CN111894653A - 一种煤矿井下煤尘与瓦斯协同防治喷洒试剂定量化调剂方法及装置 - Google Patents

一种煤矿井下煤尘与瓦斯协同防治喷洒试剂定量化调剂方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及煤矿井下巷道的降尘和瓦斯防治领域,尤其涉及一种煤矿井下煤尘与瓦斯协同防治喷洒试剂定量化调剂方法及装置。包括试剂容器、注液泵、阀门、第一流量计、第二流量计、高压软管和三通接头,所述试剂容器通过高压软管与注液泵入口相连,注液泵出口、阀门、第一流量计、三通接头入口接口依次通过高压软管相连,三通接头另一入口处连接第二流量计。克服了现有技术中溶液配制过程中的间断供液问题,不需要人为去配置表面活性剂溶液,减少工作量;实现了表面活性剂溶液的持续供给;可以实现即连即用,方便拆卸。

Description

一种煤矿井下煤尘与瓦斯协同防治喷洒试剂定量化调剂方法 及装置
技术领域:
本发明涉及煤矿井下巷道的降尘和瓦斯防治领域,尤其涉及一种煤矿井下煤尘与瓦斯协同防治喷洒试剂定量化调剂装置。
背景技术:
煤矿在掘进或回采的过程中会产生大量煤尘;据统计,煤巷在掘进过程中每分钟能产生818.3mg/m3粉尘,严重污染井下工作环境。研究表明,长期处于高粉尘浓度的工作环境会导致不可逆的、致命性的肺部疾病,目前主要表现为尘肺病(CWP)、慢性阻塞性肺病、肺结核、慢性支气管炎、肺气肿等;由国际职业健康协会2019年公布的职业病数据可知,尘肺病确诊病例占所有职业病例的90%,并以每年2.0~2.5万例的速度逐年增长。因此,开展煤矿井下煤尘的防治试验,控制工作面粉尘浓度,对改善工作面环境,保障工人们的身体健康有着重要意义。
而煤矿在开采过程中,由于开采扰动和卸压的影响,瓦斯通常会从落煤快速解吸至采煤工作面,导致采煤工作面和上隅角瓦斯超限,从而影响煤矿的安全生产。因此,开展煤矿井下瓦斯的解吸抑制试验,降低瓦斯解吸速率,对实现煤矿的安全生产具有重要意义。
常用方法是表面活性剂或润湿剂按照一定比例掺入水中,通过喷洒或者喷雾的方式润湿煤层,润湿剂是通过降低其表面能,能使固体物料更易被水浸湿的物质的表面活性剂,由亲水基及亲油基组成。当与固体表面接触时,亲油基附着于固体表面,亲水基向外伸向液体中,使液体在固体表面形成连续相,这就是润湿作用的基本原理。
目前已有表面活性剂或其他液体的添加方式主要是通过溶液缸现配一定浓度的表面活性剂溶液,通过搅拌混合均匀之后直接用于喷洒或注水,该方法的缺点是需要配置不同浓度的表面活性剂溶液,该配置过程需要的工作量较大,而且配制溶液的过程,表面活性剂溶液的供给会间断,注入过程不能连续。
发明内容:
为克服上述本发明的目的在于提供一种煤矿井下煤尘与瓦斯协同防治喷洒试剂定量化调剂装置,以解决现有技术的不足。
本发明由如下技术方案实施:一种煤矿井下煤尘与瓦斯协同防治喷洒试剂定量化调剂装置,包括试剂容器1、注液泵2、阀门3、第一流量计4、第二流量计6、高压软管和三通接头5,所述试剂容器1通过高压软管与注液泵2入口相连,注液泵2出口、阀门3、第一流量计4、三通接头5入口接口依次通过高压软管相连,三通接头5另一入口处连接第二流量计6。
试剂容器中盛装表面活性剂,注液泵抽取表面活性剂,阀门控制表面活性剂流量,第一流量计检测表面活性剂流量,第二流量计检测注水流量,根据两个流量值调节阀门使得两者流量比例达到理想配比,得到最优配比的表面活性剂溶液。
优选的,所述阀门3为电磁阀,所述第一流量计4和第二流量计6为电子流量计,所述电磁阀和电子流量计与控制系统7电性相连,所述控制系统7包括控制器、信息录入单元、信息输出单元,所述信息录入单元包括手动输入端、显示屏,手动输入端和显示屏均与控制器电性连接。
