CN105240045A - 一种煤矿采空区可伸缩立管远程控制瓦斯抽采装置 - Google Patents

一种煤矿采空区可伸缩立管远程控制瓦斯抽采装置 Download PDF

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解北京
付帅
栗婧
吕平洋
王启飞
王菲茵
魏怡航
牟林桐
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Abstract

本发明为一种煤矿采空区可伸缩立管抽放远程控制装置，适用于瓦斯含量高、周期来压不明显及顶板破碎变形严重矿井。它由抽放主管、伸缩立管、闭管装置组成。抽放主管为高分子聚乙烯管，上部安有阀门接可伸缩立管；可伸缩立管由四节长度一致不同管径的高分子聚乙烯筛管组成，每节筛管都分布有40个筛孔及深度2mm的凹槽；远程闭关装置由圆形封闭门、封闭拉线组成，圆形封闭门安装于主抽放管内部用于封闭管路，封闭拉线为Φ4mm的缆绳用来远程控制闭管。该套可伸缩立管抽放远程控制装置可实现远距离立管及闭管，立管的收缩性致使在顶板下沉严重时仍可实现正常抽采，可现实安全、高效、长期的采空区瓦斯抽采，具有广泛的实用性。

Description

一种煤矿采空区可伸缩立管远程控制瓦斯抽采装置
技术领域
本发明涉及一种煤矿采空区可伸缩立管远程控制瓦斯抽采装置，最适用瓦斯含量高、周期来压不明显、顶板破碎变形严重的矿井。
背景技术
瓦斯含量高、周期来压不明显、顶板破碎变形严重矿井，其采空区瓦斯治理尤为困难，上隅角瓦斯超限现象频频发生，影响煤矿安全快速生产。高瓦斯及突出矿井工作面回采后，大量的瓦斯残留于采空区。由于周期来压不明显，采空区出现悬顶，随着顶板缓慢下沉，采空区瓦斯向外大量涌出，致使上隅角瓦斯超限，影响安全生产。传统采空区埋管埋管及立管抽采方法存在安全系数低、抽采效率低、效果差、周期短等缺点，往往难以满足正常安全生产要求。因此，现场急需一套操作简单、安全、高效、服务周期长的采空区瓦斯抽采设备。
发明内容
一、发明目的
鉴于已有采空区抽采设备存在的不足，本发明设计了一种可伸缩的立管远程控制抽采设备，其抽采立管可以收缩，在顶板变形下沉过程中不至于遭到破坏而导致失效，远程控制装置可实现远距离的管路闭合，操作简单，安全性高，可提高抽放效果。
二、技术方案
本申请的装置包括主抽放管、可伸缩立管、远程闭管装置。抽放主管由5m×Φ350mm高分子聚乙烯管组成，每节间用两通管连接，每20m处有装一变径三通管，上部安装有阀门，接Φ200mm可伸缩立管，三通前1m位置侧方开有一个Φ10mm小孔作为闭管拉线出口，距三通后1m位置管路两侧装有卡槽；可伸缩立管材料为高分子聚乙烯，由四节长度为800mm、厚度为4mm筛管组成，四节筛管从下到上管径依次减小分别为Φ200mm、Φ190mm、Φ180mm、Φ170mm，每节筛管中间500mm长度上均匀分布着40个孔径为Φ10mm筛孔，除Φ200mm筛管外，其余三根筛管下部距底端25mm位置开始至125mm之间为深度为2mm的凹槽用来嵌套厚度5mm的弹性密闭橡胶圈；远程闭管装置由圆形封闭门、封闭拉线组成，圆形封闭门安装于主抽放管内部，其外围为一半径为10mm的橡胶圆环，开启状态时封闭门平行于主抽放管，闭合时垂直于主抽放管，封闭拉线为Φ4mm的缆绳，一端连接封闭门，另一端经主抽放管侧方小孔引出，缆绳长度为30m。具体实施步骤为：将带有立管的主抽放管路铺设于工作面回风巷，随工作面的推进，伸缩立管逐渐进入到采空区内部实现瓦斯抽采，为保证抽采效果最佳，始终保持两根立管对采空区40m范围内瓦斯进行抽采，当立管进入采空区距离超过40m时，利用远程控制装置封闭立管，当有新立管即将进入采空区时，打开立管开关，连接抽采系统，准备对采空区瓦斯进行抽采。由此，即可达到采空区连续高效瓦斯抽采，控制上隅角瓦斯超限现象发生。
三.技术效果
本发明煤矿采空区可伸缩立管远程控制瓦斯抽采装置，最适用瓦斯含量高、周期来压不明显、顶板破碎变形严重矿井采空区瓦斯抽采。该套可伸缩立管远程控制抽采装置造作简单、安全性高、服务时间长、抽采效果好，能够长期有效对采空区瓦斯进行抽采，消除上隅角瓦斯超限现象，促进矿井安全快速生产，具有广泛的实用性。
附图说明
附图1是本发明示意图。
具体实施方式
下面将结合附图中的一个实施例对本发明作进一步的描述：
本发明主要由抽放主管(1)、可伸缩立管(2、4、5)、远程闭管装置(3)三部分组成。抽放主管(1)由5m长的Φ350mm高分子聚乙烯管组成，每节间用两通连接，，每20m处有装一变径三通，上部带有阀门接可伸缩立管，在井下回采工作面回风巷铺设管路，主抽放管末端立管(2)处在工作面位置，使其处于伸长状态，打开立管(2)阀门(10)，开始抽采，随工作面推进，末端立管(2)深入采空区内部，当其深入距离为20m时，下一立管(4)已到达工作面位置，此时打开立管(4)阀门，开始双立管抽采，工作面进一步推进，当末端立管(2)距离工作面40m时，立管(4)距离工作面20m时，立管(5)达到工作面位置，此时拉动立管(4)附近闭管拉线(6)使立管(2)与主抽放系统断开，同时伸展开立管(5)并打开阀门使其连接抽放系统，继续保持双立管抽采。以此重复以上操作。

