煤矿瓦斯抽采系统自动排水技术

陈 军，曾春贵，童文文

（淮南矿业集团潘二煤矿，安徽 淮南 232000）

煤矿瓦斯抽采系统自动排水技术

陈 军，曾春贵，童文文

（淮南矿业集团潘二煤矿，安徽 淮南 232000）

利用杠杆原理，把水的浮力、永磁铁的磁力及惯性力进行合理的调配，克服抽采系统的高负压，使放水器在60kPa以上的负压状态下完成自动放水。

抽采系统；高负压；自动放水；原理运用

1 问题的提出

矿井抽采系统庞大复杂。瓦斯抽采过程中，管路积水很难做到及时彻底排放，积水问题严重制约着矿井瓦斯抽采效果，危害矿井安全生产。潘二煤矿先后引进各种自动放水器，但使用效果很不理想，基本上均不能实现自动放水；因此只能依靠安装手动放水器或吸球放水器来处理问题，投入大量人力的同时还须停抽采系统才能放水，没有实现自动放水。

2 问题的解决

经过长期调试实验，科技人员单位自行研制的高负压自动放水器成功地在20 kPa～70 kPa的负压状态下完成自动放水，且解决了放水量较小的问题，经过现场调试实验得来经验，可实现更高负压状态下自动放水，解决了高负压放水难的问题。

2.1 高负压自动放水器具体结构

高负压自动放水器制成箱体结构，上方或侧方设计连接口（用于与抽采管路连接），下方设计吸球排水口（用于彻底排放集水箱积水），具体结构见图1。

2.2 材料选用

水箱及隔离板采用5 mm厚铁板制成（也可选用不锈钢钢板），其中箱体单个侧面使用10 mm厚有机玻璃螺栓扣压连接制成，便于观察水箱内各器件工作流程，其它管件均为一般常用管径焊管。

2.3 工作原理

抽采系统管路（主干管、支管、抽采钻孔连接管）易积水位置处，与高负压自动放水器连接弯头对接相连，积水经过隔离仓进入集水箱，随着汇流进集水箱的水量增加，浮球1随水位增高上浮，此时浮球2通过永磁铁沉在集水箱底，当集水箱水位上升至浮球1带动两连线紧崩时，通过浮球1的浮力增加，连线将浮球2底部与集水箱底永磁铁分开，利用浮球2从水底快速上升的惯性力，带动胶木杠杆瞬间抵开高负压状态下的配气杆，同一时间胶木杠杆上的活动控压球瞬间吸附在负压孔上，集水箱立即形成正压状态，通过吸气排水口自动排放积水。

图1 可调式高压自动放水器结构图

随着集水箱的水量快速排放，浮球1、2随水位下沉，利用浮球2配重重力加永磁铁磁力，通过连线，瞬间带动胶木杠杆上的活动控压球脱离负压孔，同一时间吸气排水口、配气杆上的吸球全部利用负压闭合，自动放水器各工作器件回到原始状态，往复循环，实现高负压状态下全自动放水。

2.4 注意事项

运输过程中严禁碰撞，要小心搬运；放水器安装后，放水器不允许被巷道中的水淹没，否者将不能放水；吸球排水口周围要清洁，以免煤岩粉将吸球排水口堵埋；放水器轴线要尽量与水平面垂直，以便减少漂浮上升过程中摩擦阻力；要定期检查放水器的工作情况，发现问题及时处理。

3 应用实例

此套装置经过近两个月的现场调试，在潘二矿-530m南一移动抽采泵站成功实现自动放水。

5月底利用-530 m南一移动抽采泵站永久抽采系统管路，负压20kPa～50kPa下实验高负压自动放水装置，各反复3个循环均能实现高负压全自动放水,各部件连续正常工作，并且未对抽采系统构成任何影响。

6月初利用-530 m南一移动抽采泵站移动抽采系统管路，负压在50kPa～70kPa下实验高负压自动放水装置，各反复3个循环均能实现高负压全自动放水，各部件连续正常工作，并且未对抽采系统构成任何影响。

7月份集团公司在潘二矿-530 m南一移动抽采泵站召开现场会，经现场调配负压，放水器在各负压状态下均实现自动放水。现高负压自动放水器已在潘二矿西四B4-6轨道上山抽采系统投入使用，效果相当不错。

4 效果评价

可调式高负压自动放水装置，通过杠杆原理、水的浮力、永磁铁的磁力、惯性力的巧妙运用研制成功，是煤矿井下瓦斯治理技术的一个革新，理论分析完全可行，实践应用得到很好证实，实现了预想的最好效果。

本装置安装使用后，从源头上解决了抽采钻孔及抽采系统积水问题，有效地提高了抽采效果，实现抽采最大化，杜绝瓦斯事故；成品安装使用后，仅此节省大量人工放水一项，就可创造很大经济价值，并且全自动放水过程中未对抽采系统构成任何影响；成品安装使用后，用于替代井下安装的人工放水器或市场上购进的自动放水器，节约成本可上百万；成本低，结构并不复杂，可自行加工，易于安装，具体尺寸可按现场使用情况自行调整；安装简单，只需将抽采系统管路（主干管、支管、抽采钻孔连接管）易积水位置处，与高负压自动放水器连接弯头对接相连即可；装置的结构及材质均为防爆产品，煤矿井下可安全使用。

5 结束语

防治煤与瓦斯突出是目前淮南矿业集团治理瓦斯的一项重要工作，瓦斯抽采工作是重中之重，而瓦斯抽采过程中系统积水问题直接关系到瓦斯抽采效果，高负压自动放水器能够很好解决管路积水问题，有效地提高了矿井瓦斯抽采效果。

[1]王宏图,练友红.祁南矿网格式上向密集穿层钻孔结合顺层钻孔抽采瓦斯技术[J].矿业安全与环保,2010,（1）:33-35.

[2]王钦明.穿层钻孔抽放瓦斯技术的应用[J].煤矿安全,2002,（1）：8-10.

[3] 魏传勇.煤矿井下排水自动控制系统关键技术分析[J].现代商贸工业，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

编辑：刘新光

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 缺邮编)

TD712+.6；TD743

A

1672-5050（2010）09-0078-02

2010-07-13

陈 军（1980—），男，安徽淮南人，本科，工程师，从事煤炭开采技术研究与管理工作。