專利名稱：一種瓦斯、煤水分離裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種瓦斯、煤水分離裝置。
背景技術(shù)：
礦井瓦斯危害位列煤礦井下“五大自然災(zāi)害”之首，給安全生產(chǎn)帶來嚴(yán)重威脅。瓦斯無色、無味、燃點(diǎn)低、易爆炸、難溶于水，任何一個(gè)工作面、一條巷道都有可能瓦斯超限，管理難度大。在膠運(yùn)順槽、回風(fēng)順槽形成后，工作面回采前，通常通過鉆孔作業(yè)來試探煤壁是否處于地下水帶，若不是，則繼續(xù)鉆孔以充分釋放煤壁體中的瓦斯，鉆孔工作完成以后，再安裝預(yù)抽系統(tǒng)將鉆孔中逸出的瓦斯氣體排出巷道，以降低瓦斯含量，從而防止回采時(shí)瓦斯超限。雖然瓦斯預(yù)抽系統(tǒng)可以將瓦斯排出巷道，但在鉆孔作業(yè)時(shí)，尤其是高瓦斯礦井鉆孔作業(yè)時(shí)，目前僅通過臨時(shí)設(shè)置風(fēng)障改變風(fēng)流路徑，來增大鉆孔附近的新鮮風(fēng)量，但該方法不能保證瓦斯?jié)舛让繒r(shí)每刻都在《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定的允許范圍內(nèi)，鉆場(chǎng)的回風(fēng)流側(cè)瓦斯超限機(jī)率仍然較高，安全隱患大；此外，當(dāng)重新施工鉆孔時(shí)，需要重新設(shè)置風(fēng)障，通風(fēng)材料損耗相當(dāng)大。此外，鉆孔作業(yè)時(shí)，鉆孔內(nèi)流出的煤、水混合物容易流入水溝，進(jìn)入井下水倉，造成污染，需要經(jīng)常清理水溝和井下水倉；雖然可以通過臨時(shí)設(shè)置的排水泵，將煤、水混合物抽入排水管路，然后排入井下水倉，但煤粉容易堵塞排水管路，損壞水泵，浪費(fèi)材料。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種瓦斯、煤水分離裝置，該裝置能夠有效防止鉆孔附近及回風(fēng)流側(cè)瓦斯超限，避免瓦斯燃燒、爆炸等事故，保障施工人員以及其他井下作業(yè)人員的安全。本實(shí)用新型的目的是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的—種瓦斯、煤水分離裝置，所述裝置包括中空的分離腔，所述分離腔的兩端分別設(shè)有與分離腔密封連通的、供鉆機(jī)的鉆頭和鉆桿穿過的連接管，其中第一端連接管與鉆桿配合，且鉆桿可以在所述分離腔內(nèi)軸向自由轉(zhuǎn)動(dòng)；分離腔的上部設(shè)有與分離腔密封連通的、 用于將進(jìn)入分離腔內(nèi)的瓦斯氣體抽出的上部連接管；分離腔的下部設(shè)有與分離腔密封連通的、用于將分離腔內(nèi)的煤水混合物排出的下部連接管。優(yōu)選地，所述分離腔一端的連接管通過法蘭與煤壁鉆孔孔口位置的封孔管密封連接，使鉆孔施工時(shí)從煤壁鉆孔內(nèi)流出的瓦斯、煤水混合物通過封孔管進(jìn)入分離腔內(nèi)。所述封孔管，是采煤領(lǐng)域常用的一種中空通管。就本實(shí)用新型裝置而言，封孔管的使用方法和作用是，在煤壁上初步鉆孔后，將封孔管插入煤壁內(nèi)并固定在煤壁上，鉆孔內(nèi)的瓦斯、煤水混合物從所述封孔管內(nèi)導(dǎo)出，流入與之相連接的瓦斯、煤水分離裝置內(nèi)。優(yōu)選地，所述分離腔具有至少一條上部連接管，所述上部連接管與抽放泵管路密封連接，用于將進(jìn)入分離腔內(nèi)的瓦斯氣體抽出。優(yōu)選地，所述上部連接管上裝有閥門，用于控制分離腔內(nèi)瓦斯氣體的抽出速率。[0012]優(yōu)選地，所述分離腔的下部連接管通過法蘭與引水管密封連接，用于將分離腔內(nèi)的煤水混合物排出。