專(zhuān)利名稱：一種煤礦老空放水有害氣體水氣分離裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水氣分離裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種煤礦老空放水有害氣體水氣分離裝置，其針對(duì)煤礦老空水中含有的大量有毒有害氣體，探放水時(shí)對(duì)其進(jìn)行水氣分離的裝置。
背景技術(shù)：
目前，不少煤礦面臨老空水下開(kāi)采問(wèn)題，而防治老空水最直接最有效的方法是探放老空水。探放老空水過(guò)程中，老空區(qū)內(nèi)的ch4、H2S、CO等有毒有害氣體會(huì)經(jīng)鉆孔水流一起排出，如果直接將鉆孔老空水排至排水點(diǎn)，將可能造成排水點(diǎn)有害氣體超限，給礦井安全生產(chǎn)帶來(lái)威脅。老空區(qū)內(nèi)積存大量的有毒有害氣體，在密閉的環(huán)境中，老空區(qū)積水中的有害氣體含量會(huì)隨著時(shí)間不斷增加，而隨著老空水經(jīng)鉆孔的不斷排出，鉆孔水中的有害氣體在排水點(diǎn)不斷釋放，造成排水點(diǎn)水倉(cāng)處有害氣體濃度不斷增加；同時(shí)在排放老空水時(shí)，會(huì)不斷出現(xiàn)老空區(qū)有害氣團(tuán)隨著鉆孔水一起排出的現(xiàn)象，進(jìn)一步增加了有毒有害氣體的排出。此外，鉆孔老空水中有害氣體的釋放與有害氣團(tuán)的排出會(huì)造成排水點(diǎn)水倉(cāng)局部有害氣體濃度超限，增加了排水點(diǎn)水倉(cāng)的調(diào)風(fēng)難度，還可能造成在排水點(diǎn)附近的工人有毒有害氣體中毒，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成人員傷亡等瓦斯事故。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的在于提供一種煤礦老空放水有害氣體水氣分離裝置，該裝置能更好地解決老空水鉆孔排放過(guò)程中有毒有害氣體水氣分離的問(wèn)題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種煤礦老空放水有害氣體水氣分離裝置，包括缸體，所述缸體上端設(shè)有進(jìn)水管，下端設(shè)有出水管，其中，所述缸體上端還設(shè)有排氣管，排氣管所在的管路上設(shè)有氣動(dòng)閘閥。較好的，所述缸體上端與氣動(dòng)閘閥相連接的管路上還設(shè)有四通閥，四通閥分別連接氣壓表和壓氣管。進(jìn)一步的，所述進(jìn)水管、出水管和壓氣管所在的管路上均設(shè)有閘閥和可拆卸螺紋連接頭；所述缸體上端與四通閥之間的管路上設(shè)有閘閥和可拆卸螺紋連接頭。所述缸體還設(shè)有水位標(biāo)尺，便于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)缸體內(nèi)的水位。在本發(fā)明所述的水氣分離裝置中，排氣管所在的管路上設(shè)置一個(gè)氣動(dòng)閘閥，目的在于:隨著探放老空水鉆孔內(nèi)水流不斷向缸體內(nèi)流入，缸體內(nèi)老空水中游離的有害氣體氣團(tuán)與吸附的有害氣體不斷釋放積聚，引起缸體內(nèi)的氣壓不斷升高，當(dāng)有害氣體氣壓值達(dá)到并超過(guò)氣動(dòng)閘閥設(shè)定的閾值時(shí)，氣動(dòng)閘閥將自動(dòng)打開(kāi)排氣卸壓，將缸體內(nèi)的有害氣體排放至指定位置，卸壓后的氣動(dòng)閘閥又會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)老空水中有害氣體水氣分離過(guò)程的持續(xù)進(jìn)行。此外，本發(fā)明裝置還設(shè)有氣壓表和壓氣管，目的在于:能夠時(shí)刻觀察缸體內(nèi)有害氣體的壓力，當(dāng)有排水高度要求且缸體內(nèi)的氣壓值不能滿足把缸體內(nèi)的水排至所需高度處時(shí)，可通過(guò)壓氣管壓入空氣來(lái)保證缸體內(nèi)的氣壓值始終大于將缸體內(nèi)水氣分離后的老空水排至所需高度處的最低氣壓值，但遠(yuǎn)小于氣動(dòng)閘閥的閾值，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)老空水水氣分離的過(guò)程，同時(shí)通過(guò)缸體內(nèi)的氣體壓力不斷地將水氣分離后的老空水排至所需高度處的水倉(cāng)。