CN108316971A - 一种煤矿瓦斯抽采系统负压侧自动放水结构及方法 - Google Patents

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王建伟
张凤杰
向真才
杨利平
史永涛
范晓刚
马钱钱
郝光生
李晓
王凯
鞠坤
何俊
张鹏冲
王松
王帆
王一帆
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Shanxi Holzer Xin He Coal Industry Co Ltd
CCTEG Chongqing Research Institute Co Ltd
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Shanxi Holzer Xin He Coal Industry Co Ltd
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21FSAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
    • E21F16/00Drainage
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21FSAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
    • E21F7/00Methods or devices for drawing- off gases with or without subsequent use of the gas for any purpose

Abstract

本发明公开一种煤矿瓦斯抽采系统负压侧自动放水结构及方法,能有效适用于绝大部分抽采地点,成本较低、管理方便,并且放水效果好,能有效减少人工放水工作量;为了解决上述技术问题,本发明采用的技术方案为:包括瓦斯抽采管道和抽采泵,所述抽采泵设置在瓦斯抽采管道上,所述抽采泵一侧的瓦斯抽采管道为负压侧管道,所述负压侧管道的下侧至少设置有一个排水孔,所述排水孔的下方设置有储水器,所述排水孔和储水器之间通过放水管连通,且所述放水管的下端插入储水器的液面下,所述储水器的上部设置有溢流孔,所述溢流孔的最低侧高于放水管的下端面;本发明可广泛应用于瓦斯抽采领域。

Description

一种煤矿瓦斯抽采系统负压侧自动放水结构及方法
技术领域
本发明一种煤矿瓦斯抽采系统负压侧自动放水结构及方法,属于瓦斯抽采技术领域。
背景技术
煤矿瓦斯抽采是解决矿井瓦斯大量涌出、消除煤层突出危险性的主要手段,由于目前绝大多数矿井采用水排渣工艺施工抽采钻孔,加之煤层本身还有一定的水分,部分矿井煤层倾角较小,本煤层钻孔基本呈水平或者负倾角布置,钻孔施工完毕后,孔内积存了相当体积的积水,在钻孔施工完毕实施抽采的过程中,部分水在抽采负压的作用下沿抽采管路最后进入抽采泵。瓦斯管路水量大的话会造成局部管路有效截面明显变小,甚至堵塞抽采管路,严重影响抽采效果,降低了整个抽采系统的运行效率,所以现场抽采过程中水堵问题极为突出。
负压自动放水器是煤矿瓦斯抽采系统不可缺少的自动放水装置,适用于瓦斯抽采和利用系统的主管、干管、支管及钻孔的自动放水。目前负压自动放水器虽种类较多,但大多存在结构过于复杂、井下环境适用性较差的问题,刚开始放水效果较好,使用一段时间后则不能自动放水,需要专业人员进行维护处理。不仅前期一次性投入较高,在后续的使用过程中维护费用居高不下,因此,从抽采系统放水工艺及方法进行研究,形成高效的瓦斯抽采系统放水方法具有重要意义。
发明内容
本发明克服了现有技术存在的不足,提供了一种煤矿瓦斯抽采系统负压侧自动放水结构及方法,能有效适用于绝大部分抽采地点,成本较低、管理方便,并且放水效果好,能有效减少人工放水工作量。
为了解决上述技术问题,本发明采用的技术方案为:一种煤矿瓦斯抽采系统负压侧自动放水结构,包括瓦斯抽采管道和抽采泵,所述抽采泵设置在瓦斯抽采管道上,所述抽采泵一侧的瓦斯抽采管道为负压侧管道,所述负压侧管道的下侧至少设置有一个排水孔,所述排水孔的下方设置有储水器,所述排水孔和储水器之间通过放水管连通,且所述放水管的下端插入储水器的液面下,所述储水器的上部设置有溢流孔,所述溢流孔的最低侧高于放水管的下端面。
所述放水管为软管。
所述储水器位于排水孔的正下方,所述放水管竖直设置,将储水器与排水孔连通。
本发明涉及一种煤矿瓦斯抽采系统负压侧自动放水结构的放水方法,按下述步骤实施:
第一步:统计分析需放水地点瓦斯抽采管道的负压侧管道最大抽采负压△P,确定克服抽采负压所需液面高差H;其中ρ为水的密度,1t/m3;g为重力加速度,9.80m/s2
第二步:在煤矿瓦斯抽采系统放水地点负压侧管道上安装放水管;
第三步:在低洼处安装储水器,内部盛放一定体积清水,在储水器侧面开凿溢流孔;
第四步:将放水管下部接口放在低洼处储水器的液面下,保证溢流孔底部距放水管与瓦斯抽采管道的接口处的高度大于H;
第五步:正常抽采期间,瓦斯抽采管道内的水流经过放水管与瓦斯抽采管道的接口处时,受重力影响自然流入放水管内,随放水管流入储水器,储水器水量逐渐增多,当液面上升至溢流孔时,从溢流孔自然排出,从而保证储水器内部液面高度始终低于溢流孔。
本发明与现有技术相比具有的有益效果是:本发明中瓦斯抽采管道内的水流经过放水管与瓦斯抽采管道的接口处时,受重力影响自然流入放水管内,随放水管流入储水器,储水器水量逐渐增多,当液面上升至溢流孔时,从溢流孔自然排出,所述放水管与瓦斯抽采管道的接口处距下部储水器溢流孔的高差H取决于抽采系统的负压,本发明的方法放水成本低、放水效率高,能有效的实现自动放水。并且放水条件能够根据实际需要进行调节,能够满足抽采系统负压侧绝大多数地点的放水需要。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
图1为本发明的结构示意图。
图中:1为瓦斯抽采管道、2为抽采泵、3为排水孔、4为储水器、5为放水管、6为溢流孔。
具体实施方式
如图1所示,本发明一种煤矿瓦斯抽采系统负压侧自动放水结构,包括瓦斯抽采管道1和抽采泵2,所述抽采泵2设置在瓦斯抽采管道1上,所述抽采泵2一侧的瓦斯抽采管道1为负压侧管道,所述负压侧管道的下侧至少设置有一个排水孔3,所述排水孔3的下方设置有储水器4,所述排水孔3和储水器4之间通过放水管5连通,且所述放水管5的下端插入储水器4的液面下,所述储水器4的上部设置有溢流孔6,所述溢流孔6的最低侧高于放水管5的下端面。
所述放水管5为软管。
所述储水器4位于排水孔3的正下方,所述放水管5竖直设置,将储水器4与排水孔3连通。
本发明涉及一种煤矿瓦斯抽采系统负压侧自动放水结构的放水方法,按下述步骤实施:
第一步:统计分析需放水地点瓦斯抽采管道1的负压侧管道最大抽采负压△P,确定克服抽采负压所需液面高差H;其中ρ为水的密度,1t/m3;g为重力加速度,9.80m/s2
第二步:在煤矿瓦斯抽采系统放水地点负压侧管道上安装放水管5;
第三步:在低洼处安装储水器4,内部盛放一定体积清水,在储水器4侧面开凿溢流孔6;
第四步:将放水管5下部接口放在低洼处储水器4的液面下,保证溢流孔6底部距放水管5与瓦斯抽采管道1的接口处的高度大于H;
第五步:正常抽采期间,瓦斯抽采管道1内的水流经过放水管5与瓦斯抽采管道1的接口处时,受重力影响自然流入放水管5内,随放水管5流入储水器4,储水器4水量逐渐增多,当液面上升至溢流孔6时,从溢流孔6自然排出,从而保证储水器4内部液面高度始终低于溢流孔6。
本发明中,所述放水管5与瓦斯抽采管道1的接口处距下部储水器溢流孔的高差H取决于抽采系统的负压,井下低负压接抽钻孔负压一般不超过10kPa,高负压接抽钻孔负压一般不超过20kPa,井下主、干、支管路负压一般不超过30kPa;抽采泵的运行负压一般不超过40kPa,对应所需高差H分别为1、2、3、4m,在井下及地面均能较容易满足。尤其针对巷道倾角较大、高位钻场等地区瓦斯抽采,放水效果良好。部分特殊地区由于条件限制无法满足高差H时,可通过适当降低抽采系统运行负压来实现放水。
本发明中,储水器既可使用一定容积的容器,也可开挖一定体积的地下空间,容器体积取决于抽采系统内的煤渣含量。当抽采系统内煤渣量较少时,一个简易轻便的敞口铁桶既可满足使用。本发明中,所述放水方法既可适用于单个(组)抽采钻孔的放水,也适用于抽采主、干、支管路及地面抽采泵的放水,适用面较广。
本发明的方法放水成本低、放水效率高,能有效的实现自动放水。并且放水条件能够根据实际需要进行调节,能够满足抽采系统负压侧绝大多数地点的放水需要。
上面结合实施例对本发明作了详细说明,但是本发明并不限于上述实施例,在本领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (4)

