煤矿井下瓦斯治理技术的应用

1、煤矿井下瓦斯治理技术的应用1、概况瓦斯之害，骇人听闻，瓦斯治理，迫在眉睫。 煤矿井下瓦斯超限和瓦斯积聚频频发生，甚至有的煤矿井下还发生瓦 斯爆炸，严重地威胁着从业人员的生命安全和煤矿的安全生产。 所有煤矿井下都设有煤仓， 煤矿井下煤仓又称溜煤井或 “反井 ”。煤仓的 作用主要是储存、转载、缓冲煤量，是煤矿井下储运煤炭重要环节， 对实现煤炭产量的高产起到积极作用。一个小型矿井的井下煤仓数量 就设有38个，一个中大型矿井的井下煤仓数量达到 1020个，巨 型矿井的井下煤仓数量更多，所以在全国煤矿矿井中，井下煤仓的数 量之多可达上百万个。这些井下煤仓在储存、转载、缓冲煤量的过程 同时积聚着大量瓦斯，

2、其井下煤仓中的瓦斯浓度根据煤量、煤质的不 同可达到320%,瓦斯浓度大大超过煤矿安全规程规定。这么高 的瓦斯浓度遇见摩擦火花、 静电火花、杂散电流、 碰撞火花等等火种， 极易引起瓦斯爆炸。煤矿井下煤仓存在严重的安全隐患,也是重大危 险源,严重地威胁着从业人员的生命安全和煤矿井下的安全生产。 长期以来煤矿井下煤仓的瓦斯积聚问题一直是没有得到很好解决的重 大隐患和重大危险源,成为长期困扰煤矿安全生产的一大难题。 为了解决此类问题,传统的解决办法是在井下煤仓的上方巷道中安设 轴流式通风机稀释煤仓中的上部瓦斯,轴流式通风机也只能稀释煤仓上部35m处的瓦斯，对于2030m高度的井下煤仓的大部分瓦斯并不能

3、稀释、也无法解决。况且轴流式通风机排放的大量瓦斯在有人工 作的运煤巷中，因运煤巷中有机电设备和工作人员，稍有不慎就会造 成瓦斯爆炸事故或人员窒息死亡事故。轴流式通风机稀释煤仓中的瓦 斯给运煤巷中造成极大危害，危险危害因素依然存在。虽然这对解决井下煤仓的瓦斯超限起了一定的作用，但上述设备设施治理费用昂贵，且没有从根本上解决瓦斯积聚造成的隐患，仍然存在发生瓦斯爆炸事故的隐患，影响煤矿井下安全生产，可以说这些消极 的措施并没有从根本上解决瓦斯爆炸问题。为解决煤矿井下煤仓瓦斯积聚问题，消除重大安全隐患，消灭重大危 险源，煤炭行业的矿主和工程技术人员费尽心血而未解。煤矿井下煤仓瓦斯治理装置主要针对解决现

4、有煤矿井下煤仓存在的瓦 斯积聚而超标易造成瓦斯爆炸和治理费用昂贵的技术难点。2、井下煤仓瓦斯治理装置的研究与 换行设计煤矿井下煤仓瓦斯治理装置的目的是解决现有煤矿井下煤仓存在的瓦斯超标易造成瓦斯爆炸和治理费用昂贵的技术难点，并提供一种能治理煤矿井下煤仓瓦斯积聚和消除瓦斯且治理费用低的煤矿井下煤仓瓦 斯积聚治理装置。煤矿井下煤仓瓦斯治理装置为解决上述问题而采用的技术方案是：它 由一个或两个瓦斯分离器、瓦斯导风管、三叉排风器和焚风通风器组 成。瓦斯分离器设在煤矿井下煤仓的煤体中，三叉排风器设在煤仓上 方回风道中，焚风通风器设在煤仓下方，利用瓦斯导风管通往采区回 风道或主要回风道。它由煤仓瓦斯分离器

5、、瓦斯导风管、三叉排风器 和焚风通风器组成的整体综合装置。所述煤矿井下煤仓焚风通风器由焚风曲线体、 变线体、集风道等构成, 主要功能是形成强大的焚风效应，形成焚风风流进入瓦斯分离器，将 瓦斯分离器中的瓦斯带入瓦斯导风管，按所要求的方向再利用瓦斯导 风管将瓦斯排到煤矿井下煤仓以外的采区回风道或主要回风道。焚风 通风器设在煤矿井下煤仓下部。所述煤矿井下煤仓瓦斯分离器由筒体、瓦斯释放帽、瓦斯释放孔和把 捎构成，瓦斯释放帽设在筒体的体部，瓦斯释放孔和把捎均匀设在筒 体上。瓦斯分离器与焚风通风器和瓦斯导风管相连接，设在煤矿井下 煤仓仓中的侧壁上。所述煤矿井下煤仓瓦斯释放孔为矩形过滤孔、同心圆过滤孔和禁止