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，所述分離腔的上部為與地面平行的中空?qǐng)A柱形，下部收縮為喇叭口狀，所述下部連接管位于分離腔的底部。根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，所述分離腔由兩個(gè)與地面平行的中空?qǐng)A柱上下疊加而成，所述下部連接管與下圓柱側(cè)壁密封連通，且與地面平行。以上兩種實(shí)施方式中，優(yōu)選分離腔的上側(cè)壁從第二端連接管到上部連接管之間的部分向上傾斜0-30度，從而有利于較輕的瓦斯氣體沿上側(cè)壁順利向上流向上部連通管，進(jìn)而通過抽放泵排出；分離腔的下側(cè)壁從第二端連接管到下部連接管之間的部分向下傾斜角度為30-60度，從而有利于使煤水混合物更順利地向下流出。根據(jù)本實(shí)用新型的再一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，所述分離腔為與地面平行的中空橢圓柱形，所述上部連接管為2個(gè)，所述下部連接管斜向下拐角后平行于地面，便于引水管安裝。優(yōu)選地，本實(shí)用新型的下部連接管還連接有外部連接管，所述外部連接管位于分離腔外部，并與上部連接管或上部連接管附近的分離腔壁連通，用于將流入下部連接管的瓦斯氣體導(dǎo)向上部連接管。當(dāng)進(jìn)入分離腔的瓦斯量較大時(shí)，瓦斯會(huì)流向下部連接管，這樣的設(shè)置可以將流入下部連接管的瓦斯氣體導(dǎo)向上部連接管，進(jìn)而由抽放泵管路導(dǎo)出。優(yōu)選地，分離腔與所有連接管的連接方式均為焊接。優(yōu)選地，本實(shí)用新型法蘭連接中，法蘭之間具有阻擋墊，優(yōu)選為膠墊，從而更好地實(shí)現(xiàn)密封。優(yōu)選地，所述下部連接管通過引水管與過濾池連接，用于將煤與水分離，將凈化后的水排入井下水倉，從而避免煤粉對(duì)水溝和井下水倉的污染，或者使用排水泵時(shí)煤粉對(duì)管道和排水泵造成堵塞和損害。所述過濾池包括具有過濾功能的一個(gè)或多個(gè)沖孔篩板，和設(shè)置于過濾池內(nèi)壁上的用于限制所述沖孔篩板位置的限位槽。所述過濾池還設(shè)有進(jìn)水孔，放水孔以及閥門，其中所述進(jìn)水孔通過引水管與所述分離腔的下部連接管密封連接，通過重力作用將分離腔中的煤水混合物引入過濾池中。優(yōu)選地，所述進(jìn)水孔設(shè)置于所述過濾池側(cè)壁的上部，從而有利于充分利用過濾池以增大處理量。所述沖孔篩板用于將進(jìn)入過濾池中的煤水混合物過濾，所述沖孔篩板優(yōu)選為2-6 個(gè)，從而實(shí)現(xiàn)多級(jí)過濾，優(yōu)化過濾效果。優(yōu)選地，可以根據(jù)鉆孔內(nèi)煤渣顆粒的大小更換不同孔徑的篩板。所述放水孔位于過濾池的所述進(jìn)水孔對(duì)面的側(cè)壁，優(yōu)選位于所述側(cè)壁的上部，所述放水孔可以為一個(gè)或多個(gè)，用于將水通過管路排入井下水倉。所述閥門位于放水孔同一側(cè)壁的下部，可以為一個(gè)或多個(gè)，當(dāng)不進(jìn)行鉆孔施工時(shí)， 通過所述閥門將過濾池中的水放掉。現(xiàn)有技術(shù)的煤壁鉆孔施工時(shí)，鉆孔流出的瓦斯直接流入巷道中，為減輕對(duì)施工人員健康的危害，僅通過設(shè)置風(fēng)障來導(dǎo)流瓦斯，避免鉆孔的回風(fēng)流側(cè)瓦斯超限，鉆孔施工一段時(shí)間后再用預(yù)抽系統(tǒng)將巷道內(nèi)累積的瓦斯排出。容易理解，現(xiàn)有的方法不能保證鉆孔過程中瓦斯?jié)舛让繒r(shí)每刻都在允許的范圍內(nèi)，也難以避免瓦斯?jié)舛仍龃髮?dǎo)致的燃燒、爆炸危險(xiǎn)，且重新鉆孔施工時(shí)，需更新設(shè)置風(fēng)障，消耗大量的通風(fēng)材料。