1.一种煤矿瓦斯抽采系统负压侧自动放水结构,其特征在于,包括瓦斯抽采管道(1)和抽采泵(2),所述抽采泵(2)设置在瓦斯抽采管道(1)上,所述抽采泵(2)一侧的瓦斯抽采管道(1)为负压侧管道,所述负压侧管道的下侧至少设置有一个排水孔(3),所述排水孔(3)的下方设置有储水器(4),所述排水孔(3)和储水器(4)之间通过放水管(5)连通,且所述放水管(5)的下端插入储水器(4)的液面下,所述储水器(4)的上部设置有溢流孔(6),所述溢流孔(6)的最低侧高于放水管(5)的下端面。
2.根据权利要求1所述的一种煤矿瓦斯抽采系统负压侧自动放水结构,其特征在于,所述放水管(5)为软管。
3.根据权利要求1所述的一种煤矿瓦斯抽采系统负压侧自动放水结构,其特征在于,所述储水器(4)位于排水孔(3)的正下方,所述放水管(5)竖直设置,将储水器(4)与排水孔(3)连通。
4.一种根据权利要求1所述的煤矿瓦斯抽采系统负压侧自动放水结构的放水方法,其特征在于,按下述步骤实施:
第一步:统计分析需放水地点瓦斯抽采管道(1)的负压侧管道最大抽采负压△P,确定克服抽采负压所需液面高差H;其中ρ为水的密度,1t/m3;g为重力加速度,9.80m/s2
第二步:在煤矿瓦斯抽采系统放水地点负压侧管道上安装放水管(5);
第三步:在低洼处安装储水器(4),内部盛放一定体积清水,在储水器(4)侧面开凿溢流孔(6);
第四步:将放水管(5)下部接口放在低洼处储水器(4)的液面下,保证溢流孔(6)底部距放水管(5)与瓦斯抽采管道(1)的接口处的高度大于H;
第五步:瓦斯抽采管道(1)内的水流经过放水管(5)与瓦斯抽采管道(1)的接口处时,受重力影响自然流入放水管(5)内,随放水管(5)流入储水器(4),储水器(4)水量逐渐增多,当液面上升至溢流孔(6)时,从溢流孔(6)自然排出。
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