以此实现表面活性剂流量的自动控制,在控制器上预设溶剂溶质比,电子流量计将溶剂溶质的流量实时反馈至控制器,控制器控制电磁阀开合大小控制表面活性剂流量达到预设溶剂溶质比。
优选的,所述试剂容器内装有液位传感器,所述液位传感器与控制器电性连接,所述控制器连接有蜂鸣器。当试剂容器内试剂即将耗完时达到报警的效果,防止断液。
优选的,所述注液泵为煤矿专用气动注液泵。煤矿地下一般都有压力气管道,注液泵动力使用气泵有两个方面的优势:一是取用方便,二是不产生电火花,安全。
优选的,所述专用气动注液泵上端连接气压增压装置。在气动注液泵动力不足的情况下备用。
优选的,所述高压软管各端接头均为通用快速接头,所述三通接头为通用快速接头。可以直接接入井下供水管路的接头处,便于安装和拆卸。
优选的,所述阀门为单向阀。防止供水压力过高时水回流至试剂容器内污染试剂。
优选的,所述试剂容器安装有液位显示玻璃管。能够及时读取容器内液位,及时补充试剂。
优选的,所述试剂容器、注液泵以及其他可移动零部件集成在一个平板手推车上,底部安装有4个车轮,其中2个为万向轮。移动方便,响应迅速。
优选的,所述万向轮一侧活动连接有脚刹。静止状态下踩下脚刹,防止溜坡发生安全事故。
本发明的优点:
(1)不需要人为去配置表面活性剂溶液,减少工作量。直接采用加压泵将表面活性剂的浓溶液注入到水管中,通过控制浓溶液注入的流量可实现不同比例的表面活性剂溶液,不用人为的配制在搅拌。
(2)实现了表面活性剂溶液的持续供给。通过高压气泵将表面活性剂浓溶液加压注入水管中,可以实现表面活性剂溶液定量的、连续的供给。
(3)采用井下标准的三通快接口,可以实现即连即用,方便拆卸。
(4)三通接口、浓溶液管设有流量监测系统,可以随时监测水的流量及流速;通过控制系统可及时调整浓溶液的流量以保证表面活性剂溶液的浓度。
附图说明:
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为煤矿井下煤尘与瓦斯协同防治喷洒试剂定量化调剂装置结构示意图。
图2为带有控制系统的结构示意图。
图3为整体结构外形布局简图。
图中各数字代号说明:1-试剂容器,2-注液泵,3-阀门,4-第一流量计,5-三通接头,6-第二流量计,7-控制系统,8-气管,9-液位显示玻璃管。
具体实施方式:
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例一:
如图1所示,一种煤矿井下煤尘与瓦斯协同防治喷洒试剂定量化调剂装置,包括试剂容器1、注液泵2、阀门3、第一流量计4、第二流量计6、高压软管和三通接头5,所述试剂容器1通过高压软管与注液泵2入口相连,注液泵2出口、阀门3、第一流量计4、三通接头5入口接口依次通过高压软管相连,三通接头5另一入口处连接第二流量计6。所述注液泵为煤矿专用气动注液泵。所述高压软管各端接头均为通用快速接头,所述三通接头为通用快速接头。所述阀门为单向阀。
本实施例具体使用步骤如下:
(1)向试剂容器内盛满表面活性剂;
(2)软管联通表面活性剂和气动注液泵;
(3)井下高压气管连接气动注液泵;
(4)三通出水口连接溶液供给管;
(5)井下供水管连接第二流量计;
(6)读取第一流量计和第二流量计数值,调节阀门大小直至两个流量计读书比值达到最佳溶液比例。
(7)在工作过程中随时观察第一流量计和第二流量计数值以及表面活性剂剩余量,及时调整和补充。
实施例二:
如图2和3所示,一种煤矿井下煤尘与瓦斯协同防治喷洒试剂定量化调剂装置,包括试剂容器1、注液泵2、阀门3、第一流量计4、第二流量计6、高压软管和三通接头5,所述试剂容器1通过高压软管与注液泵2入口相连,注液泵2出口、阀门3、第一流量计4、三通接头5入口接口依次通过高压软管相连,三通接头5另一入口处连接第二流量计6。