本發(fā)明所述的水氣分離裝置，依據(jù)對(duì)水氣分離后的鉆孔老空水是否有排水高度要求，通過(guò)使用壓氣管調(diào)節(jié)缸體內(nèi)的氣體壓力，來(lái)實(shí)現(xiàn)在水封的密閉缸體環(huán)境中以氣壓將水排至所需高度處的目的。設(shè)置的可拆卸螺紋連接頭，便于連接不同探放水鉆孔孔徑的管路。設(shè)置的水位標(biāo)尺與閘閥，便于能夠時(shí)刻觀察缸體內(nèi)的水位高度，通過(guò)調(diào)節(jié)缸體外的閘閥來(lái)保證缸體內(nèi)的水位處于某一合理范圍的高度(一般以不超過(guò)缸體高度的2/3為宜)，以實(shí)現(xiàn)老空水水氣分離全過(guò)程的持續(xù)進(jìn)行。本發(fā)明水氣分離裝置能更好地解決老空水鉆孔排放過(guò)程中有毒有害氣體水氣分離的問(wèn)題，而且還能利用水氣分離后積聚的有害氣體氣壓將分離后的老空水排至一定的高度。該水氣分離裝置具有使用過(guò)程簡(jiǎn)單，安全可靠，功能多樣，應(yīng)用范圍廣，適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。

圖1為本發(fā)明所述煤礦老空放水有害氣體水氣分離裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于此。如圖1所示，一種煤礦老空放水有害氣體水氣分離裝置，包括缸體1，所述缸體I上端設(shè)有進(jìn)水管7，下端設(shè)有出水管9，其中，所述缸體I上端還設(shè)有排氣管10，排氣管10所在的管路上設(shè)有氣動(dòng)閘閥5。所述缸體I上端與氣動(dòng)閘閥5相連接的管路上還設(shè)有四通閥11，四通閥11分別連接氣壓表4和壓氣管8。所述進(jìn)水管7、出水管9和壓氣管8所在的管路上均設(shè)有閘閥3和可拆卸螺紋連接頭2 ;所述缸體I上端與四通閥11之間的管路上設(shè)有閘閥3和可拆卸螺紋連接頭2。所述缸體I還設(shè)有水位標(biāo)尺6。下面對(duì)本發(fā)明水氣分離裝置的原理進(jìn)行詳細(xì)的描述:I)當(dāng)鉆孔水經(jīng)進(jìn)水管7流入缸體I后，關(guān)閉出水管9的閘閥3，使得缸體I內(nèi)儲(chǔ)存的老空水水位不斷上升，當(dāng)水位標(biāo)尺6的水位上升至約2/3高度時(shí)，打開(kāi)出水管9的閘閥3使缸體I內(nèi)水氣分離后的老空水經(jīng)出水管9排至附近的排水倉(cāng)處(此時(shí)排水無(wú)高度差)。隨著流經(jīng)缸體I內(nèi)的鉆孔老空水量不斷增加，在缸體I內(nèi)老空水釋放的有毒有害氣體量不斷增多，在水封的密閉容器中，缸體I內(nèi)水面上有害氣體氣壓值不斷升高，當(dāng)缸體I內(nèi)的有害氣體壓力值達(dá)到并超過(guò)氣動(dòng)閘閥5設(shè)定的閾值時(shí)，氣動(dòng)閘閥5將自動(dòng)打開(kāi)，缸體I內(nèi)積聚的有害氣體將通過(guò)排氣管10排至指定地點(diǎn)(正常情況下，排氣管10的閘閥3始終處于打開(kāi)狀態(tài)。在無(wú)排水高度差的情況下，壓氣管8所在管路的閘閥3始終處于關(guān)閉狀態(tài))，隨著缸體I內(nèi)有害氣體的排出氣壓值將降低，此時(shí)氣動(dòng)閘閥5又將自動(dòng)關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)老空水水氣自動(dòng)分離的全過(guò)程。至此，往復(fù)循環(huán)這種自動(dòng)的水氣分離過(guò)程，該水氣分離過(guò)程簡(jiǎn)單可靠，能夠?qū)崿F(xiàn)持續(xù)性水氣自動(dòng)分離。2)當(dāng)鉆孔水經(jīng)進(jìn)水管7流入缸體I后，關(guān)閉出水管9的閘閥3，使得缸體I內(nèi)儲(chǔ)存的老空水水位不斷上升，當(dāng)水位標(biāo)尺6中水位上升至中上部合理范圍內(nèi)時(shí)，打開(kāi)壓氣管8的閘閥3，同時(shí)打開(kāi)出水管9的閘閥3 (正常情況下，排氣管10的閘閥3始終處于打開(kāi)狀態(tài))，利用壓氣管8將壓縮空氣加入到缸體I中，增加缸體I中的氣體壓力，當(dāng)氣壓表4的氣壓值大于將缸體I中水氣分離后的老空水排至較高處排水倉(cāng)所需的最低壓力但小于氣動(dòng)閘閥5的設(shè)定閾值壓力時(shí)(如以排水高度差20m為例，則缸體I中的氣壓需大于0.2MPa但小于氣動(dòng)閘閥5的設(shè)定閾值壓力)，停止向缸體I中壓氣，并關(guān)閉壓氣管8的閘閥3，此時(shí)缸體I中液面上的氣體壓力已能夠滿足有高差的排水需求(此時(shí)排水有高差)，隨著流經(jīng)缸體I內(nèi)的鉆孔老空水量不斷增加，在缸體I內(nèi)老空水釋放的有毒有害氣體量不斷增多，在該水封的密閉容器中，缸體I內(nèi)水面上有害氣體氣壓值不斷升高，當(dāng)缸體I內(nèi)的有害氣體壓力值達(dá)到并超過(guò)氣動(dòng)閘閥5的設(shè)定閾值時(shí)，氣動(dòng)閘閥5將自動(dòng)打開(kāi)，缸體I內(nèi)聚集的有害氣體將通過(guò)排氣管10排至指定地點(diǎn)，隨著缸體I內(nèi)有害氣體的排出氣壓值將降低，此時(shí)氣動(dòng)閘閥5又將自動(dòng)關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)老空放水有害氣體水氣自動(dòng)分離的全過(guò)程。至此，往復(fù)循環(huán)這種自動(dòng)的水氣分離過(guò)程，該過(guò)程既能實(shí)現(xiàn)有害氣體的水氣分離，又能利用積聚的氣壓將分離后的水體排至一定高度處，該裝置簡(jiǎn)單可靠，功能多樣，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化分離，持續(xù)分離性強(qiáng)。綜上可見(jiàn)，使用本發(fā)明水氣分離裝置，可以有效解決井下探放老空水過(guò)程中鉆孔水排放時(shí)有毒有害氣體無(wú)法分離的問(wèn)題，并能很好地解決將鉆孔水經(jīng)管路(無(wú)需排水泵)直接排至所需高度處的排水問(wèn)題，從而實(shí)現(xiàn)安全經(jīng)濟(jì)排水的目的。同時(shí)本發(fā)明裝置操作使用過(guò)程簡(jiǎn)單方便，安全可靠性高，功能多樣，能夠自動(dòng)實(shí)現(xiàn)水氣分離的過(guò)程，水氣分離過(guò)程持續(xù)性強(qiáng)；此外，裝置中設(shè)置的螺紋連接頭可以使該裝置能夠與不同直徑的鉆孔管路連接，應(yīng)用范圍廣，適應(yīng)性強(qiáng)，也為井下的安全生產(chǎn)帶來(lái)了方便與安全保障。
權(quán)利要求1.一種煤礦老空放水有害氣體水氣分離裝置，包括缸體，所述缸體上端設(shè)有進(jìn)水管，下端設(shè)有出水管，其特征在于，所述缸體上端還設(shè)有排氣管，排氣管所在的管路上設(shè)有氣動(dòng)閘閥。
2.如權(quán)利要求1所述的煤礦老空放水有害氣體水氣分離裝置，其特征在于，所述缸體上端與氣動(dòng)閘閥相連接的管路上還設(shè)有四通閥，四通閥分別連接氣壓表和壓氣管。
3.如權(quán)利要求2所述的煤礦老空放水有害氣體水氣分離裝置，其特征在于，所述進(jìn)水管、出水管和壓氣管所在的管路上均設(shè)有閘閥和可拆卸螺紋連接頭；所述缸體上端與四通閥之間的管路上設(shè)有閘閥和可拆卸螺紋連接頭。
4.如權(quán)利要求3所述的煤礦老空放水有害氣體水氣分離裝置，其特征在于，所述缸體設(shè)有水位標(biāo)尺。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種煤礦老空放水有害氣體水氣分離裝置，包括缸體，所述缸體上端設(shè)有進(jìn)水管，下端設(shè)有出水管，其中，所述缸體上端還設(shè)有排氣管，排氣管所在的管路上設(shè)有氣動(dòng)閘閥。所述缸體上端與氣動(dòng)閘閥相連接的管路上還設(shè)有四通閥，四通閥分別連接氣壓表和壓氣管。本實(shí)用新型水氣分離裝置能更好地解決老空水鉆孔排放過(guò)程中有毒有害氣體水氣分離的問(wèn)題，而且還能利用水氣分離后積聚的有害氣體氣壓將分離后的老空水排至一定的高度。該水氣分離裝置具有使用過(guò)程簡(jiǎn)單，安全可靠，功能多樣，應(yīng)用范圍廣，適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)E21F16/00GK203043637SQ201320044909
公開(kāi)日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月28日
發(fā)明者李化敏, 王文, 于斌全, 王桂生, 黃祖軍, 高翔 申請(qǐng)人:河南理工大學(xué), 山西煤炭進(jìn)出口集團(tuán)左權(quán)鑫順煤業(yè)有限公司