CN202181919U - 钻孔过程瓦斯气收集装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及钻孔过程瓦斯气收集装置，包括拢气装置及用于抽吸对应拢气装置内的气体的抽排管路，拢气装置上具有排气口，所述拢气装置与所述抽排管路之间设置有用于将拢气装置与抽排管路或者周围环境导通的收排切换阀，收排切换阀具有进气口、用于排放废气的废气出口及连接于所述抽排管路的瓦斯气出口，所述进气口上连接有用于接收从排气口排出的气体的进气管，进气管上设置有用于检测CH4浓度的甲烷传感器，收排切换阀受控连接有用于根据甲烷传感器的信号控制所述进气口与所述废气出口或瓦斯气出口导通的控制装置；本实用新型的钻孔过程瓦斯气收集装置既提高了瓦斯收集装置的功耗比，充分利用了能量，也增加了收集的CH4的浓度，增加了其利用率。
Description
技术领域
本实用新型涉及采矿技术领域，尤其是一种钻孔过程瓦斯气收集装置。
背景技术
一般来说，松软突出煤层都是富含瓦斯（主要成分为CH4）的煤层，在这种煤层中钻孔时如不能及时把钻孔过程中产生的瓦斯排出工作面，将会使得在钻场、甚至巷道内造成局部瓦斯聚集，给安全生产带来严重隐患。
为了解决上述问题，市场上出现了各种用于套设于钻杆上以对钻孔过程中产生涌出的瓦斯集中排放的拢气装置，如申请号为201020236833.5的中国专利公开的煤矿井下抽放瓦斯钻孔时的瓦斯收集装置就是其中的一种，所述煤矿井下抽放瓦斯钻孔时的瓦斯收集装置包括一个容器，所述容器的前后壁面对应部位设置有与钻头直径相同的通孔，容器的上壁面上设置有用于抽放瓦斯的排气口，使用时，将所述容器的前侧朝向钻头的钻进方向固定于钻孔开孔处的巷帮上，钻头穿过容器前、后壁面上的通孔穿入后钻进煤层，在所述的排气口上连接瓦斯收集装置，所述瓦斯收集装置包括连接于所述排气口上的抽放管路及设置于所述抽放管路上的抽排装置（如真空泵），钻头钻进的过程中，涌出的瓦斯首先进入容器，然后通过瓦斯收集装置收集。
上述煤矿井下抽放瓦斯钻孔时的瓦斯收集装置有效地解决了瓦斯在巷道内积聚的问题，但采用该方法时又会产生另外一个问题，即由于地质条件的不同同一钻场内不同钻孔产生的气体瓦斯含量也不尽相同，甚至同一钻孔在不同深度时产生的气体含量也不同。有时产生的气体瓦斯含量很高，有时只有极低瓦斯含量。如果把钻孔过程中产生的含瓦斯气体不加区分的全部抽走的话，不但会增加真空泵的负荷，大大降低其功耗比，还会对下一步的瓦斯再利用产生很大的不利影响，如稀释了瓦斯浓度，使得原本可以用来发电的瓦斯气不能再用来发电只能排空，不仅造成了巨大的浪费，还对环境造成了极大的破坏；另外由于收集的瓦斯没有经过净化，钻孔过程中产生的大量粉尘等杂质被一起收集，进一步降低了收集的瓦斯的质量。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种可自动选择排空或收集瓦斯气的钻孔过程瓦斯气收集装置，以解决现有瓦斯收集装置的功耗大的问题。
为了解决上述问题，本实用新型的钻孔过程瓦斯气收集装置采用以下技术方案：钻孔过程瓦斯气收集装置，包括拢气装置及用于抽吸对应拢气装置内的气体的抽排管路，拢气装置上具有排气口，所述拢气装置与所述抽排管路之间设置有用于将拢气装置的排气口与抽排管路或者周围环境导通的收排切换阀，所述收排切换阀具有进气口、用于排放废气的废气出口及连接于所述抽排管路的瓦斯气出口，所述进气口上连接有用于接收从所述排气口排出的气体的进气管，所述的进气管上设置有用于检测CH4浓度的甲烷传感器，收排切换阀受控连接有用于根据所述甲烷传感器的信号控制所述进气口与所述废气出口或与瓦斯气出口导通的控制装置。
所述的收排切换阀为两位三通阀。
所述两位三通阀为电磁阀。
所述的两位三通阀为传动连接有驱动装置的机械控制阀，所述驱动装置受控连接于所述控制装置。
所述的收排切换阀为联动阀。
所述钻孔过程瓦斯气收集装置还包括串接于所述进气管上的瓦斯气净化装置，所述瓦斯气净化装置具有与所述收排切换阀的进气口连通的净化气出口及与拢气装置的排气口连接的浊气进口，所述的甲烷传感器设置于所述的净化装置上。
所述净化装置为尘气水分离罐。
由于本实用新型的钻孔过程瓦斯气收集装置在所述的拢气装置与抽排管路之间设置有所述收排切换阀，所述收排切换阀受控连接有可根据所述甲烷传感器的信号来控制所述进气口与所述瓦斯气出口或废气出口导通的控制装置，因此在工作过程中，可通过所述甲烷传感器感应收排切换阀上游的甲烷浓度，若大于设定值，则控制所述收排切换阀，使其进气口与瓦斯气出口导通，从而通过抽排管路进行收集，若小于设定值，则使其进气口与废气出口导通，将废气直接排放；既提高了瓦斯收集装置的功耗比，充分利用了能量，也增加了收集的CH4的浓度，增加了其利用率。