本實(shí)用新型通過在煤壁的鉆孔孔口位置安裝瓦斯、煤水分離裝置，使鉆孔施工時(shí)鉆孔內(nèi)流出的瓦斯、煤水混合物流入所述裝置的分離腔內(nèi)，通過抽放泵將分離腔內(nèi)的瓦斯氣體抽出，導(dǎo)入回風(fēng)順槽，從而防止煤壁鉆孔施工時(shí)鉆孔附近及回風(fēng)流側(cè)瓦斯超限，有效避免瓦斯燃燒、爆炸等事故，與目前采用的設(shè)置風(fēng)障的方法相比，加裝本實(shí)用新型的瓦斯、煤水分離裝置的安全性更高，且能夠節(jié)約大量的通風(fēng)材料。此外，本實(shí)用新型的瓦斯、煤水分離裝置的下部連接管可以連接過濾池，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)煤、水混合物進(jìn)行快速分離處理，處理過的水直接經(jīng)管道排入井下水倉，避免了煤粉對(duì)巷道和井下水倉的污染，減少清理水溝、水倉的次數(shù)，避免排水管路堵塞及損壞水泵的情況， 對(duì)提升煤礦井下質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化管理水平有重要作用。
[0029]圖[0030]圖[0031]圖[0032]圖[0033]圖[0034]圖[0035]圖
I為本實(shí)用新型實(shí)施環(huán)境的俯視圖。
2為本實(shí)用新型優(yōu)選的實(shí)施方式之一的瓦斯、煤水分離裝置正視圖。 3為本實(shí)用新型優(yōu)選的實(shí)施方式之一的瓦斯、煤水分離裝置左視圖。 4為本實(shí)用新型優(yōu)選的實(shí)施方式之二的瓦斯、煤水分離裝置正視圖。 5為本實(shí)用新型優(yōu)選的實(shí)施方式之二的瓦斯、煤水分離裝置左視圖。 6為本實(shí)用新型優(yōu)選的實(shí)施方式之三的瓦斯、煤水分離裝置正視圖。 7為本實(shí)用新型優(yōu)選的實(shí)施方式之三的瓦斯、煤水分離裝置左視圖。
具體實(shí)施方式
下面通過具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明，但實(shí)施例不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制。圖I示出了本實(shí)用新型的實(shí)施環(huán)境。本實(shí)用新型的瓦斯、煤水分離裝置I用于安裝在鉆機(jī)2的鉆桿21上，如圖I所示，鉆孔作業(yè)時(shí)，需設(shè)置深入煤壁3的封孔管4，封孔管 4在煤壁3外的部分通過法蘭固定在煤壁上，鉆孔內(nèi)流出的瓦斯氣體、煤水混合物通過封孔管4導(dǎo)出。本實(shí)用新型中，鉆機(jī)的鉆頭(未示出)和鉆桿21穿過本裝置I中空的分離腔和封孔管4，在煤壁3上進(jìn)行鉆孔作業(yè)，由鉆孔孔口流出的瓦斯氣體、煤水混合物通過封孔管 4流出煤壁，進(jìn)入本裝置I的分離腔，從而避免了瓦斯氣體在空氣中擴(kuò)散，產(chǎn)生燃燒或爆炸。 封孔管4通過法蘭固定在煤壁3上，本裝置通過法蘭與封孔管法蘭連接，因而也固定在煤壁 3上，此外可以通過在本裝置上加裝其他固定裝置，比如起吊環(huán)(未示出)，用于固定在煤壁 3上，從而增加固定強(qiáng)度。實(shí)施例I如圖2和圖3所示，本裝置的分離腔上部為軸線平行于地面的中空?qǐng)A柱形，下部收縮為喇叭口狀，分離腔的第一端I和第二端2直接作為連接管，其中第一端I通過法蘭3與鉆桿(未示出)配合，第二端2通過法蘭4與煤壁鉆孔孔口位置的封孔管(未示出)密封連接。分離腔上部設(shè)有與分離腔密封連通的上部連接管5，用于與抽放泵管路(未示出)連接，從而將分離腔內(nèi)的瓦斯氣體抽出，上部連接管5上裝有閥門6，用于控制瓦斯的抽出速率。