CN112761715A - 一种瓦斯抽采管道连接快速排水除渣装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种瓦斯抽采管道连接快速排水除渣装置和方法，属于煤矿瓦斯抽采技术领域。本发明的装置包括管道连接装置、主管道、上腔体和下腔体，从而可以实现煤矿井下瓦斯抽采管道负压环境下的连续快速排水除渣的目的，有效解决采用水力清除瓦斯抽采管道积渣时原有排水除渣器失效的问题。
Description
技术领域
本发明属于煤矿瓦斯抽采技术领域，具体涉及一种瓦斯抽采管道连接快速排水除渣装置和方法。
背景技术
目前开采的矿井中，50％以上是属于高瓦斯或煤与瓦斯突出的矿井，并且按照《煤矿安全规程》(2016)第八十五条和《防治煤与瓦斯突出细则》(2019)第十八条规定，要求全部建立了瓦斯抽采系统，但是这些矿井的实际瓦斯平均抽采率仅有23％。在矿井瓦斯实际抽采过程中，煤渣在重力和负压共同作用下进入瓦斯抽采管道，导致管道有效抽采截面急剧减小，严重影响瓦斯抽采效果。因此《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》第十六条、第十七条规定：瓦斯抽采管网中必要时应设置除渣装置，防止煤泥堵塞管路断面。但是在矿井实际应用过程中，原有除渣装置只能被动收集运移到管道低洼处的煤渣，对于沿瓦斯抽采管道分布的煤渣无法有效清除。
在此基础上，部分学者提出了采用水力清除瓦斯抽采管道积渣的工艺和装置，能够快速将瓦斯抽采管道沿途的煤渣迅速清除，但是由于矿井原有排水除渣器结构和尺寸限制，导致水力清除瓦斯抽采管道积渣的工艺和装置在煤矿井下实际应用过程中无法实现连续快速排水除渣。
因此，针对目前煤矿井下采用水力清除瓦斯抽采管道积渣时原有排水除渣器失效的技术难题，研制一种适应于煤矿井下瓦斯抽采管道负压环境下的管道连接及排水除渣一体装置，实现瓦斯抽采管道的连续快速排水除渣，提高矿井瓦斯抽采管道排水除渣效率，具有十分重要的意义。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种瓦斯抽采管道连接快速排水除渣装置；本发明的目的之二在于提供一种瓦斯抽采管道连接快速排水除渣的方法。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
1.一种瓦斯抽采管道连接快速排水除渣装置，所述装置包括管道连接装置1、主管道2、上腔体3和下腔体4；
所述管道连接装置1与主管道2一端通过法兰盘A 5连接；
所述管道连接装置1与上腔体3通过法兰盘B 6连接；
所述上腔体3与下腔体4之间通过设置有手动蝶阀8的法兰盘C 7连接。
优选的，所述管道连接装置1包括位于顶部的管路入口9和位于底部的排水除渣通道11，所述管路入口9设置有法兰盘D10，所述排水除渣通道11与所述上腔体3侧壁的连接通道12相通。
优选的，所述上腔体3通过法兰盘E14与设置在顶部的亚克力玻璃13连接。
优选的，所述管道连接装置1另一端的顶部设置有气嘴A 15，所述上腔体3设置有气嘴B 16，其中气嘴A 15与气嘴B16通过气管17连接。
优选的，所述下腔体4包含筛网18、一侧的除渣口19、底部的放水口20和另一侧的球阀A 21，所述放水口20与球阀B 22相连。
优选的，所述除渣口19包含洞口19-1、活动铰接19-2、活动门19-3和用于密封洞口的快速夹具19-4。
优选的，所述下腔体4下部设置有用于支撑的支架23。
2.一种瓦斯抽采管道连接快速排水除渣方法，所述方法采用上述瓦斯抽采管道连接快速排水除渣装置，具体的方法如下：
通过布置在管道连接装置顶部的管路入口9送入水力除渣喷头和管路对煤渣进行破坏，使得煤渣在排水除渣通道11聚集后通过连接通道12进入到上腔体3和下腔体4中，通过亚克力玻璃13观察下腔体积水积渣上升高度，通过打开手动蝶阀8和球嘴A 15连接空气，开启放水口20和除渣口19进行排水除渣，当下腔体4的积水积渣清理完成后，开启手动蝶阀8继续收集煤渣进行循环。
本发明的有益效果在于：
