一种煤矿乏风及抽放瓦斯的掺混处理系统的制作方法_2

文档序号:9623684阅读:来源:国知局
有排空风机和进气阀;当蓄热式高温氧化装置停运后,通过闭环控制多功能阀、进气阀开启以及排空风机的启动,利用排空风机从大气中抽取空气依次吹扫多路混合气体输送管道、混合气体输送管道和乏风输送管道后,将管道内残留的瓦斯经通气管排入大气;或者当蓄热式高温氧化装置停运后,通过闭环控制进气阀开启及排空风机的启动,利用排空风机产生的负压从乏风引风罩抽取乏风吹扫混合气体输送管道后,将管道内残留的瓦斯经排空进气管排入大气;或者当蓄热式高温氧化装置停运后,通过闭环控制进气阀、多功能阀开启及排空风机的启动,从通气管抽取空气吹扫乏风输送管道和混合气体输送管道后,将管道内残留的瓦斯经排空进气管排入大气。瓦斯能够通过混合气体输送管道末端设有的抽风机向后排出,避免瓦斯回流。
[0024]作为上述技术方案的进一步改进,当蓄热式高温氧化装置停运后,通过闭环控制多功能阀开启后利用大气平衡乏风输送管道与抽放瓦斯连接管道内的压力。
[0025]作为上述技术方案的进一步改进,所述的掺混处理系统还包括烟囱,所述的烟囱通过设有的清洁气体输送管道与蓄热式高温氧化装置连通,用于将蓄热式高温氧化装置氧化处理产生的清洁气体排入大气;所述的清洁气体输送管道设有清洁气体阀,用于控制清洁气体输送管道的开闭。
[0026]作为上述技术方案的进一步改进,所述的掺混处理系统还包括蒸汽锅炉,所述的蒸汽锅炉和烟囱均通过设有的热风输送管道与蓄热式高温氧化装置连通,该蒸汽锅炉用于吸收蓄热式高温氧化装置产生的高温热风进行热能利用;所述的热风输送管道设有热风阀和热风旁通阀,所述的热风阀用于控制热风输送管道与蒸汽锅炉的通断,所述的热风旁通阀用于控制热风输送管道与烟囱的通断。
[0027]作为上述技术方案的进一步改进,所述的引风机内设有均压环,所述的均压环用于测量混合气体输送管道内的气体流量。
[0028]本发明的一种煤矿乏风及抽放瓦斯的掺混处理系统优点在于:
[0029]1、本发明的掺混处理系统能够将煤矿井中的乏风及抽放瓦斯进行安全采集、掺混与输送,为蓄热式高温氧化和燃料助燃等后续利用项目提供安全气源,最终将彻底氧化后生成的无污染的二氧化碳气体排放至大气环境中,起到了节能减排的作用;
[0030]2、将乏风引风罩和抽放瓦斯引风罩设计对大气永久排空,乏风及抽放瓦斯在保持自然排空状态下,一旦蓄热式高温氧化装置入口处的引风机停机,乏风烟道内负压消失,乏风和抽放瓦斯将沿原有方向排空,对煤矿通风系统和抽放系统正常运行没有任何影响,保证了煤矿井下生产的安全;
[0031]3、现有技术中的瓦斯抽放需要依靠水环栗输出正压将抽放瓦斯输送至掺混点,从而增加了水环栗的运行阻力和负担,而本发明由于引风机在乏风输送管道内形成负压主动采集抽放瓦斯,彻底摆脱对煤矿地面抽采栗站瓦斯水环栗正压输送的依赖,采集瓦斯时可减轻水环栗的运行阻力,对栗站正常运行没有任何影响;
[0032]4、利用压力传感器和激光式甲烷浓度监测器的监测结果对各管道的阀门进行闭环控制,从而实现气体流量、瓦斯浓度及负压的自动控制,保证掺混后的气体瓦斯浓度低于爆炸下限,优选为低于1.5%,为蓄热装置高温氧化和燃料助燃等后续利用项目提供安全气源。
【附图说明】
[0033]图1为本发明实施例一中的一种煤矿乏风及抽放瓦斯的掺混处理系统结构示意图。
[0034]图2为本发明实施例二中的一种煤矿乏风及抽放瓦斯的掺混处理系统结构示意图。
[0035]图3为本发明实施例三中的一种煤矿乏风及抽放瓦斯的掺混处理系统结构示意图。
[0036]图4为本发明实施例四中的一种煤矿乏风及抽放瓦斯的掺混处理系统结构示意图。
[0037]图5为本发明实施例五中的一种煤矿乏风及抽放瓦斯的掺混处理系统结构示意图。
[0038]图6为本发明实施例六中的一种煤矿乏风及抽放瓦斯的掺混处理系统结构示意图。
[0039]图7为本发明实施例六中设置于引风机内的均压环的结构示意图。
[0040]图8为本发明实施例七中的一种煤矿乏风及抽放瓦斯的掺混处理系统结构示意图。
[0041]图9为本发明实施例八中的一种煤矿乏风及抽放瓦斯的掺混处理系统结构示意图。
[0042]图10为本发明实施例八中示出的异形抽放瓦斯连接管道与乏风输送管道之间的连接关系图。
