[發明專利]瓦斯抽采放水裝置

在審

• 申請號: 202010556696.1
• 申請日: 2020-06-18
• 公開（公告）號: CN111779537A
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 張宏杰;孫永新;馬強;劉向前;高升;趙凱凱;景建強;周愛星;張亞洲;王立青
• 申請（專利權）人: 山西天地王坡煤業有限公司
• 主分類號: E21F16/00
• 分類號: E21F16/00;E21F7/00
• 代理公司: 太原高欣科創專利代理事務所(普通合伙) 14109
• 代理人: 崔雪花;冷錦超

本發明涉及瓦斯抽采放水裝置，屬于井下瓦斯抽放輔助裝置技術領域；解決瓦斯抽放放水器放水過程中抽放負壓損失較大、放水時間較長的問題；技術方案：包括放水器、上位的抽放支管和下位的連接軟管，連接軟管的一端與多個鉆孔相連接，另一端通過連接的對接管與放水器的進氣口相連接；抽放支管通過三通與對接管相連接，對接管與放水器進氣口的連接處設置有第一截止閥，放水器底部的出水口設置有第二截止閥，放水器設置有排氣閥；本裝置防止因放水而中斷抽放瓦斯的情況發生，提高了放水效率，避免了抽放壓的損失，簡單有效，同時提高了現場工作人員的安全性。

技術領域

本發明涉及井下瓦斯抽放輔助裝置，具體涉及瓦斯抽采放水裝置。

背景技術

抽放鉆孔在封孔完成后，緊鄰的每3-4個抽放鉆孔相繼連成一組均配套安裝有一個放水器，每組鉆孔內瓦斯氣體（包括鉆孔內煤層水和潮濕水氣）在抽放負壓的作用下經進氣口進入放水器，將水（包括潮濕水氣冷卻形成的水）留在放水器內，而瓦斯氣體由出氣口通過蛇形進入抽放支管被抽走，最后進入地面抽放泵站。每班由抽放隊巡檢工對放水器內的積水進行排放。但在實際工作中，發現在放水過程中存在以下的問題：

（1）放水期間抽放負壓損失大

如果一組內有3個抽放鉆孔，鉆孔直徑120mm（考慮鉆頭直徑115mm，實際施工過程有一定的富余），每個鉆孔深度82m，井下巷道內大氣壓96kpa，抽放管路內溫度與巷道內大氣壓相等，均為20℃；當關閉抽放支管閥門時，該組抽放鉆孔、放水器及連接蛇形會管形成一個密閉空間（V密）（負壓13kpa）；當打開放水器排氣閥和排水閥時，密閉空間與巷道大氣連通，因小于巷道內絕對壓力，巷道內氣流會進入，造成密閉空間內體積會收縮，設定巷道內有氣體（V流進）經放水器進入密閉空間，并最終達到平衡（整個過程是：巷道內氣體流入密閉空間，氣體收縮）。

根據 V_變小=（P_密*V_密）/P_巷

P_巷——巷道內絕對壓力 96kpa

P_密——密閉空間內絕對壓力 （96-13）kpa

V_密——密閉空間體積（不包括鉆孔外的連孔管、放水器等體積）

V密 =兀*（120*10-4/2）*82*3=2.78m³

V_變小=2.4m³

V_流進=2.78-2.4=0.38m³

當放水完成開啟80蝶閥恢復抽放系統時，密閉空間內壓力（P_巷）大于抽放支管壓力（P_密），體積膨脹會有一部分氣體（V_流出）流向抽放支管，并最終達到與抽放支內壓力相等（整個過程是：密閉空間氣體膨脹流出）。

同樣根據 V_變大=（P_巷*V_密）/P_密=3.2m³

V_流出=3.2-2.78=0.42m³

如果每一組鉆孔（以三個鉆孔為一組）在放水時，意味著抽放系統會對標態下0.42 m³氣體做無謂的消耗，少抽放0.42 m³瓦斯混合氣體。如果按井下正常有6300個在抽鉆孔、每天放水三次來計算，意味著每天抽放系統會對2646 m³氣體做無謂消耗，每天減少2646m³瓦斯抽放量。

（2）放水時間較長