矿用全自动负压放水器研制和应用

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1、矿用全自动负压放水器研制和应用　　摘要：介绍了恒大煤业公司的瓦斯抽采管路系统，指出了目前矿井瓦斯抽采管路放水器所存在的问题，研制了一种新型瓦斯抽采管路放水器。结合恒大煤矿现场实际，介绍了该实用型全自动负压放水器的设计原理、功能和应用效果。关键词：瓦斯抽采；自动型；负压放水器中图分类号：TV139文献标识码：A文章编号：1矿井瓦斯抽采概况恒大煤业公司2009年核定为150万吨，矿井服务年限为30年。井区内可开采煤层有高德层群、太平层群、中间层群、孙家湾层群、水泉层5大层群。恒大煤业有限责任公司采用抽出式通风方法，两翼

2、对角式通风方式。矿井绝对瓦斯涌出量134.58m3/min，相对瓦斯涌出量46.16m3/t；二氧化碳绝对涌出量5.13m3/min，相对涌出量1.68m3/t，属于突出矿井。煤层自然发火期3-6个月，煤尘爆炸指数44.97%。矿井地面南北两翼分别建立有瓦斯抽采泵站，设有2BEC52型水环式真空抽放泵5台，单泵额定抽放量2006m3/min；GBF730—2BG3型水环式真空抽放泵5台，单泵额定抽放量578m3/min；2BF-305-1BD3型水环式真空抽放泵2台，单泵额定抽放量60m3/min。井下南北两翼各设

3、有移动抽采泵站，每个泵站安设有GBF430—2BG3型水环式真空抽放泵2台，单泵额定抽放量200m3/min。矿井铺设Φ630、Φ426、Φ377、Φ273瓦斯抽采管路2万m，分为高低浓度2趟管路，实现了矿井瓦斯分源抽采。2抽采管路放水的必要性抽采管路是连接瓦斯抽采泵与抽采地点的必要环节，是抽采系统的重要组成部分。但是，由于井下抽采地点混合气体往往含水量较大，或管路途径巷道温差变化较明显，造成管路中积水。管路积水会减小管路有效断面，增加抽采泵的负荷，从而降低抽采效率。为确保抽采管路的有效断面，必须加强管路放水工作。

4、目前恒大煤矿的做法是，（1）Φ630主管路：在变坡低位，平巷内每隔300m，过道管两侧均安设放水器；（2）支干管路：在低洼处，变坡低位，平巷每隔300m，过道管两侧均安设放水器；（3）温差变化较大的抽采管路低温侧；（4）与预抽钻孔相连接的集气罐，设计具备放水器功能。全矿井累计大小放水器106个，通风人员每班对各区域放水器进行放水，放水工作从源头开始，确保抽采管路畅通。3现用放水器存在的问题6现使用放水器（如图1）多为人工操作类型的放水器，需要定期对抽采管路进行放水，放水效率较低，人员劳动强度较大。由此，造成管路积水

5、速度快，积水量大，不能做到对抽采管路内积水的及时处理，不利于瓦斯抽采工作的顺利开展。此外，目前使用的放水器的承水量有限，某处管路内积水量增加速度较快，为保证抽采效果，需要设专人看守进行放水。图1现用自动放水器图由于矿井环境复杂多变，现使用的一些厂家生产的自动放水器，其规格和放水量不能满足现场需要，并且耗资较大。我矿现用的半自动放水器（如图2），由于安装地点的限制，在操作过程中，影响钻孔抽采负压，有时达不到瓦斯抽采负压的标准（13kPa）。图2人工调压放水器图4全自动负压放水器设计4.1设计原理全自动负压放水器，是结

6、合我矿实际情况，根据负压放水原理自主研发的。该放水器制作工艺简单，体积可调，不受环境影响，能很好的满足抽采负压条件下的自动放水目的，其应用前景广阔。图3全自动负压放水器原理图6（1）集水管路中的积水通过集水装置自动进入放水器，放水器水位逐渐上升，达到自动触发装置的启动水位。（2）放水阀门自动转换浮漂带动负压转换装置，使联通管外的进气阀门打开，使放水器与外界压力平衡，在放水器内水的自重作用下，开启放水单向阀，进行放水。（3）集水阀门自动转换放水器内的水位降，浮漂带动转换装置，关闭联通管外的进气阀门，并使联通抽采管路内

7、的进气阀门打开，使放水器与抽采管路内的压力平衡，靠抽采管路集水装置内水的自重开启进水单向阀，进行集水，从而达到一个自动放水循环。（4）辅助功能放水器进水侧安装有简易过滤除渣装置，可防止抽采地点的杂质进入抽采分支管路；安装在分支管路上可减少杂质进入主管路；安装在主管路上可减少杂质进入抽采泵。在保证抽采泵的最佳使用环境的同时，可最大限度地保证抽采管路净面积，减小管阻，提高抽采泵效率，从而达到最佳抽采效果。4.2全自动放水器的应用6我矿是高瓦斯矿井，现阶段由于瓦斯治理的方法增多，方式多样多，瓦斯抽采或预抽采尤为重要。所以

8、，保证抽采系统（管路）畅通无阻非常关键。在我矿北翼Φ630主管路管长约4860m，-650大巷至-536上平台总段回风道（距离地面泵站约1500~2500m）有18个钻场，每个钻场6~9个钻孔。由于该地区曾进行地面打孔压裂，瓦斯涌出量较大，钻孔抽采效果明显。在该段进行人工放水时，至少要往返1000m倾斜巷道不少于3次，且该地点距离井口较远，往往在交接班时间出