专利名称：瓦斯抽采用的水、矸排放器及其工作方法
技术领域：
本发明涉及一种瓦斯抽采放水、排渣装置。
背景技术：
目前在高瓦斯矿井或瓦斯重点区，在顺槽钻场中施工钻孔，通过钻孔进行瓦斯抽采，达到治理瓦斯或者利用瓦斯的目的。在设计钻孔的施工高度内，如果存在含水层或因裂隙原因往往导致钻孔有水，当钻孔出水时，水中夹杂有矸石，导致瓦斯抽采管路容易被水、 矸堵塞，造成管路不畅，影响抽采效果。为了克服这一问题，CN201486589U(CN200920187033. 6)公开了一种煤矿瓦斯抽采管用自动放水器。该装置包括放水容器，所述放水容器顶部设有进水口，底部一侧设有出水口，其内设有液位传感器；所述进水口处设有T型三通式气动阀，T型三通式气动阀进气口和回气口分别连通着具有实现自动控制功能的电磁阀两个端口，所述电磁阀的第三个端口连通着压风管；所述液位传感器的无源输出触点和所述电磁阀通过导线与本安直流稳压电源线连接。这种装置虽然实现了无需专人看管，使用时在地面就能直观地观察到放水器是处于放水状态还是处于进水状态的目的，但是还存在缺陷由于采用负压自动放水，放水效果很不理想，一是放水量小；二是矸石和水不能分离，放水时，容易被钻孔内的碎矸石堵塞， 维修量较大；三是放水设施较复杂，现场使用极不方便。
发明内容
为了克服上述技术存在的缺陷，本发明提供一种放水量大、结构简单、不易堵塞的瓦斯抽采用的水矸排放器。术语说明顺槽钻场为尽量保证瓦斯抽采钻孔处于采煤工作面顶板的裂隙带内，由回采顺槽掘进一段水平巷道，该水平巷道就叫顺槽钻场。专门用于施工瓦斯抽采钻孔，安装瓦斯抽采管路和瓦斯监测系统。回采顺槽在回采工作面，用于通风、行人、运输和运料之用，并连通回采工作面两端安全出口的巷道。本发明的技术方案如下一种瓦斯抽采用的水矸排放器，它包括用于分离气、水、矸的分离器和置于分离器下部的放水器，分离器和放水器均为罐状容器；其中所述的分离器上部一侧设置1-4个与钻孔连接的管口，通过该管口与顺槽钻场内的钻孔接通；分离器顶部设有瓦斯抽气口和回气口 ；分离器下部一侧设有放水口 ；分离器底部设有排渣口 ；分离器壁外设有液位观察管；所述的放水器顶部设有与分离器放水口连接的进水口和与分离器回气口连接的出气阀门，放水器顶部还设有进气阀门、底部设有放水阀门。根据本发明优选的，分离器上部一侧设置4个钻孔连接管口，每个管口有控制阀门。根据本发明优选的，所述分离器上的液位观察管是在容器壁上焊接两根上下间距 0. 2-0. 4米的等长平行铜管，两铜管之间连接透明管，用作液位观察。根据本发明优选的，所述气水分离器容器底部设有可拆卸底盘，作为排渣口。根据本发明优选的，放水器为长径比为4 1的卧式布置的两端封闭的钢管。根据本发明优选的，所述放水器容积大于分离器容积。一步优选的，所述放水器容积为分离器容积的2-4倍。本发明综合考虑抽采高负压和连通器的特点，将分离器和放水器放在回采顺槽内，将分离器的放水口与放水器进水口连接，使钻孔内的水由放水器放出，再通过分离器的排渣口将矸石渣排出。本发明为防止水、岩渣等堵塞抽采管路或因管路有水增加抽采阻力，降低抽采效果，提前在钻孔处实施气水分离和排渣，然后将水通过放水器将水放掉，水效果好，经过实际生产使用证明效果非常好。同时将汽、分离、放水、排渣一体化设计，使构造更加简单，投资少。
图1是本发明实施例的结构示意图。图中1-瓦斯抽气口，2-钻孔接口，3-放水口，4-气、水、矸分离器，5-排渣口， 6-回气口，7-液位观察管，8-放水器，9-进水口，10-出气阀门，11-进气阀门，12-放水阀门。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明做进一步说明。如图1所示，本发明包括气、水、矸分离器4和放水器8 ；分离器4和放水器8均为罐状容器，其中所述的分离器4的底端高于放水器5的顶部，分离器4上部一侧设置有1-4个钻孔接口 2，通过钻孔接口 2与顺槽钻场内的钻孔接通；分离器4顶部设有瓦斯抽气口 1和回气口 6 ；分离器4下部一侧设有放水口 3 ；分离器4底部设有排渣口 5 ；分离器4壁外设有液位观察管7 ；所述的放水器8顶部设有与分离器放水口 3连接的进水口 9和与分离器回气口 6 连接的出气阀门10，放水器8顶部还设有进气阀门11，放水器8底部设有放水阀门12。具体实施时，分离器4罐体选用Φ 273mm、高0.6m，的钢圆柱形容器；液位观察管7 选用长0. 05m、Φ 2mm铜管；放水器8罐体采用长1. 0m、Φ 250mm的钢管制作；放水器的容积是分离器容积的3倍；连通分离器4与放水器8的放水管是管壁内设有钢丝骨架的橡胶软管，该软管最大承受SOKpa的负压(河北省景县海马胶管厂产)。本发明工作方法是第一步在顺槽钻场瓦斯抽采钻孔处安装连接气、水、矸分离器4和放水器8，气水矸分离器4与放水器8通过回气口 6和出气阀门10间的高压胶管、以及放水口 3和进水口 9间的高压胶管连接后形成连通管；