分離腔下部設(shè)有下部連接管7，所述下部連接管7通過法蘭10與引水管(未示出)連接，從而將分離腔內(nèi)的煤水混合物排出。分離腔的第二端2與上部連接管5之間的上側(cè)壁部分8向上傾斜15度，從而有利于較輕的瓦斯氣體沿上側(cè)壁8向上流動(dòng)，進(jìn)而通過上部連接管6由抽放泵排出；分離腔的第二端2與下部連接管7之間的下側(cè)壁部分9向下傾斜45 度，從而有利于使煤水混合物更順利地向下流出。實(shí)施例2如圖4和5所示，本裝置的分離腔由兩個(gè)軸線平行于地面的中空?qǐng)A柱上下平行疊加而成，上圓柱的第一端I和第二端2直接作為連接管，第一端I通過法蘭3與鉆桿(未示出)密封配合，第二端2通過法蘭4與封孔管密封連接。分離腔上部設(shè)有與分離腔密封連通的上部連接管5，用于與抽放泵管路(未示出)連接，從而將分離腔內(nèi)的瓦斯氣體抽出，上部連接管5安裝有閥門6，用于控制分離腔內(nèi)瓦斯氣體的抽出。分離腔下部設(shè)有下部連接管7，所述下部連接管7通過法蘭10與引水管(未示出)連接，從而將分離腔內(nèi)的煤水混合物排出。分離腔的第二端2與上部連接管5之間的上側(cè)壁部分8向上傾斜15度，從而有利于較輕的瓦斯氣體沿上側(cè)壁8向上流動(dòng)，進(jìn)而通過上部連接管6由抽放泵排出；分離腔的第二端2與下部連接管7之間的下側(cè)壁的一部分9向下傾斜38度，從而有利于使煤水混合物更順利地向下流出。下部連接管7與分離腔的下圓柱連通，且平行于地面，這樣的設(shè)計(jì)使得位置較低的引水管(未示出)與下部連接管7連接后，可以直接平行于地面引出，而無需彎曲。實(shí)施例3如圖6和7所示，本裝置的分離腔為橢圓柱形。分離腔的兩端分別設(shè)置有第一端連接管I和第二端連接管2，其中連接管I通過法蘭3與鉆桿(未示出)密封配合，連接管 2通過法蘭4與封孔管密封連接。為了使進(jìn)入分離腔內(nèi)的大量瓦斯及時(shí)排出，分離腔上部設(shè)置了與分離腔密封連通的兩個(gè)上部連接管51、52，用于與抽放泵管路(未示出)連接，從而將分離腔內(nèi)的瓦斯氣體抽出，上部連接管51、52上分別安裝有閥門61、62，用于控制分離腔內(nèi)瓦斯氣體的抽出。分離腔下部設(shè)有下部連接管7，所述下部連接管7通過法蘭9與引水管(未示出)連接，從而將分離腔內(nèi)的煤水混合物排出。下部連接管7上引出位于分離腔外部的外部連接管8與分離腔的靠近上部連接管51、52的位置連通。當(dāng)進(jìn)入分離腔的瓦斯氣體量較大時(shí)，瓦斯會(huì)流到下部連接管7內(nèi)，設(shè)置外部連接管8可以使流入下部連接管7內(nèi)的瓦斯氣體通過外部連接管8導(dǎo)向上部連接管51、52，避免從下部逸出。此外，下部連接管 7設(shè)計(jì)為斜向下拐角，最終平行于地面，既有利于煤、水混合物向下流出，又有利于位置較低的引水管(未示出)平行于地面引出，而無需彎曲。此外，對(duì)于實(shí)施例I和實(shí)施例2，也可以從下部連接管引出外部連接管，與分離腔的靠近上部連接管的位置相連通，從而在進(jìn)入分離腔的瓦斯量較大時(shí)，將流入下部連接管內(nèi)的瓦斯氣體導(dǎo)向上部連接管，由抽放泵抽出。
權(quán)利要求1.一種瓦斯、煤水分離裝置，其特征在于，所述裝置包括中空的分離腔，所述分離腔的兩端分別設(shè)有與分離腔密封連通的、供鉆機(jī)的鉆頭和鉆桿穿過的連接管，其中第一端連接管與鉆桿配合，且鉆桿可以在所述分離腔內(nèi)軸向自由轉(zhuǎn)動(dòng)；分離腔的上部設(shè)有與分離腔密封連通的、用于將進(jìn)入分離腔內(nèi)的瓦斯氣體抽出的上部連接管；分離腔的下部設(shè)有與分離腔密封連通的、用于將分離腔內(nèi)的煤水混合物排出的下部連接管。