煤礦瓦斯抽采系統自動排水技術

陳 軍，曾春貴，童文文

（淮南礦業集團潘二煤礦，安徽 淮南 232000）

煤礦瓦斯抽采系統自動排水技術

陳 軍，曾春貴，童文文

（淮南礦業集團潘二煤礦，安徽 淮南 232000）

利用杠桿原理，把水的浮力、永磁鐵的磁力及慣性力進行合理的調配，克服抽采系統的高負壓，使放水器在60kPa以上的負壓狀態下完成自動放水。

抽采系統；高負壓；自動放水；原理運用

1 問題的提出

礦井抽采系統龐大復雜。瓦斯抽采過程中，管路積水很難做到及時徹底排放，積水問題嚴重制約著礦井瓦斯抽采效果，危害礦井安全生產。潘二煤礦先后引進各種自動放水器，但使用效果很不理想，基本上均不能實現自動放水；因此只能依靠安裝手動放水器或吸球放水器來處理問題，投入大量人力的同時還須停抽采系統才能放水，沒有實現自動放水。

2 問題的解決

經過長期調試實驗，科技人員單位自行研制的高負壓自動放水器成功地在20 kPa～70 kPa的負壓狀態下完成自動放水，且解決了放水量較小的問題，經過現場調試實驗得來經驗，可實現更高負壓狀態下自動放水，解決了高負壓放水難的問題。

2.1 高負壓自動放水器具體結構

高負壓自動放水器制成箱體結構，上方或側方設計連接口（用于與抽采管路連接），下方設計吸球排水口（用于徹底排放集水箱積水），具體結構見圖1。

2.2 材料選用

水箱及隔離板采用5 mm厚鐵板制成（也可選用不銹鋼鋼板），其中箱體單個側面使用10 mm厚有機玻璃螺栓扣壓連接制成，便于觀察水箱內各器件工作流程，其它管件均為一般常用管徑焊管。

2.3 工作原理

抽采系統管路（主干管、支管、抽采鉆孔連接管）易積水位置處，與高負壓自動放水器連接彎頭對接相連，積水經過隔離倉進入集水箱，隨著匯流進集水箱的水量增加，浮球1隨水位增高上浮，此時浮球2通過永磁鐵沉在集水箱底，當集水箱水位上升至浮球1帶動兩連線緊崩時，通過浮球1的浮力增加，連線將浮球2底部與集水箱底永磁鐵分開，利用浮球2從水底快速上升的慣性力，帶動膠木杠桿瞬間抵開高負壓狀態下的配氣桿，同一時間膠木杠桿上的活動控壓球瞬間吸附在負壓孔上，集水箱立即形成正壓狀態，通過吸氣排水口自動排放積水。

圖1 可調式高壓自動放水器結構圖

隨著集水箱的水量快速排放，浮球1、2隨水位下沉，利用浮球2配重重力加永磁鐵磁力，通過連線，瞬間帶動膠木杠桿上的活動控壓球脫離負壓孔，同一時間吸氣排水口、配氣桿上的吸球全部利用負壓閉合，自動放水器各工作器件回到原始狀態，往復循環，實現高負壓狀態下全自動放水。

2.4 注意事項

運輸過程中嚴禁碰撞，要小心搬運；放水器安裝后，放水器不允許被巷道中的水淹沒，否者將不能放水；吸球排水口周圍要清潔，以免煤巖粉將吸球排水口堵埋；放水器軸線要盡量與水平面垂直，以便減少漂浮上升過程中摩擦阻力；要定期檢查放水器的工作情況，發現問題及時處理。

3 應用實例

此套裝置經過近兩個月的現場調試，在潘二礦-530m南一移動抽采泵站成功實現自動放水。

5月底利用-530 m南一移動抽采泵站永久抽采系統管路，負壓20kPa～50kPa下實驗高負壓自動放水裝置，各反復3個循環均能實現高負壓全自動放水,各部件連續正常工作，并且未對抽采系統構成任何影響。

6月初利用-530 m南一移動抽采泵站移動抽采系統管路，負壓在50kPa～70kPa下實驗高負壓自動放水裝置，各反復3個循環均能實現高負壓全自動放水，各部件連續正常工作，并且未對抽采系統構成任何影響。

7月份集團公司在潘二礦-530 m南一移動抽采泵站召開現場會，經現場調配負壓，放水器在各負壓狀態下均實現自動放水。現高負壓自動放水器已在潘二礦西四B4-6軌道上山抽采系統投入使用，效果相當不錯。

4 效果評價

可調式高負壓自動放水裝置，通過杠桿原理、水的浮力、永磁鐵的磁力、慣性力的巧妙運用研制成功，是煤礦井下瓦斯治理技術的一個革新，理論分析完全可行，實踐應用得到很好證實，實現了預想的最好效果。

本裝置安裝使用后，從源頭上解決了抽采鉆孔及抽采系統積水問題，有效地提高了抽采效果，實現抽采最大化，杜絕瓦斯事故；成品安裝使用后，僅此節省大量人工放水一項，就可創造很大經濟價值，并且全自動放水過程中未對抽采系統構成任何影響；成品安裝使用后，用于替代井下安裝的人工放水器或市場上購進的自動放水器，節約成本可上百萬；成本低，結構并不復雜，可自行加工，易于安裝，具體尺寸可按現場使用情況自行調整；安裝簡單，只需將抽采系統管路（主干管、支管、抽采鉆孔連接管）易積水位置處，與高負壓自動放水器連接彎頭對接相連即可；裝置的結構及材質均為防爆產品，煤礦井下可安全使用。

5 結束語

防治煤與瓦斯突出是目前淮南礦業集團治理瓦斯的一項重要工作，瓦斯抽采工作是重中之重，而瓦斯抽采過程中系統積水問題直接關系到瓦斯抽采效果，高負壓自動放水器能夠很好解決管路積水問題，有效地提高了礦井瓦斯抽采效果。

[1]王宏圖,練友紅.祁南礦網格式上向密集穿層鉆孔結合順層鉆孔抽采瓦斯技術[J].礦業安全與環保,2010,（1）:33-35.

[2]王欽明.穿層鉆孔抽放瓦斯技術的應用[J].煤礦安全,2002,（1）：8-10.

[3] 魏傳勇.煤礦井下排水自動控制系統關鍵技術分析[J].現代商貿工業，2010，（3）：318.

Abstract:The study uses the level principle to deploy the buoyancy,magnetic force of permanent magnet and inertia force rationally.The high negative pressure of drainage and extraction systemis overcome and the drainage device could drain waterautomatically underthe state of negative pressure(＞60kPa).

Key words:drainage and extraction system;high negative pressure;automatic water drainage;application of principle

編輯：劉新光

Automatic Water Drainage Technology of Gas Drainage System

CHEN Jun,ZENG Chun-gui,TONG Wen-wen

(Pan'er Mine of Huainan Mining Group,Huainan Anhui 缺郵編)

TD712+.6；TD743

A

1672-5050（2010）09-0078-02

2010-07-13

陳 軍（1980—），男，安徽淮南人，本科，工程師，從事煤炭開采技術研究與管理工作。