第二步将抽采钻孔中夹杂有水、矸的瓦斯气通过钻孔接口 2引入到分离器4内， 气的速度放慢，瓦斯气在负压状态下，从上部瓦斯抽气口 1内抽走，水和矸进一步沉淀分离，矸留在分离器4底部从排渣口 5放出，水从分离器4的放水口 3进入放水器8 ；第三步当液位观察管7内水位达到1/3时，关闭放水器进水口 9阀门和出气阀门 10，打开进气阀门11和放水阀门12，进行放水；放水完毕后，再关闭进气阀门11和放水阀门12，打开放水器进水口 9阀门和出气阀门10进行下一循环。当放水时打开进气阀门11，消除容器内的负压状态，使水更加容易流出。本实施例在山东省德州市赵官煤矿的1703东采煤工作面顺槽钻场内使用，用于瓦斯抽采顺槽钻场钻孔放水、排渣3个月，没有发生钻孔水堵塞抽采管路的问题，工作面瓦斯抽采率平均达到55%。而使用传统瓦斯抽采管路负压自动放水器，平均每2天就要检修 1次，影响了瓦斯的治理，工作面瓦斯抽采率平均40%。这样，使用高位钻场全自动溢水装置比瓦斯抽采管路负压自动放水器比较，抽采率提高了 15%。
权利要求
1.一种瓦斯抽采用的水、矸排放器，其特征在于，它包括用于分离气、水、矸的分离器和置于分离器下部的放水器，分离器和放水器均为罐状容器；其中所述的分离器上部一侧设置1-4个与钻孔连接的管口，通过该管口与顺槽钻场内的钻孔接通；分离器顶部设有瓦斯抽气口和回气口 ；分离器下部一侧设有放水口 ；分离器底部设有排渣口 ；分离器壁外设有液位观察管；所述的放水器顶部设有与分离器放水口连接的进水口和与分离器回气口连接的出气阀门，放水器顶部还设有进气阀门、底部设有放水阀门。
2.如权利要求1所述的水、矸排放器，其特征在于，所述的分离器上部一侧设置四个钻孔连接管口，每个管口上设有控制阀门。
3.如权利要求1所述的水、矸排放器，其特征在于，所述分离器上的液位观察管是在容器壁上焊接两根上下间距0. 2-0. 4米的等长平行铜管，两铜管之间连接透明管，用作液位观察。
4.如权利要求1所述的水、矸排放器，其特征在于，所述的排渣口气是设置在水分离器容器底部的可拆卸底盘。
5.如权利要求1所述的水、矸排放器，其特征在于，所述的放水器为长径比为4 1的卧式布置的两端封闭的钢管。
6.如权利要求1所述的水、矸排放器，其特征在于，所述的放水器容积为分离器容积的 2-4 倍。
7.—种如权利要求1-6任一所述的水、矸排放器的工作方法，其特征在于，步骤如下第一步在顺槽钻场瓦斯抽采钻孔处安装连接气、水、矸分离器和放水器，气水矸分离器与放水器通过回气口和出气阀门间的高压胶管、以及放水口和进水口间的高压胶管连接后形成连通管；第二步将抽采钻孔中夹杂有水、矸的瓦斯气通过钻孔接口引入到分离器内，气的速度放慢，瓦斯气在负压状态下，从上部瓦斯抽气口内抽走，水和矸进一步沉淀分离，矸留在分离器底部从排渣口放出，水从分离器的放水口进入放水器；第三步当液位观察管内水位达到1/3时，关闭放水器进水口阀门和出气阀门，打开进气阀门和放水阀门，进行放水；放水完毕后，再关闭进气阀门和放水阀门，打开放水器进水口阀门和出气阀门进行下一循环。
全文摘要
本发明公开了一种瓦斯抽采用的水、矸排放器及其工作方法，它包括用于分离气、水、矸的分离器和置于分离器下部的放水器，分离器和放水器均为罐状容器；分离器上部一侧设置与钻孔连接的管口，顶部设有瓦斯抽气口和回气口，下部一侧设有放水口，分离器底部设有排渣口，分离器壁外设有液位观察管；所述的放水器顶部设有与分离器放水口连接的进水口和与分离器回气口连接的出气阀门，顶部还设有进气阀门、底部设有放水阀门。本发明经过实际生产使用证明效果非常好。同时将汽、分离、放水、排渣一体化设计，使构造更加简单，投资少。
文档编号E21F7/00GK102493834SQ20111038800
公开日2012年6月13日 申请日期2011年11月29日 优先权日2011年11月29日
发明者何希霖, 刘万杰, 刘永禄, 孙通, 王旺旺, 谢亚飞 申请人:山东新矿赵官能源有限责任公司