CN102278134B

CN102278134B - 一种煤矿乏风瓦斯的收集方法和装置

Info

Publication number: CN102278134B
Application number: CN201110234289.XA
Authority: CN
Inventors: 王凯; 郭燕伟; 朱应; 曹占涛
Original assignee: China University of Mining and Technology Beijing CUMTB
Current assignee: China University of Mining and Technology CUMT; China University of Mining and Technology Beijing CUMTB
Priority date: 2011-08-16
Filing date: 2011-08-16
Publication date: 2014-03-12
Anticipated expiration: 2031-08-16
Also published as: CN102278134A

Abstract

本发明公开了一种煤矿乏风瓦斯的收集方法和装置，包括过渡管道和集风管道，过渡管道为直径渐缩的变径管，过渡管道的大端连接在靠近矿井主要通风机扩散器外侧出口的流线结束位置的集风口上，集风管道连接在过渡管道的小端出口上。集风管道利用乏风瓦斯动能的损失和过渡管道的引导作用，完成乏风瓦斯的收集过程，既不影响煤矿主要通风机的正常工况，也不产生新的能源消耗，还提高了煤矿瓦斯的利用率，避免了温室气体效应。其整个装置结构简单、使用方便，收集成本低廉，回收效益高，可广泛适用于对煤矿主要通风机扩散器排出的乏风瓦斯的收集。

Description

一种煤矿乏风瓦斯的收集方法和装置

技术领域

本发明涉及一种瓦斯气体的收集，尤其涉及一种煤矿乏风瓦斯的收集方法和装置，属于煤矿配套设备领域。

背景技术

研究表明，我国绝大部分的矿井瓦斯是通过乏风的形式排入大气的。资料显示，2010年我国煤矿瓦斯涌出量约为200亿m³左右，涌出量相当于每年有1800万吨原油或3000万吨的标准煤被白白浪费。不仅如此，乏风中甲烷产生的温室效应是CO₂的21倍，对大气臭氧层的破坏能力约为CO₂的7倍。将煤矿乏风瓦斯直接排放到大气中，一方面造成了有限的不可再生资源的严重浪费，另一方面，加剧了大气污染和温室气体效应。

从20世纪90年代开始，为了减少温室气体排放量和有效利用洁净能源，国内外研究机构开展了对煤矿乏风瓦斯利用技术的开发与应用研究，该技术主要分为两类：一类是煤矿乏风瓦斯作为辅助燃料利用技术；另一类是煤矿乏风瓦斯作为主燃料利用技术。这些技术均涉及对煤矿乏风的收集和处理，但其技术相对较为简单、仅采用简单装置实现了矿井主要通风机扩散器排风口与集风装置及管道的对接，缺乏对煤矿乏风收集及其与矿井衔接技术的系统和深入研究。目前国内外对煤矿乏风瓦斯利用技术的研究和实践证明，从矿井主要通风机扩散器排风口收集煤矿乏风是可以实现的。其关键技术在于研究煤矿乏风的合理集风方式以降低或消除集风设施对矿井主要通风机工况的影响。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种能满足实际集风需要，又能降低或消除集风装置对矿井主要通风机正常工况的影响，保持矿井正常作业的煤矿乏风瓦斯收集方法和装置。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种煤矿乏风瓦斯的收集方法，在矿井主要通风机扩散器外侧出口的流线结束位置开集风口，将集风管道通过直径渐缩的过渡管道与集风口连接，并与扩散器排风道形成并联通风网络，利用集风管道完成乏风瓦斯的收集。

所述集风管道利用乏风动能的损失进行乏风收集。

所述过渡管道和集风管道的内壁为光滑平整的流线型曲线。

一种煤矿乏风瓦斯的收集装置，包括过渡管道和集风管道，过渡管道为直径渐缩的变径管，过渡管道的大端连接在靠近矿井主要通风机扩散器外侧出口的集风口上，集风管道连接在过渡管道的小端；集风口位于矿井主要通风机扩散器外侧出口的流线结束位置上。

所述过渡管道和集风管道的内壁为光滑平整的流线型曲线。

本发明所述的一种煤矿乏风瓦斯的收集方法和装置，采用在主要通风机扩散器外侧出口流线结束的位置上开设集风口的方式，利用直径逐渐缩小的过渡管道进行乏风瓦斯的引导，并通过集风管道进行传送，实现最终的收集过程。其集风方法，完全依靠乏风瓦斯的动能损失进行传送，不需要消耗任何外界能源，避免了新能源的消耗，同时，过渡管道的引导阻力较小，对煤矿风机的正常工作影响较小，保证了煤矿风机的正常工况，满足了实际使用的需要。其结果，实现了乏风瓦斯的再收集，提高了煤矿瓦斯的利用率，保护了大气环境，避免或降低了乏风瓦斯的温室气体效应。整个收集装置结构简单、使用方便，收集过程自动完成，不会产生新的能源消耗，收集成本低，回收效益高，可广泛适用于对煤矿主要通风机扩散器排出的乏风瓦斯的收集。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