附图说明
图1是本实用新型的钻孔过程瓦斯气收集装置实施例1的结构原理图。
具体实施方式
本实用新型的钻孔过程瓦斯气收集装置实施例1，如图1所示，具有拢气装置4及抽排管路1，拢气装置4包括一箱式容器及设置于所述箱式容器上的排气口、供钻杆穿入的钻杆进口及对应的钻杆出口，抽排管路1用于在其上游的CH4浓度达到设定值后抽吸拢气装置内的气体，抽排管路1的下游连接有用于盛放瓦斯的集气装置2，其上游（与拢气装置4之间）设置有收排切换阀，所述收排切换阀采用两位三通阀3，两位三通阀3具有用于接收拢气装置4内的气体的进气口3-1、用于排放废气的废气出口3-2及连接于所述抽排管路1上游的瓦斯气出口3-3，其中两位三通阀3的进气口上连接有进气管并通过进气管与拢气装置的排气口连接，两位三通阀3采用电磁阀并受控连接有控制装置5，控制装置5采用单片机，控制装置5的信号输入端连接有甲烷传感器6，甲烷传感器6采用红外甲烷传感器，其用于感应两位三通阀3上游的甲烷浓度，若甲烷浓度大于设定值（危险值），则控制装置5驱使两位三通阀3的进气口与其瓦斯气出口导通，进而通过抽排管路1抽送至集气装置2内进行收集，若甲烷浓度小于设定值，则控制装置5控制两位三通阀3使其进气口与废气出口导通，将废气直接排放至周围环境（巷道）内，从而可对瓦斯有针对性的进行收集，提高收集装置的功耗比；两位三通阀3的上游设置有净化装置7，净化装置7串接于所述的进气管上，净化装置7采用尘气水分离罐，用于净化瓦斯中夹杂的粉尘及水分，增加收集的瓦斯的纯度；净化装置7具有与两位三通换向阀的进口连通的净化气出口7-1及与拢气装置4的排气口连接的浊气进口7-2，甲烷传感器6就设置于所述的净化装置7上，以便对净化后的瓦斯进行甲烷浓度检测，净化装置7的下部还设置有排污口7-3，排污口7-3用于定期排放净化装置内的污物。由于本实施例的钻孔过程瓦斯气收集装置在所述的抽排管路上游设置有所述两位三通阀，所述两位三通阀受控连接所述控制装置，所述控制装置的信号输入端连接有所述甲烷传感器，因此在工作过程中，可通过所述甲烷传感器感应两位三通阀上游的甲烷浓度，若大于设定值，则控制所述两位三通阀，使其进气口与瓦斯气出口导通，从而通过抽排管路进行收集，若小于设定值，则使其进气口与废气出口导通，将废气直接排放；既提高了瓦斯收集装置的功耗比，充分利用了能量，也增加了收集的CH4的浓度，增加了其利用率。
上述实施例中，所述的收排切换阀还可以采用机械控制的两位三通阀，即在普通的两位三通阀上传动连接驱动装置，此种情况下所述控制装置通过所述驱动装置控制两位三通阀的换向；收排切换阀还可以采用两个联动的开关阀；所述的控制装置还可以采用控制电路或计算机；所述的净化装置还可以采用尘气净化罐或省略；所述的甲烷传感器还可以设置于所述的进气管上，以便对进气管内的气体的甲烷浓度进行检测。
Claims (7)
1.钻孔过程瓦斯气收集装置，包括拢气装置及用于抽吸对应拢气装置内的气体的抽排管路，拢气装置上具有排气口，其特征在于：所述拢气装置与所述抽排管路之间设置有用于将拢气装置的排气口与抽排管路或者周围环境导通的收排切换阀，所述收排切换阀具有进气口、用于排放废气的废气出口及连接于所述抽排管路的瓦斯气出口，所述进气口上连接有用于接收从所述排气口排出的气体的进气管，所述的进气管上设置有用于检测CH4浓度的甲烷传感器，收排切换阀受控连接有用于根据所述甲烷传感器的信号控制所述进气口与所述废气出口或与瓦斯气出口导通的控制装置。
2.根据权利要求1所述的钻孔过程瓦斯气收集装置，其特征在于：所述的收排切换阀为两位三通阀。
3.根据权利要求2所述的钻孔过程瓦斯气收集装置，其特征在于：所述两位三通阀为电磁阀。
4.根据权利要求2所述的钻孔过程瓦斯气收集装置，其特征在于：所述的两位三通阀为传动连接有驱动装置的机械控制阀，所述驱动装置受控连接于所述控制装置。
5.根据权利要求1所述的钻孔过程瓦斯气收集装置，其特征在于：所述的收排切换阀为联动阀。
6.根据权利要求1-5任一项所述的钻孔过程瓦斯气收集装置，其特征在于：还包括串接于所述进气管上的瓦斯气净化装置，所述瓦斯气净化装置具有与所述收排切换阀的进气口连通的净化气出口及与拢气装置的排气口连接的浊气进口，所述的甲烷传感器设置于所述的净化装置上。
7.根据权利要求6所述的钻孔过程瓦斯气收集装置，其特征在于：所述净化装置为尘气水分离罐。
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