专利名称：一种煤矿老空放水有害气体水气分离装置的制作方法
技术领域：
本发明属于水气分离装置技术领域，具体涉及一种煤矿老空放水有害气体水气分离装置，其针对煤矿老空水中含有的大量有毒有害气体，探放水时对其进行水气分离的装置。
背景技术：
目前，不少煤矿面临老空水下开采问题，而防治老空水最直接最有效的方法是探放老空水。探放老空水过程中，老空区内的ch4、H2S、CO等有毒有害气体会经钻孔水流一起排出，如果直接将钻孔老空水排至排水点，将可能造成排水点有害气体超限，给矿井安全生产带来威胁。老空区内积存大量的有毒有害气体，在密闭的环境中，老空区积水中的有害气体含量会随着时间不断增加，而随着老空水经钻孔的不断排出，钻孔水中的有害气体在排水点不断释放，造成排水点水仓处有害气体浓度不断增加；同时在排放老空水时，会不断出现老空区有害气团随着钻孔水一起排出的现象，进一步增加了有毒有害气体的排出。此外，钻孔老空水中有害气体的释放与有害气团的排出会造成排水点水仓局部有害气体浓度超限，增加了排水点水仓的调风难度，还可能造成在排水点附近的工人有毒有害气体中毒，严重时会造成人员伤亡等瓦斯事故。
发明内容
本发明目的在于提供一种煤矿老空放水有害气体水气分离装置，该装置能更好地解决老空水钻孔排放过程中有毒有害气体水气分离的问题。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案
一种煤矿老空放水有害气体水气分离装置，包括缸体，所述缸体上端设有进水管，下端设有出水管，其中，所述缸体上端还设有排气管，排气管所在的管路上设有气动闸阀。较好的，所述缸体上端与气动闸阀相连接的管路上还设有四通阀，四通阀分别连接气压表和压气管。进一步的，所述进水管、出水管和压气管所在的管路上均设有闸阀和可拆卸螺纹连接头；所述缸体上端与四通阀之间的管路上设有闸阀和可拆卸螺纹连接头。所述缸体还设有水位标尺，便于实时监测缸体内的水位。在本发明所述的水气分离装置中，排气管所在的管路上设置一个气动闸阀，目的在于随着探放老空水钻孔内水流不断向缸体内流入，缸体内老空水中游离的有害气体气团与吸附的有害气体不断释放积聚，引起缸体内的气压不断升高，当有害气体气压值达到并超过气动闸阀设定的阈值时，气动闸阀将自动打开排气卸压，将缸体内的有害气体排放至指定位置，卸压后的气动闸阀又会自动关闭，以此来实现老空水中有害气体水气分离过程的持续进行。此外，本发明装置还设有气压表和压气管，目的在于能够时刻观察缸体内有害气体的压力，当有排水高度要求且缸体内的气压值不能满足把缸体内的水排至所需高度处时，可通过压气管压入空气来保证缸体内的气压值始终大于将缸体内水气分离后的老空水排至所需高度处的最低气压值，但远小于气动闸阀的阈值，以此来实现老空水水气分离的过程，同时通过缸体内的气体压力不断地将水气分离后的老空水排至所需高度处的水仓。本发明所述的水气分离装置，依据对水气分离后的钻孔老空水是否有排水高度要求，通过使用压气管调节缸体内的气体压力，来实现在水封的密闭缸体环境中以气压将水排至所需高度处的目的。设置的可拆卸螺纹连接头，便于连接不同探放水钻孔孔径的管路。设置的水位标尺与闸阀，便于能够时刻观察缸体内的水位高度，通过调节缸体外的闸阀来保证缸体内的水位处于某一合理范围的高度(一般以不超过缸体高度的2/3为宜)，以实现老空水水气分离全过程的持续进行。本发明水气分离装置能更好地解决老空水钻孔排放过程中有毒有害气体水气分离的问题，而且还能利用水气分离后积聚的有害气体气压将分离后的老空水排至一定的高度。该水气分离装置具有使用过程简单，安全可靠，功能多样，应用范围广，适应性强等优点。
图1为本发明所述煤矿老空放水有害气体水气分离装置的结构示意图。
具体实施例方式以下通过具体实施例对本发明做进一步说明，但本发明的保护范围不限于此。如图1所示，一种煤矿老空放水有害气体水气分离装置，包括缸体1，所述缸体I上端设有进水管7，下端设有出水管9，其中，所述缸体I上端还设有排气管10，排气管10所在的管路上设有气动闸阀5。所述缸体I上端与气动闸阀5相连接的管路上还设有四通阀11，四通阀11分别连接气压表4和压气管8。所述进水管7、出水管9和压气管8所在的管路上均设有闸阀3和可拆卸螺纹连接头2 ;所述缸体I上端与四通阀11之间的管路上设有闸阀3和可拆卸螺纹连接头2。所述缸体I还设有水位标尺6。下面对本发明水气分离装置的原理进行详细的描述
