煤层瓦斯抽采气水渣分离模拟试验装置的制作方法

本实用新型设计一种煤层试验模拟设备，具体涉及一种煤层瓦斯抽采气水渣分离模拟试验装置。

背景技术：

煤矿瓦斯、粉尘事故是井下的重大灾害之一，若发生瓦斯、粉尘事故，不仅会严重破坏生产环境，而且造成人员伤亡，给人民、企业、国家造成巨大损失，因此，消除瓦斯超限和粉尘是预防瓦斯、粉尘事故的前提条件，也是矿井安全生产的重要保障之一；

由于地质沉积作用，煤层中积压了大量的瓦斯等有毒有害气体，为了实现安全采掘，通常情况下，采掘前首先要布置专用瓦斯抽采巷道，采用巷道钻机施工抽采钻孔提前实 施瓦斯抽采，待抽采达标后，方能开始采掘煤层，然而在施工抽采钻孔过程中，特别是许多 矿井进入深部水平后，煤层瓦斯含量、压力都将增大，施钻喷孔、甚至钻孔延时喷孔造成的 瓦斯超限不安全问题，钻孔垮孔问题也越来越突出，为了克服垮孔和瓦斯超限问题，不得不 采取压风排粉施工工艺，同时大量钻渣和水的混合物冲刷、沉淀堆积后，减小了巷道有效通风端面，不仅对矿井通风造成影响，而且还给矿井抽采安全质量标准化建设造成安全隐患；

现有技术中并没有针对这严重问题的专用气水渣分离出来设备，因此施钻过程中大量的瓦斯、粉尘、煤渣、水仍然会被释放在巷道中，因此如何解决改善现有问题，亟需解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型为了解决现有技术中的不足之处，提供一种结构简单、操作方便、可以煤层中气水渣分离工作的煤层瓦斯抽采气水渣分离模拟试验装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：煤层瓦斯抽采气水渣分离模拟试验装置，包括试验箱，试验箱的顶部左侧开设有混合物进口，试验箱的顶部右侧开设有瓦斯抽气口，试验箱内安装有振动筛分装置和输送煤渣装置，试验箱的左侧箱壁从高到低依次设有出泥口、出渣口和出水口；

振动筛分装置位于试验箱上部，振动筛分装置包括振动筛框和振动机构，振动筛框的顶部通过拉伸弹簧连接到试验箱顶部，振动筛框的左侧和右侧均通过复位弹簧连接有缓冲板，两个缓冲板分别固定在试验箱左侧箱壁和右侧箱壁上，左侧的缓冲板高于右侧的缓冲板，振动筛框的底部设有筛网，筛网的右侧开设有出口；振动机构包括振动电机，振动电机固定在筛网底部，振动电机主轴键连接有凸轮；

输送煤渣装置位于振动筛分装置的下方，输送煤渣装置的进渣口位于出口的下方，输送煤渣装置通过斜板与出渣口连接，斜板的前侧边沿和后侧边沿分别固定在试验箱前侧箱壁和后侧箱壁上；

振动筛分装置与输送煤渣装置之间设有导流板，导流板的前侧边沿和后侧边沿分别固定在试验箱的前侧箱壁和后侧箱壁上，导流板位于筛网的下方，导流板的左侧边沿与出泥口下边沿连接，导流板的右侧边沿位于出口的左侧，导流板的右侧边沿高于导流板的左侧边沿。

输送煤渣装置包括驱动辊、从动辊和驱动电机，驱动辊和从动辊沿左右方向并排转动连接在试验箱内，驱动电机与驱动辊传动连接，驱动辊和从动辊上设有传送带，传送带的左端位于出口的正下方，传送带上设有透水孔，斜板的左侧边沿与出渣口下边沿连接，斜板的右侧边沿位于传送带右端的正下方，斜板的右侧边沿高于斜板的左侧边沿。

试验箱内设有防溅板，防溅板的前侧边沿和后侧边沿分别固定在试验箱前侧箱壁和后侧箱壁上，防溅板的左侧边沿位于出口的正下方且位于传送带右端的正上方，防溅板的右侧边沿固定在试验箱右侧箱壁上且高于防溅板的左侧边沿。

采用上述技术方案，本实用新型具有以下有益效果：本试验装置可通过一些列的机械动作将模拟煤层中的气水渣混合物分离出来，最终水由出水口流出，气体由试验箱顶部的瓦斯抽气口排出，煤渣由出渣口向外排出，具体的工作原理为：模拟气水渣混合物的煤层样品由混合物进口装入试验箱内，之后煤层样品内的气体由瓦斯抽气口向外排出，瓦斯抽气口处可连接抽气装置和集气装置，将煤层样品内的气体收集起来，煤层样品由混合物进口进入试验箱，首先煤层样品落在振动筛框上，煤层样品内的水透过筛网落至导流板上表面，由于导流板的右侧边沿高于左侧边沿，所以导流板呈倾斜设置，导流板上表面的水沿导流板向左侧流动并由出泥口向外排出；其次振动电机启动，振动电机带动凸轮转动，凸轮由于惯性左右带动振动筛框晃动，由于与振动筛网右侧连接的缓冲板的高度低于与振动筛网左侧连接的缓冲板的高度，所以振动筛网呈左高右低倾斜设置，在振动筛框晃动下，煤层样品的煤块破碎并散开，煤矿内的气体扩散出并由瓦斯抽气口向外排出，煤层样品接着又出口落至传送带的右端，驱动电机带动驱动辊转动，驱动辊带动传送带转动，传送带带动煤样继续向左移动，在移动的同时，由于导流板呈左低右高倾斜设置，所以导流板与传送带之间的距离从右至左逐渐减小，传送带上的煤层样品进一步挤压，煤层样品内的水分在挤压下流出并通过传送带上的透水孔流下，最终流至试验箱的底部，可由出水口向外排出；传送带上的煤样向左移动并由出渣口向外排出；最后通过一系列的机械运动，气水渣混合物的煤层样品内的气体、水以及煤渣分开，完成试验目的；