本发明所述煤矿乏风瓦斯收集方法的中心思想是：利用集风装置对煤矿乏风瓦斯进行有效收集，同时，降低或消除集风装置对矿井主要通风机正常工况的影响，保证矿井正常作业，达到充分利用能源、保护环境的目的。

本发明所述一种煤矿乏风瓦斯的收集方法，具体过程包括：

首先，在矿井主要通风机扩散器外侧出口的流线结束位置上开设集风口。

集风口的大小可根据扩散器出口和流量的大小而定。集风口开设在扩散器外侧出口的流线结束位置上，此处的乏风在流动方向、流量上相对固定和稳定，保证了乏风的收集质量。如在矿井中经常使用的离心式风机或者轴流式风机，虽然风机的工作原理不同，乏风的流动方式不同，但在扩散器外侧出口的流线结束位置上，乏风的流动方向和流量已能基本保持稳定，并只受离心式风机或者轴流式风机功率大小和扩散器出口大小的影响，从而为集风口有效、可控地收集乏风瓦斯创造了有利条件。

接着，将直径渐缩的过渡管道大端连接在集风口上，并将集风管道连接在过渡管道的小端出口上，集风管道与扩散器排风道形成并联的通风网络，利用集风管道及乏风动能的损失完成乏风瓦斯的收集。

其中，过渡管道和集风管道的内壁为光滑平整的流线型曲线，这样，乏风在传送过程中阻力较小，产生的附加阻力较小，不会对煤矿主要通风机的正常工作造成影响。由于过渡管道为直径渐缩的变径管，乏风在进入集风口后，由过渡管道的大端入口流向小端出口，使得集风管道中风流平稳，不会产生回流现象，保证了集风过程的顺利、可靠进行。而乏风的传送过程，完全依靠自身的动能损失进行，不断推动乏风瓦斯向前传送，不需要外界提供任何动力，避免了能源消耗，传送过程自动完成。

下面结合附图1对本发明所述一种煤矿乏风瓦斯的收集装置作进一步的详细描述：

对本发明所述一种煤矿乏风瓦斯的收集装置，包括过渡管道2和集风管道3。其中，过渡管道2为直径渐缩的变径管，过渡管道2的大端连接在靠近矿井主要通风机扩散器外侧出口1的流线结束位置的集风口4上，集风管道3连接在过渡管道2的小端出口上。过渡管道2和集风管道3的内壁为光滑平整的流线型曲线。

工作中，乏风瓦斯在煤矿风机的作用下，流过扩散器外侧出口1流线结束位置上的集风口4时，受集风口4处过渡管道2的引导作用，部分进入过渡管道2中，并经集风管道3传送后，完成乏风瓦斯的收集过程。在集风过程中，收集装置始终依靠乏风瓦斯的动能损失进行乏风传送，不需消耗任何外在能源，而乏风瓦斯的收集过程，由于阻力较小，也不会影响煤矿主要通风机的正常工作，不会影响到煤矿的安全生产。

Claims

1.一种煤矿乏风瓦斯的收集方法，其特征在于，在矿井主要通风机扩散器外侧出口的流线结束位置开集风口，将集风管道通过直径渐缩的过渡管道与集风口连接，并与扩散器排风道形成并联通风网络，利用集风管道完成乏风瓦斯的收集。

2.根据权利要求1所述的一种煤矿乏风瓦斯的收集方法，其特征在于，所述集风管道利用乏风动能的损失进行乏风收集。

3.根据权利要求1或2所述的一种煤矿乏风瓦斯的收集方法，其特征在于，所述过渡管道和集风管道的内壁为光滑平整的流线型曲线。

4.一种与权利要求1所述方法配合使用的煤矿乏风瓦斯的收集装置，其特征在于，包括过渡管道和集风管道，所述过渡管道为直径渐缩的变径管，过渡管道的大端连接在靠近矿井主要通风机扩散器外侧出口的集风口上，集风管道连接在过渡管道的小端；所述集风口位于矿井主要通风机扩散器外侧出口的流线结束位置上。

5.根据权利要求4所述的一种煤矿乏风瓦斯的收集装置，其特征在于，所述过渡管道和集风管道的内壁为光滑平整的流线型曲线。