[0043]图11为本发明中的第一种异形抽放瓦斯连接管道结构示意图。
[0044]图12为本发明中的第二种异形抽放瓦斯连接管道结构示意图。
[0045]图13为本发明中的第三种异形抽放瓦斯连接管道结构示意图。
[0046]图14a为本发明中的第四种异形抽放瓦斯连接管道结构示意图。
[0047]图14b为图14a示出的第四种异形抽放瓦斯连接管道的径向截面视图。
[0048]图15a为本发明中的第五种异形抽放瓦斯连接管道结构示意图。
[0049]图15b为图15a示出的第五种异形抽放瓦斯连接管道的径向截面视图。
[0050]附图标记
[0051]1、煤矿地面抽采栗站2、抽放瓦斯排空管
[0052]3、抽放瓦斯引风罩4、抽放瓦斯连接管道
[0053]5、乏风扩散塔6、乏风引风罩
[0054]7a、乏风输送管道7b、混合气体输送管道
[0055]M、混合器8、导流板
[0056]9、静态掺混器10、除雾脱水装置
[0057]11、引风机12、蓄热式高温氧化装置
[0058]13、抑爆装置14、火焰传感器
[0059]15、抽放瓦斯调节阀16、乏风风源调节阀
[0060]17、压力传感器18、测量仪
[0061]19、甲烷浓度监测器20、隔离阀
[0062]21、排空阀22、排空风机
[0063]23、紧急排空管23b、排空进气管
[0064]24、进气阀25、多路混合气体输送管道
[0065]26、清洁气体输送管道27、烟囱
[0066]28、清洁气体阀29、热风阀
[0067]30、热风输送管道31、蒸汽锅炉
[0068]32、热风锅炉旁通阀33、温度传感器
[0069]34、压力调节阀35、空气进气管
[0070]36、均压环37、通气管
[0071]38、多功能阀39、汽轮机
[0072]40、发电机41、冷却设备
[0073]42、给水栗4*、异形抽放瓦斯连接管道
[0074]8*、异形导流板
【具体实施方式】
[0075]下面结合附图和实施例对本发明所述的一种煤矿乏风及抽放瓦斯的掺混处理系统进行详细说明。
[0076]实施例一
[0077]如图1所示,为本发明的一种煤矿乏风及低浓度抽放瓦斯的掺混处理系统,该掺混处理系统包括:乏风引风罩6、乏风输送管道7a、抽放瓦斯连接管道4、混合器M、混合气体输送管道7b、引风机11和蓄热式高温氧化装置12 ;所述乏风输送管道7a与乏风引风罩6连通,使得乏风由于负压吸取至乏风输送管道7a内;所述抽放瓦斯连接管道4的排气口与乏风输送管道7a连通,使得抽放瓦斯从抽放瓦斯连接管道4输入至乏风输送管道7a,与乏风输送管道7a内流动的乏风经混合器Μ混合均匀至甲烷体积浓度低于1.5% (优选数值为1.2% )后,通过混合气体输送管道7b输送至一个或以上蓄热式高温氧化装置12进行氧化处理。所述抽放瓦斯及乏风的输送动力来源于蓄热式高温氧化装置12上游设有的引风机11,该引风机11运行时在抽放瓦斯连接管道4、混合气体输送管道7b和乏风输送管道7a内产生负压。所述混合气体输送管道7b的进气口连接乏风输送管道7a,且在管道内设置有至少一台引风机11。
[0078]所述低浓度抽放瓦斯进入所述的乏风输送管道7a后,该低浓度抽放瓦斯被乏风迅速稀释并掺混均匀,使得甲烷浓度低于预设的数值,远低于甲烷爆炸极限。所述的混合器Μ是经过专业流场数值模拟特殊设计的。
[0079]基于上述结构的掺混处理系统,如图1所示,在本实施例中,该掺混处理系统还可包括:煤矿抽放瓦斯排空管2和抽放瓦斯引风罩3 ;所述抽放瓦斯排空管2为上下导通的筒体结构,其下端口与煤矿地面抽采栗站1连通;所述抽放瓦斯引风罩3为上下导通的罩体结构,该抽放瓦斯引风罩3的上端口直接与大气连通,其下端口与所述抽放瓦斯排空管2的上端口连通,所述抽放瓦斯引风罩3的侧壁开设有引风孔,该引风孔与所述抽放瓦斯连接管道4的进气口相连通。
[0080]所述抽放瓦斯连接管道4上设置有抑爆装置13,该抑爆装置13通过安装于抽放瓦斯连接管道4和抽放瓦斯引风罩3上的两组火焰传感器14进行爆炸监测。其中一组火焰传感器可安装在距抽放瓦斯引风罩3上端口小于5米范围内;另一组火焰传感器可安
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