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述瓦斯、煤水分離裝置，其特征在于，所述分離腔的第二端連接管通過法蘭與煤壁鉆孔孔口位置的封孔管密封連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述瓦斯、煤水分離裝置，其特征在于，所述上部連接管與抽放泵管路密封連接，所述上部連接管裝有閥門。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述瓦斯、煤水分離裝置，其特征在于，所述下部連接管通過法蘭與引水管密封連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述瓦斯、煤水分離裝置，其特征在于，所述分離腔的上部為軸線與地面平行的中空?qǐng)A柱形，下部收縮為喇叭口狀，所述下部連接管位于分離腔的底部。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述瓦斯、煤水分離裝置，其特征在于，所述分離腔由兩個(gè)軸線與地面平行的中空?qǐng)A柱上下疊加而成，所述下部連接管與下圓柱側(cè)壁密封連通，且與地面平行。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述瓦斯、煤水分離裝置，其特征在于，所述分離腔為軸線與地面平行的中空橢圓柱形，所述上部連接管為2個(gè)，所述下部連接管斜向下拐角后平行于地面。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的瓦斯、煤水分離裝置，其特征在于，分離腔的上側(cè)壁從第二端連接管到上部連接管之間的部分向上傾斜0-30度，分離腔的下側(cè)壁從第二端連接管到下部連接管之間的部分向下傾斜角度為30-60度。
9.根據(jù)權(quán)利要求5、6或7所述的瓦斯、煤水分離裝置，其特征在于，所述下部連接管連接有外部連接管，所述外部連接管位于分離腔外部，并與上部連接管或上部連接管附近的分離腔壁連通，用于將流入下部連接管的瓦斯氣體導(dǎo)向上部連接管。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的瓦斯、煤水分離裝置，其特征在于，所述瓦斯、煤水分離裝置的下部連接管通過引水管與用于分離煤水混合物的過濾池連接，所述過濾池包括具有過濾功能的一個(gè)或多個(gè)沖孔篩板，和設(shè)置于過濾池內(nèi)壁上的用于限制所述沖孔篩板位置的限位槽。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種瓦斯、煤水分離裝置，包括中空的分離腔，所述分離腔的兩端分別設(shè)有與分離腔密封連通的、供鉆機(jī)的鉆頭和鉆桿穿過的連接管，其中第一端連接管與鉆桿配合，且鉆桿可以在所述分離腔內(nèi)軸向自由轉(zhuǎn)動(dòng)；分離腔的上部設(shè)有與分離腔密封連通的、用于將進(jìn)入分離腔內(nèi)的瓦斯氣體抽出的上部連接管；分離腔的下部設(shè)有與分離腔密封連通的、用于將分離腔內(nèi)的煤水混合物排出的下部連接管。所述裝置用于安裝在煤壁的鉆孔孔口位置，鉆孔作業(yè)時(shí)將流出的瓦斯氣體與煤、水混合物引入所述裝置中并進(jìn)行分離。該裝置能夠有效防止鉆孔附近及回風(fēng)流側(cè)瓦斯超限，避免瓦斯燃燒、爆炸等事故。
文檔編號(hào)E21F7/00GK202348252SQ20112051351
公開日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2011年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月9日
發(fā)明者孟憲章, 鄔喜倉 申請(qǐng)人:中國神華能源股份有限公司