CN104153745B - 一种煤矿采动区地面井集成式抽采系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于煤矿采动区抽采设备的技术领域，具体涉及一种煤矿采动区地面井集成式抽采系统。本发明为了解决煤矿地形条件复杂或距离间隔较远时，不宜采用铺设管道的方法进行抽采的问题，从而提出一种煤矿采动区地面井集成式抽采系统，包括与井口连接的集装箱，所述的集装箱安装于行走车上，集装箱内安装有泄爆器与防回火装置、水环真空泵、气水分离器、发电机组、控电箱、柴油桶、低位水箱、高位水箱，利用柴油为发电机组供电，带动水环真空泵对煤矿采动区进行抽采。本发明装置集运输、抽采、供电、居住等功能为一体，结构紧凑，同时可直接对监测数据进行读取、存储，也可以时时进行监控，方便管理、安全性更高。
Description
技术领域
本发明属于煤矿采动区抽采设备的技术领域，具体涉及一种煤矿采动区地面井集成式抽采系统。
背景技术
在地形地貌允许的条件下，煤矿采动区地面井通过管道连接至煤矿抽放泵站，若地形条件复杂或距离间隔太远，则经济上不允许铺设长距离管道，为保障煤矿采动区地面井抽采，尤其在现场运输、安装难度大的，供电、居住等不具备的前提下，需要研究集成式抽采工艺设备。
发明内容
本发明的目的旨在解决煤矿地形条件复杂或距离间隔较远时，因运输、安装、供电、居住等条件的限制，导致不宜采用铺设管道的方法进行抽采的问题，从而提出一种煤矿采动区地面井集成式抽采系统。
本发明采用如下技术方案：
一种煤矿采动区地面井集成式抽采系统，包括与井口连接的集装箱，所述的集装箱安装于行走车上，集装箱内安装有泄爆器与防回火装置、水环真空泵、气水分离器、发电机组、控电箱、柴油桶、低位水箱和高位水箱；
所述的水环真空泵、气水分离器之间通过无缝钢管连接，水环真空泵利用金属波纹管与集装箱外的井口连接且该连接管路中间安装有多参数监测监控仪器，气水分离器出口管线连接有放空管（放空管在现场采用管道联接，与预抽设备保持安全距离），气水分离器内设有氧气传感器；所述的多参数监测监控仪器与水环真空泵之间、气水分离器出口管线处连接有泄爆器与防回火装置；
所述的水环真空泵的两连接端并联有分流系统，分流系统的管路上安装有阀门；
所述的低位水箱、高位水箱分别与水环真空泵连接；
所述的柴油桶与发电机组连接，发电机组与控电箱连接，控电箱与水环真空泵连接。
所述的发电机组包括两台并联的发电机，两台发电机分别与控电箱连接。
所述的低位水箱与高位水箱之间采用潜水泵连接。
所述的潜水泵安装于低位水箱内。
所述的多参数监测监控仪器为GD4型瓦斯抽放多参数传感器。
所述的金属波纹管的两连接端处均安装有阀门。
所述的集装箱）内还设有照明系统。
所述的集装箱的两侧采用推拉门设计。
所述的泄爆器与防回火装置、水环真空泵、气水分离器、电机组、控电箱、柴油桶、低位水箱均通过地脚螺栓固定连接于集装箱箱底。
所述的放空管替换为集输管。
本发明具有如下有益效果：
1、本发明装置集运输、抽采、供电、居住等功能为一体，结构紧凑，能有效适用于地形条件复杂或间隔距离远的地形；
2、本发明装置可根据煤矿采动区地面条件就近抽采，与原有的长距离管道抽采方式相比，效率更高；
3、多参数监测监控仪器能够连接电脑，可直接对监测数据进行读取、存储，便于一次性提取数据，也可以时时进行监控，方便管理、安全性更高。
附图说明
图1为本发明的俯视图；
图2为本发明的左侧视图；
图3为本发明的右侧视图；
图中：1-井口、2-金属波纹管、3-多参数监测监控仪器、4-泄爆器与防回火装置、5-水环真空泵、6-分流系统、7-气水分离器、8-避雷针、9-发电机组、10-控电箱、11-柴油桶、12-低位水箱、13-集装箱、14-阀门、15-高位水箱、16-行走车、17-氧气传感器。
具体实施方式
结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步说明：
如图1所示，一种煤矿采动区地面井集成式抽采系统，包括与井口1连接的集装箱13，所述的集装箱13安装于行走车16上，集装箱13内安装有泄爆器与防回火装置4、水环真空泵5、气水分离器7、发电机组9、控电箱10、柴油桶11、低位水箱12和高位水箱15；
所述的水环真空泵5、气水分离器7之间通过无缝钢管连接，水环真空泵5利用金属波纹管2与集装箱13外的井口1连接且该连接管路中间安装有多参数监测监控仪器3，气水分离器7上连接有避雷针8；所述的多参数监测监控仪器3与水环真空泵5之间、气水分离器7出口管线连接有泄爆器与防回火装置4；
所述的水环真空泵5的两连接端并联有分流系统6，分流系统6的管路上安装有阀门14；
所述的低位水箱12、高位水箱15分别与水环真空泵5连接；
所述的柴油桶11与发电机组9连接，发电机组9与控电箱10连接，控电箱10与水环真空泵5连接。
其中管路根据煤矿采动区地面井抽采最大混合量为8~12m3/min，抽采过程中负压最大达到95.7Kpa，结合现场经验，地面抽采管的管径按单井最大混合流量12m3/min进行管路计算。管径计算按以下公式：
