化碳防滅火技術(shù)類似，并沒有充分發(fā)揮液態(tài)二氧化碳臨界狀態(tài)對采空區(qū)火災(zāi)的降溫惰化作用，因此需要保障液態(tài)二氧化碳可控溫的調(diào)節(jié)，這也是本研究的難點。此外由于液態(tài)二氧化碳溫度低，一般為-56.6℃，低溫液態(tài)二氧化碳的井下罐裝及運輸，特別是在井下條件復(fù)雜，大量液態(tài)二氧化碳源井下供給難度非常大，同時管路受壓、受砸特別嚴(yán)重，對低溫液態(tài)二氧化碳輸送管道的要求也很高，如何科學(xué)有效的解決這系列關(guān)鍵性技術(shù)難題成為技術(shù)成敗的關(guān)鍵。因此，項目實施過程要重點解決以下問題：（1）輸送液態(tài)二氧化碳的管路低溫絕熱輸送的關(guān)鍵技術(shù)與溫度的可控式調(diào)節(jié)；（2）液態(tài)二氧化碳在采空區(qū)內(nèi)的運移規(guī)律及熱交換過程；（3）如何對二氧化碳廢氣進行液化回收。鑒于以上三方面的原因，多年防滅火技術(shù)僅限于現(xiàn)場試驗及井下局部應(yīng)用階段。通過本項目的研究和實施，研究建立液態(tài)二氧化碳防滅火技術(shù)及成套裝備、實現(xiàn)極復(fù)雜條件下礦井大型火災(zāi)快速治理、解決煤層自然發(fā)火的有效防治，并大規(guī)模推廣應(yīng)用到礦井的高效安全生產(chǎn)具有重要意義。成果表述1）二氧化碳液化回收及防治煤礦火災(zāi)的液態(tài)二氧化碳灌注技術(shù)以火區(qū)的降溫惰化為主，集二氧化碳回收利用＋“降溫+抑爆+惰化+淹沒覆蓋”的作用機理，構(gòu)建礦用井下移動式液態(tài)二氧化碳輸送及灌注系統(tǒng)，構(gòu)建地面液態(tài)二氧化碳輸送及灌注系統(tǒng)，構(gòu)建一套完整的液態(tài)二氧化碳防滅火裝備；2）通過地面鉆孔和管路液態(tài)二氧化碳灌注直接滅火、井下鉆孔和埋管移動式液態(tài)二氧化碳灌注防治自燃火災(zāi)等在現(xiàn)場的實施，形成一套完善的液態(tài)二氧化碳防滅火工藝技術(shù)：①確定注液態(tài)二氧化碳參數(shù)。鑒于液態(tài)二氧化碳在采空區(qū)內(nèi)的擴散半徑，為防止低溫二氧化碳大量涌出到工作面，凍壞工作面支架液壓部件造成不必要的損失，合理優(yōu)化并確定注液態(tài)二氧化碳口位置、孔間距、注二氧化碳量、注二氧化碳壓力等注二氧化碳技術(shù)參數(shù)，并制定井下不確定環(huán)境下，液態(tài)二氧化碳釋放口及輸送管路的保護措施；

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2.廣東省地質(zhì)測繪院創(chuàng)建于1958年3月，隸屬廣族慧東省地質(zhì)局，是廣東省成立最早的國家甲級測繪隊伍。該院技術(shù)力量雄厚，現(xiàn)有高新技術(shù)人員350人，其中測繪高級工程師20人，國土高級工程師2人，測繪工程師45人，國土工程師5人，環(huán)境工程師1人，城市規(guī)劃師1人，注冊測繪師7人，注冊城市規(guī)劃師2人測繪資質(zhì)助力智慧礦山；擁有先進的GPS、全站儀、水準(zhǔn)儀、繪圖儀、掃描儀、數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)、測深儀等300多臺套，擁有MAPGIS、ARC/INFO操作平臺及相關(guān)櫻穗納建庫軟件，南方CASS系列、廣州開思、清華山維等數(shù)字化成圖軟件150多套，擁有2臺海德堡對開膠印機、直印系統(tǒng)等設(shè)備。下設(shè)廣東省地質(zhì)測繪研究院、廣東省新九洲電腦圖文有限公司、測繪分院、制圖分院、勘查規(guī)劃分院、信息工程分院、地圖印刷分院。能承擔(dān)工程測量、地形測量、控制測量、房產(chǎn)測繪、海洋測繪、航測內(nèi)（外）業(yè)測量，地籍測量及建庫、工程線路及管道測量、變形測量、數(shù)字化地圖編制、土地利用現(xiàn)狀調(diào)查及建庫，地理信息系統(tǒng)開發(fā)，土地開發(fā)、土地整治、土地評價、土地利用總體規(guī)劃修改、高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田、城鎮(zhèn)總體規(guī)劃、城鄉(xiāng)建設(shè)用地增減掛鉤，廣告創(chuàng)意設(shè)計、電分輸出，各類地圖、畫冊印刷、精裝等業(yè)務(wù)。

資質(zhì)

3.該院擁有國家測繪5項甲級資質(zhì)和5項乙級資質(zhì)，國家土地規(guī)劃甲級資質(zhì)、城鄉(xiāng)規(guī)劃編制丙級資質(zhì)和廣東省政府采購定點印刷單位資質(zhì)等一批證書，通過了ISO9001質(zhì)量管理體系認(rèn)證和CMA認(rèn)證。