其中，防溅板用于防止煤层样品从振动筛框上的出口落至传送带的过程中，煤层样品溅出，落至试验箱其它地方。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、 “长度”、 “上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图1所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

如图1所示，本实用新型的煤层瓦斯抽采气水渣分离模拟试验装置，包括试验箱1，试验箱1的顶部左侧开设有混合物进口2，试验箱1的顶部右侧开设有瓦斯抽气口3，试验箱1内安装有振动筛分装置和输送煤渣装置，试验箱1的左侧箱壁从高到低依次设有出泥口4、出渣口5和出水口6；

振动筛分装置位于试验箱1上部，振动筛分装置包括振动筛框7和振动机构，振动筛框7的顶部通过拉伸弹簧23连接到试验箱1顶部，振动筛框7的左侧和右侧均通过复位弹簧8连接有缓冲板9，两个缓冲板9分别固定在试验箱1左侧箱壁和右侧箱壁上，左侧的缓冲板9高于右侧的缓冲板9，振动筛框7的底部设有筛网10，筛网10的右侧开设有出口11；振动机构包括振动电机12，振动电机12固定在筛网10的底部，振动电机12主轴键连接有凸轮14；

输送煤渣装置位于振动筛分装置的下方，输送煤渣装置的进渣口位于出口11的下方，输送煤渣装置通过斜板16与出渣口5连接，斜板16的前侧边沿和后侧边沿分别固定在试验箱1前侧箱壁和后侧箱壁上；

振动筛分装置与输送煤渣装置之间设有导流板17，导流板17的前侧边沿和后侧边沿分别固定在试验箱1的前侧箱壁和后侧箱壁上，导流板17位于筛网10的下方，导流板17的左侧边沿与出泥口4下边沿连接，导流板17的右侧边沿位于出口11的左侧，导流板17的右侧边沿高于导流板17的左侧边沿。

输送煤渣装置包括驱动辊18、从动辊19和驱动电机，驱动辊18和从动辊19沿左右方向并排转动连接在试验箱1内，驱动电机与驱动辊18传动连接，驱动辊18和从动辊19上设有传送带21，传送带21的左端位于出口11的正下方，传送带21上设有透水孔，斜板16的左侧边沿与出渣口5下边沿连接，斜板16的右侧边沿位于传送带21右端的正下方，斜板16的右侧边沿高于斜板16的左侧边沿。

试验箱1内设有防溅板22，防溅板22的前侧边沿和后侧边沿分别固定在试验箱1前侧箱壁和后侧箱壁上，防溅板22的左侧边沿位于出口11的正下方且位于传送带21右端的正上方，防溅板22的右侧边沿固定在试验箱1右侧箱壁上且高于防溅板22的左侧边沿。

本试验装置在进行模拟矿井煤层气水渣试验分离时，具体工作过称为：

首先取井下瓦斯抽采过程中得到的气水渣混合物作为试验用的煤层样品，然后将煤层样品由混合物进口2缓慢加入到试验箱1内，瓦斯抽气口连接有抽气装置和集气装置（图中未示意出来），抽气装置将试验箱内的气体由瓦斯抽采口向外抽到集气装置内，将煤层样品内的气体收集起来，煤层样品由混合物进口2进入试验箱1，首先煤层样品落在振动筛框7上，煤层样品内的水透过筛网10落至导流板17上表面，由于导流板17的右侧边沿高于左侧边沿，所以导流板17呈倾斜设置，导流板17上表面的水沿导流板17向左侧流动并由出泥口4向外排出；其次振动电机12启动，振动电机12带动凸轮14转动，凸轮14由于惯性左右带动振动筛框7晃动，由于与振动筛网10右侧连接的缓冲板9的高度低于与振动筛网10左侧连接的缓冲板9的高度，所以振动筛网10呈左高右低倾斜设置，在振动筛框7晃动下，煤层样品的煤块破碎并散开，煤矿内的气体扩散出并由瓦斯抽气口3向外排出，煤层样品接着又出口11落至传送带21的右端，驱动电机带动驱动辊18转动，驱动辊18带动传送带21转动，传送带21带动煤样继续向左移动，在移动的同时，由于导流板17呈左低右高倾斜设置，所以导流板17与传送带21之间的距离从右至左逐渐减小，传送带21上的煤层样品进一步挤压，煤层样品内的水分在挤压下流出并通过传送带21上的透水孔流下，最终流至试验箱1的底部，可由出水口6向外排出；传送带21上的煤样向左移动并由出渣口5向外排出；最后通过一系列的机械运动，气水渣混合物的煤层样品内的气体、水以及煤渣分开，完成试验目的。

本实施例并非对本实用新型的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的保护范围。