I)当钻孔水经进水管7流入缸体I后，关闭出水管9的闸阀3，使得缸体I内储存的老空水水位不断上升，当水位标尺6的水位上升至约2/3高度时，打开出水管9的闸阀3使缸体I内水气分离后的老空水经出水管9排至附近的排水仓处(此时排水无高度差)。随着流经缸体I内的钻孔老空水量不断增加，在缸体I内老空水释放的有毒有害气体量不断增多，在水封的密闭容器中，缸体I内水面上有害气体气压值不断升高，当缸体I内的有害气体压力值达到并超过气动闸阀5设定的阈值时，气动闸阀5将自动打开，缸体I内积聚的有害气体将通过排气管10排至指定地点(正常情况下，排气管10的闸阀3始终处于打开状态。在无排水高度差的情况下，压气管8所在管路的闸阀3始终处于关闭状态)，随着缸体I内有害气体的排出气压值将降低，此时气动闸阀5又将自动关闭，实现老空水水气自动分离的全过程。至此，往复循环这种自动的水气分离过程，该水气分离过程简单可靠，能够实现持续性水气自动分离。2)当钻孔水经进水管7流入缸体I后，关闭出水管9的闸阀3，使得缸体I内储存的老空水水位不断上升，当水位标尺6中水位上升至中上部合理范围内时，打开压气管8的闸阀3，同时打开出水管9的闸阀3 (正常情况下，排气管10的闸阀3始终处于打开状态)，利用压气管8将压缩空气加入到缸体I中，增加缸体I中的气体压力，当气压表4的气压值大于将缸体I中水气分离后的老空水排至较高处排水仓所需的最低压力但小于气动闸阀5的设定阈值压力时(如以排水高度差20m为例，则缸体I中的气压需大于O. 2MPa但小于气动闸阀5的设定阈值压力)，停止向缸体I中压气，并关闭压气管8的闸阀3，此时缸体I中液面上的气体压力已能够满足有高差的排水需求(此时排水有高差)，随着流经缸体I内的钻孔老空水量不断增加，在缸体I内老空水释放的有毒有害气体量不断增多，在该水封的密闭容器中，缸体I内水面上有害气体气压值不断升高，当缸体I内的有害气体压力值达到并超过气动闸阀5的设定阈值时，气动闸阀5将自动打开，缸体I内聚集的有害气体将通过排气管10排至指定地点，随着缸体I内有害气体的排出气压值将降低，此时气动闸阀5又将自动关闭，实现老空放水有害气体水气自动分离的全过程。至此，往复循环这种自动的水气分离过程，该过程既能实现有害气体的水气分离，又能利用积聚的气压将分离后的水体排至一定高度处，该装置简单可靠，功能多样，能够实现自动化分离，持续分离性强。综上可见，使用本发明水气分离装置，可以有效解决井下探放老空水过程中钻孔水排放时有毒有害气体无法分离的问题，并能很好地解决将钻孔水经管路(无需排水泵)直接排至所需高度处的排水问题，从而实现安全经济排水的目的。同时本发明装置操作使用过程简单方便，安全可靠性高，功能多样，能够自动实现水气分离的过程，水气分离过程持续性强；此外，装置中设置的螺纹连接头可以使该装置能够与不同直径的钻孔管路连接，应用范围广，适应性强，也为井下的安全生产带来了方便与安全保障。
权利要求
1.一种煤矿老空放水 有害气体水气分离装置，包括缸体，所述缸体上端设有进水管，下端设有出水管，其特征在于，所述缸体上端还设有排气管，排气管所在的管路上设有气动闸阀。
2.如权利要求1所述的煤矿老空放水有害气体水气分离装置，其特征在于，所述缸体上端与气动闸阀相连接的管路上还设有四通阀，四通阀分别连接气压表和压气管。
3.如权利要求2所述的煤矿老空放水有害气体水气分离装置，其特征在于，所述进水管、出水管和压气管所在的管路上均设有闸阀和可拆卸螺纹连接头；所述缸体上端与四通阀之间的管路上设有闸阀和可拆卸螺纹连接头。
4.如权利要求3所述的煤矿老空放水有害气体水气分离装置，其特征在于，所述缸体设有水位标尺。
全文摘要
本发明涉及一种煤矿老空放水有害气体水气分离装置，包括缸体，所述缸体上端设有进水管，下端设有出水管，其中，所述缸体上端还设有排气管，排气管所在的管路上设有气动闸阀。所述缸体上端与气动闸阀相连接的管路上还设有四通阀，四通阀分别连接气压表和压气管。本发明水气分离装置能更好地解决老空水钻孔排放过程中有毒有害气体水气分离的问题，而且还能利用水气分离后积聚的有害气体气压将分离后的老空水排至一定的高度。该水气分离装置具有使用过程简单，安全可靠，功能多样，应用范围广，适应性强等优点。
文档编号B01D19/00GK103071317SQ201310031398
公开日2013年5月1日 申请日期2013年1月28日 优先权日2013年1月28日
发明者李化敏, 王文, 于斌全, 王桂生, 黄祖军, 高翔 申请人:河南理工大学, 山西煤炭进出口集团左权鑫顺煤业有限公司