Claims (5)

1.一种煤矿采空区可伸缩立管远程控制瓦斯抽采装置，其特征在与：主要有主抽放管(1)、可伸缩立管(2、4、5)、远程闭管装置(3)三部分组成。抽放主管(1)连接抽放系统，由5m聚乙烯抽采短管组成，为瓦斯抽采运移主要通道，其上部连接可伸缩抽放立管(2、4、5)；可伸缩抽放立管(2、4、5)由五节短筛管组成，各筛管之间依靠密闭橡胶圈(13)与管壁之间摩擦力支撑，立管附近主抽放管路位置上，为闭管装置(3)；远程闭管装置由圆形封闭门(8)、封闭拉线(6)组成，用于实现采空区外远距离封闭抽放立管。
2.权利要求1所述的主抽放管路(1)，其特征为：由5m×Φ350mm高分子聚乙烯管组成，每节间用两通管连接，每20m处有装一变径三通管，上部安装有阀门接Φ200mm可伸缩立管(2、4、5)，三通前1m位置侧方开有一个Φ10mm小孔(7)作为闭管拉线出口，距三通后1m位置管路两侧装有闭管卡槽(12)。
3.权利要求1所述的可伸缩立管(2、4、5)，其特征为：由四节长度为500mm筛管组成，筛管材料与主抽放管路一致，为由高分子聚乙烯，厚度为4mm；四节筛管从下到上管径依次减小分别为Φ200mm、Φ190mm、Φ180mm、Φ170mm，每节筛管中间500mm长度上均匀分布着40个孔径为Φ10mm(11)筛孔，除Φ200mm筛管外，其余三根筛管下部距底端25mm位置开始至125mm之间为深度为2mm的凹槽用来嵌套厚度5mm的弹性密闭橡胶圈(13)。随立管深入采空区内部，顶板下沉逐渐加剧，当顶板压力大于橡胶圈摩擦力时，立管受压收缩但并不会遭到破坏而失效。
4.权利要求1所述的闭管装置(2、4、5)，其特征为：由圆形封闭门(8)、封闭拉线(6)组成，圆形封闭门(8)安装于主抽放管(1)内部，其外围为一半径为10mm的橡胶圆环(9)，开启状态时封闭门(8)平行于主抽放管(1)，闭合时垂直于主抽放管(1)，封闭拉线(6)为Φ4mm的缆绳，一端连接封闭门，另一端经主抽放管侧方小孔引出，缆绳长度为30m。立管深入采空区内部时，为能保持以后立管抽放负压，可利用远程闭管装置，在不进入采空区情况下，闭死深部立管。
5.一种使用权利要求1所述的一种煤矿采空区可伸缩立管远程控制瓦斯抽采装置的抽采方法，其特征在于：在井下回采工作面回风巷铺设管路，主抽放管末端立管(2)处在工作面位置，使其处于伸长状态，打开立管(2)阀门，开始抽采，随工作面推进，末端立管(2)深入采空区内部，当其深入距离为20m时，下一立管(4)已到达工作面位置，此时打开立管(4)阀门，开始双立管抽采，工作面进一步推进，当末端立管(2)距离工作面40m时，立管(4)距离工作面20m时，立管(5)达到工作面位置，此时拉动立管(4)附近闭管拉线(6)使立管(2)与主抽放系统断开，同时伸展开立管(5)并打开阀门使其连接抽放系统，继续保持双立管抽采。待工作面继续推进时，重复以上操作，完成持续高效采空区瓦斯抽采。
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