所述阀门3为电磁阀,所述第一流量计4和第二流量计6为电子流量计,所述电磁阀和电子流量计与控制系统7电性相连,所述控制系统7包括控制器、信息录入单元、信息输出单元,所述信息录入单元包括手动输入端、显示屏,手动输入端和显示屏均与控制器电性连接。所述注液泵为煤矿专用气动注液泵。所述专用气动注液泵上端连接气压增压装置。所述高压软管各端接头均为通用快速接头,所述三通接头为通用快速接头。所述阀门为单向阀。所述试剂容器、注液泵以及其他可移动零部件集成在一个平板手推车上,底部安装有4个车轮,其中2个为万向轮。所述万向轮一侧活动连接有脚刹。
所述试剂容器内装有液位传感器,所述液位传感器与控制器电性连接,所述控制器连接有蜂鸣器。
本实施例具体使用步骤如下:
(1)向试剂容器内盛满表面活性剂;
(2)软管联通表面活性剂和气动注液泵;
(3)井下高压气管连接气动注液泵;
(4)三通出水口连接溶液供给管;
(5)井下供水管连接第二流量计;
(6)在控制系统中输入溶剂溶质比,控制系统收集第一流量计和第二流量计数值,并输出反馈控制电磁阀开合大小,直到流量比达到输入溶剂溶质比,达到动态平衡。
(7)蜂鸣器响起时及时添加溶剂。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种煤矿井下煤尘与瓦斯协同防治喷洒试剂定量化调剂装置,其特征在于:包括试剂容器、注液泵、阀门、第一流量计、第二流量计、高压软管和三通接头,所述试剂容器通过高压软管与注液泵入口相连,注液泵出口、阀门、第一流量计、三通接头入口接口依次通过高压软管相连,三通接头另一入口处连接第二流量计,所述注液泵为煤矿专用气动注液泵。
2.根据权利要求1所述的煤矿井下煤尘与瓦斯协同防治喷洒试剂定量化调剂装置,其特征在于:所述阀门为电磁阀,所述第一流量计和第二流量计为电子流量计,所述电磁阀和电子流量计与控制系统电性相连,所述控制系统包括控制器、信息录入单元、信息输出单元,所述信息录入单元包括手动输入端、显示屏,手动输入端和显示屏均与控制器电性连接。
3.根据权利要求2所述的煤矿井下煤尘与瓦斯协同防治喷洒试剂定量化调剂装置,其特征在于:所述试剂容器内装有液位传感器,所述液位传感器与控制器电性连接,所述控制器连接有蜂鸣器。
4.根据权利要求1所述的煤矿井下煤尘与瓦斯协同防治喷洒试剂定量化调剂装置,其特征在于:所述专用气动注液泵上端连接气压增压装置。
5.根据权利要求1所述的煤矿井下煤尘与瓦斯协同防治喷洒试剂定量化调剂装置,其特征在于:所述高压软管各端接头均为通用快速接头,所述三通接头为通用快速接头。
6.根据权利要求1所述的煤矿井下煤尘与瓦斯协同防治喷洒试剂定量化调剂装置,其特征在于:所述阀门为单向阀。
7.根据权利要求1所述的煤矿井下煤尘与瓦斯协同防治喷洒试剂定量化调剂装置,其特征在于:所述试剂容器安装有液位显示玻璃管。
8.根据权利要求1至7所述的任一煤矿井下煤尘与瓦斯协同防治喷洒试剂定量化调剂装置,其特征在于:所述试剂容器、注液泵以及其他可移动零部件集成在一个平板手推车上,底部安装有4个车轮,其中2个为万向轮。
9.根据权利要求8所述的煤矿井下煤尘与瓦斯协同防治喷洒试剂定量化调剂装置,其特征在于:所述万向轮一侧活动连接有脚刹。
10.一种煤矿井下煤尘与瓦斯协同防治喷洒试剂定量化调剂方法,其特征在于:在井下供水管道上通过三通接头连接试剂供给管,根据需要控制试剂供给量调节出特定浓度的喷洒溶液。
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