d=0.1457(Q/V)0.5
式中，d——抽采管内径，m；Q——管内气体流量，m3/min；V——气体流动速度，m/s，一般选经济流速5～15m/s，本算例管内气体流速取12m/s。
代入上式得：
d=0.1457(12/12)0.5=0.1457(m)
因此，地面抽采管路选用D159×7的无缝钢管，管内气体实际流速为：10.1m/s。
据上述算例，水环真空泵5选择直联真空泵，主要技术参数为：排量20m3/min，极限真空93KPa，转速980r/min，电机功率37Kw（见表1）。
表1：水环真空泵技术参数
所述的发电机组9包括两台并联的发电机，发电机为120KW柴油发电机，两台发电机分别与控电箱10连接。两台发电机一备一用，发电机与柴油桶11连接，配置2个柴油桶放置燃料，每个容量为700L，连续运行时，每桶油能用大约24小时。
所述的低位水箱12与高位水箱15之间采用潜水泵连接，潜水泵安装于低位水箱12内，低位水箱12与高位水箱15分别都与水环真空泵5连接，由此高差产生压力，从而使真空泵产生负压，根据真空泵的水量消耗预测，潜水泵的排量定为1m3/h，潜水泵的动力系统由发电机组提供。
所述的多参数监测监控仪器3为GD4型瓦斯抽放多参数传感器，气体依次经其内部的温度传感器、压力传感器、浓度传感器后，进入水环真空泵5中，而后通过气水分离器7后，气体再经气水分离器7内部的氧气传感器17的探头监测，最后进入放空管（集输管）。
集装箱13内还设有照明系统，也由发电机组提供电力，必要时可以使用集装箱车所提供的动力，晚上可以进行照明、冬天可以进行取暖。
集装箱13的两侧采用推拉门设计，各自对半分开，以车头为前方，车厢左边的门设计在低位水箱12至柴油桶11，打开推至柴油桶11处，便于水箱加水以及柴油桶添加柴油，车厢右边的门设计为多参数监测监控仪器3至水环真空泵5，打开推至气水分离器7处，便于读取数据，以及控制真空泵的阀门。
多参数监测监控仪器3能够连接电脑，可直接对监测数据进行读取、存储，便于一次性提取数据，也可以时时进行监控，且方便管理。
所述的泄爆器与防回火装置4、水环真空泵5、气水分离器7、电机组9、控电箱10、柴油桶11、低位水箱12均通过地脚螺栓固定连接于集装箱13箱底，其余不能直接固定的，如柴油桶11，则采用其它固定方式，如焊置铁围栏式固定。
Claims (8)
1.一种煤矿采动区地面井集成式抽采系统，其特征在于：包括与井口（1）连接的集装箱（13），所述的集装箱（13）安装于行走车（16）上，集装箱（13）内安装有泄爆器与防回火装置（4）、水环真空泵（5）、气水分离器（7）、发电机组（9）、控电箱（10）、柴油桶（11）、低位水箱（12）和高位水箱（15）；
所述的水环真空泵（5）、气水分离器（7）之间通过无缝钢管连接，水环真空泵（5）利用金属波纹管（2）与集装箱（13）外的井口（1）连接且该连接管路中间安装有多参数监测监控仪器（3），气水分离器（7）上连接有放空管（8），气水分离器（7）内设有氧气传感器（17）；所述的多参数监测监控仪器（3）与水环真空泵（5）之间、气水分离器（7）与放空管（8）之间均连接有泄爆器与防回火装置（4）；
所述的水环真空泵（5）的两连接端并联有分流系统（6），分流系统（6）的管路上安装有阀门（14）；
所述的低位水箱（12）、高位水箱（15）分别与水环真空泵（5）连接；
所述的柴油桶（11）与发电机组（9）连接，发电机组（9）与控电箱（10）连接，控电箱（10）与水环真空泵（5）连接；
所述的发电机组（9）包括两台并联的发电机，两台发电机分别与控电箱（10）连接；
所述的低位水箱（12）与高位水箱（15）之间采用潜水泵连接。
2.根据权利要求1所述的煤矿采动区地面井集成式抽采系统，其特征在于：所述的潜水泵安装于低位水箱（12）内。
3.根据权利要求1所述的煤矿采动区地面井集成式抽采系统，其特征在于：所述的多参数监测监控仪器（3）为GD4型瓦斯抽放多参数传感器。
4.根据权利要求1所述的煤矿采动区地面井集成式抽采系统，其特征在于：所述的金属波纹管（2）的两连接端处均安装有阀门（14）。
5.根据权利要求1所述的煤矿采动区地面井集成式抽采系统，其特征在于：所述的集装箱（13）内还设有照明系统。
6.根据权利要求1所述的煤矿采动区地面井集成式抽采系统，其特征在于：所述的集装箱（13）的两侧采用推拉门设计。
7.根据权利要求1所述的煤矿采动区地面井集成式抽采系统，其特征在于：所述的泄爆器与防回火装置（4）、水环真空泵（5）、气水分离器（7）、电机组（9）、控电箱（10）、柴油桶（11）、低位水箱（12）均通过地脚螺栓固定连接于集装箱（13）箱底。
8.根据权利要求1所述的煤矿采动区地面井集成式抽采系统，其特征在于：所述的放空管（8）替换为集输管。
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