本发明公开了一种瓦斯抽采管道连接快速排水除渣装置，该装置包括管道连接装置1、主管道2、上腔体和下腔体，当瓦斯抽采管道积聚煤渣后，通过布置在管道连接装置顶部的管路入口9送入水力除渣喷头和管路对煤渣进行破坏，使得煤渣在排水除渣通道11聚集后通过连接通道12进入到上腔体3和下腔体4中，通过亚克力玻璃13观察到下腔体积水积渣上升到一定高度后，关闭手动蝶阀，打开球阀A连接空气，开启放水口和除渣口进行排水除渣，当下腔体4的积水积渣清理完成后，开启手动蝶阀继续收集煤渣，从而可以实现煤矿井下瓦斯抽采管道负压环境下的连续快速排水除渣的目的，有效解决采用水力清除瓦斯抽采管道积渣时原有排水除渣器失效的问题。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：
图1为一种瓦斯抽采管道连接及排水除渣装置结构图；
图2为装置中法兰盘A、法兰盘B、法兰盘D的剖面设计示意图；
图3为装置中法兰盘C、法兰盘E的剖面设计示意图；
图4为装置中除渣口的设计示意图；
其中，1为管道连接装置、2为主管道、3为上腔体、4为下腔体、5为法兰盘A(其中5-1为内通道、5-2为螺栓孔眼、5-3为密封衬垫)、6为法兰盘B、7为法兰盘C、8为手动蝶阀、9为管路入口、10为法兰盘D、11为排水除渣通道、12为连接通道、13为亚克力玻璃、14为法兰盘D(其中14-1为内通道、14-2为螺栓孔眼、14-3为密封衬垫)、15为气嘴A、16为气嘴B、17为气管、18为筛网、19为除渣口(其中19-1为洞口、19-2为活动铰接、19-3为活动门、19-4为快速夹具)、20为放水口、21为球阀A、22为球阀B、23为支架。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例1
一种瓦斯抽采管道连接快速排水除渣装置(如图1所示)，其中包括管道连接装置1、主管道2、上腔体3和下腔体4。在装置中管道连接装置1与主管道4采用法兰盘A5连接，设置在瓦斯抽采管网的低洼处；管道连接装置1与上腔体3通过法兰盘B 6连接；上腔体3与下腔体4之间通过法兰盘C 7连接(连接处通过设置手动蝶阀8进行连接，其中手动蝶阀8可以通过开闭从而有效将上腔体3与下腔体4进行分隔)。
在管道连接装置1中包括位于顶部的管路入口9和位于底部的排水除渣通道11，其中管路入口9设置有法兰盘D10，采用水力清除瓦斯抽采管道积渣时可通过管路入口9送入水力除渣喷头和管路，而排水除渣通道11与上腔体3侧壁的连接通道12相通，从而可以将瓦斯抽采管道清除的积水和积渣排入上腔体3和下腔体4。
在上腔体3顶部通过采用法兰盘E14连接亚克力玻璃13，从而达到在工作过程中可通过亚克力玻璃13观测上腔体3和下腔体4内积水和积渣的状态。
法兰盘A、法兰盘B、法兰盘D的剖面设计示意图如图2所示，包括内通道5-1、螺栓孔眼5-2和密封衬垫5-3，其中螺栓孔眼5-2设置为4～6个，密封衬垫5-3可以用于确保法兰盘处不漏气。
法兰盘C、法兰盘E的剖面设计示意图如图3所示，包括内通道14-1、螺栓孔眼14-2和密封衬垫14-3，其中螺栓孔眼14-2设置为8～10个，密封衬垫14-3可以用于确保法兰盘处不漏气。
管道连接装置1的顶部还设置有气嘴A 15(气嘴尺寸为6～8mm)，同时上腔体3还设置有气嘴B16(气嘴尺寸为6～8mm)，气嘴A 15和气嘴B16之间通过6～8mm的气管17连接，确保上腔体3中的负压平衡。
下腔体4包含筛网18、一侧的除渣口19、底部的放水口20和另一侧的球阀A 21，放水口20与球阀B 22相连接。其中筛网18可以有效分离下腔体4的水煤渣，水煤渣分离后通过除渣口19和放水口20进行清除。球阀A 21可以在手动蝶阀8关闭后开启以连通大气环境，从而确保水煤渣的顺利排出。
除渣口19的结构图如图4所示，包含洞口19-1、活动铰接19-2、活动门19-3和用于密封洞口的快速夹具19-4，其中洞口19-1需满足下腔体4中的煤渣能够快速排出，快速夹具19-4可以通过布置在活动门19-3上的密封胶垫完全密闭洞口19-1，活动铰接19-2可以控制活动门19-3的开闭。
下腔体4下部设置有用于支撑的支架23，支架23设置为3组确保瓦斯抽采管道连接及排水除渣装置工作时的稳定，支架23高度设置为30cm～50cm，以利于放水口20与球阀B22的操作。
采用上述瓦斯抽采管道连接快速排水除渣装置进行快速排水除渣，其具体的方法如下：
通过布置在管道连接装置顶部的管路入口9送入水力除渣喷头和管路对煤渣进行破坏，使得煤渣在排水除渣通道11聚集后通过连接通道12进入到上腔体3和下腔体4中，通过亚克力玻璃13观察下腔体积水积渣上升高度，通过打开手动蝶阀8和球嘴A 15连接空气，开启放水口20和除渣口19进行排水除渣，当下腔体4的积水积渣清理完成后，开启手动蝶阀8继续收集煤渣进行循环，从而可以实现煤矿井下瓦斯抽采管道负压环境下的连续快速排水除渣的目的，有效解决采用水力清除瓦斯抽采管道积渣时原有排水除渣器失效的问题。
综上所述，本发明公开了一种瓦斯抽采管道连接及排水除渣装置，该装置包括管道连接装置、主管道、上腔体和下腔体，当瓦斯抽采管道积聚煤渣后，通过布置在管道连接装置顶部的管路入口送入水力除渣喷头和管路对煤渣进行破坏，使得煤渣在排水除渣通道聚集后通过连接通道进入到上腔体和下腔体中，通过亚克力玻璃观察到下腔体积水积渣上升到一定高度后，关闭手动蝶阀，打开球阀A连接空气，开启放水口和除渣口进行排水除渣，当下腔体的积水积渣清理完成后，开启手动蝶阀继续收集煤渣，从而可以实现煤矿井下瓦斯抽采管道负压环境下的连续快速排水除渣的目的，有效解决采用水力清除瓦斯抽采管道积渣时原有排水除渣器失效的问题。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (8)
1.一种瓦斯抽采管道连接快速排水除渣装置，其特征在于，所述装置包括管道连接装置(1)、主管道(2)、上腔体(3)和下腔体(4)；
所述管道连接装置(1)与主管道(2)一端通过法兰盘A(5)连接；
所述管道连接装置(1)与上腔体(3)通过法兰盘B(6)连接；
所述上腔体(3)与下腔体(4)之间通过设置有手动蝶阀(8)的法兰盘C(7)连接。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述管道连接装置(1)包括位于顶部的管路入口(9)和位于底部的排水除渣通道(11)，所述管路入口(9)设置有法兰盘D(10)，所述排水除渣通道(11)与所述上腔体(3)侧壁的连接通道(12)相通。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述上腔体(3)通过法兰盘E(14)与设置在顶部的亚克力玻璃(13)连接。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述管道连接装置(1)另一端的顶部设置有气嘴A(15)，所述上腔体(3)设置有气嘴B(16)，其中气嘴A(15)与气嘴B(16)通过气管(17)连接。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述下腔体(4)包含筛网(18)、一侧的除渣口(19)、底部的放水口(20)和另一侧的球阀A(21)，所述放水口(20)与球阀B(22)相连。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述除渣口(19)包含洞口(19-1)、活动铰接(19-2)、活动门(19-3)和用于密封洞口的快速夹具(19-4)。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述下腔体(4)下部设置有用于支撑的支架(23)。
8.一种瓦斯抽采管道连接快速排水除渣方法，其特征在于，所述方法采用权利要求1～7任一项所述的装置，具体的方法如下：
通过布置在管道连接装置顶部的管路入口(9)送入水力除渣喷头和管路对煤渣进行破坏，使得煤渣在排水除渣通道(11)聚集后通过连接通道(12)进入到上腔体(3)和下腔体(4)中，通过亚克力玻璃(13)观察下腔体积水积渣上升高度，通过打开手动蝶阀(8)和球嘴A(15)连接空气，开启放水口(20)和除渣口(19)进行排水除渣，当下腔体(4)的积水积渣清理完成后，开启手动蝶阀(8)继续收集煤渣进行循环。
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