6、符 过滤孔；所述把捎为园缺形屋檐型，把捎位于瓦斯释放孔的上方，旨 在使煤（岩石）与瓦斯分离。所述煤矿井下煤仓瓦斯导风管为抗静电玻璃钢圆管。煤仓瓦斯导风管 与瓦斯分离器和三叉排风器相连接，设在煤矿井下煤仓上部的回风道 中的上方旁侧。所述煤矿井下煤仓三叉排风器为扇状四通抗静电玻璃钢筒体。三叉排 风器与瓦斯分离器由筒体或瓦斯导风管相连接，设在煤矿井下煤仓上 部的回风道中的上方旁侧。由于煤矿井下煤仓瓦斯治理装置采用了一个或两个瓦斯分离器、瓦斯 导风管、三叉排风器和焚风通风器组成的整体综合装置，能够降低煤 矿井下煤仓的全部瓦斯，彻底治理煤矿井下煤仓瓦斯积聚的问题，并 且治理费用低，经济效益好，具有治理瓦

7、斯彻底、节能环保、治理费 用低和经济效益好等优点。特别指出该装置是无噪音、无动力、无污 染的通风构造设施，纯属于环保节能型产品。3、施安全效果 下面结合实施作进一步的描述。如图 1 所示，本实施例中的煤矿井下煤仓瓦斯积聚治理装置的位置布 置结构示意图。其由煤矿井下煤仓焚风通风器、瓦斯分离器、瓦斯导 风管、三叉排风器、煤矿井下煤仓煤体、煤仓筒壁、煤仓底煤、煤仓 装煤器、煤仓溜煤口、煤仓上部回风巷、煤仓下部运输大巷构成。 煤矿井下煤仓瓦斯治理装置，采用了一个瓦斯分离器、瓦斯导风管、 三叉排风器和焚风通风器组成整体综合装置。煤矿井下煤仓焚风通风 器与瓦斯分离器、瓦斯导风管、三叉排风器和焚风通风器共同

8、组成一 个有机的整体，形成了整体综合装置，共同完成煤矿井下煤仓瓦斯稀 释任务。煤矿井下煤仓的煤体、筒壁、底煤、装煤器、溜煤口、煤仓上部回风 巷、煤仓下部运输大巷是煤矿井下煤仓重要组成部分，它们直接影响 着瓦斯治理效果。其效果是：煤矿井下煤仓煤体的多少决定着煤仓瓦 斯含量和瓦斯浓度大小；煤仓筒壁的质量决定着煤仓内瓦斯分离器的 安装质量；煤仓底煤多少决定着煤仓 换行 通风情况而影响瓦斯分离器 的作用；煤仓装煤器的型号功能影响瓦斯积聚程度；煤仓溜煤口大小 影响煤仓内瓦斯释放；煤仓上部回风巷的风量和断面大小决定着煤仓 上部瓦斯释放速度；煤仓下部运输大巷风量和断面大小决定着煤仓下 部风流速度即通风压力或

9、通风强度。这些煤仓构造直接影响着瓦斯治 理效果，都对煤仓内瓦斯浓度和瓦斯积聚的治理起到直接或间接作用。 如图 2 所示瓦斯分离器一端与瓦斯导风器或三叉排风器直接相连接， 另一端与焚风通风器相连接。瓦斯分离器的作用是把煤矿井下煤仓中 的煤炭与煤仓中积聚的瓦斯分离开来，分离后的瓦斯进入瓦斯分离器 通向瓦斯导风管排到煤仓以外的回风道，达到稀释中的瓦斯的目的。 三叉排风器为扇状四通抗静电玻璃钢筒体，三叉排风器与瓦斯导风管 相连接，三叉排风器设在采区回风道或主要回风道，三叉排风器 3 的 作用是保证瓦斯永远按要求的风流方向运动，防止风流方向逆转。 煤矿井下煤仓瓦斯积聚治理装置，它属于一种治理煤矿井下煤仓

10、瓦斯 的设备。主要是解决现有煤矿井下煤仓存在的瓦斯积聚而超标易造成 瓦斯爆炸和治理费用昂贵的技术难点。为解决上述问题而采用的技术 方案是：煤矿井下煤仓瓦斯积聚治理装置，它由一个或两个煤仓瓦斯 分离器、瓦斯导风管、三叉排风器和焚风通风器组成的整体综合装置， 能够降低煤矿井下煤仓的全部瓦斯，彻底治理采煤矿井下煤仓瓦斯积 聚的问题，并且治理费用低，节能环保，经济效益好。煤矿井下煤仓 瓦斯积聚治理装置，设在煤矿井下煤仓内和煤矿井下煤仓上方的回风 巷方向，利用瓦斯导风管通往采区回风巷或主要回风道。具有安全可 靠、经济实用、结构简单、管理方便、无需增加动力的构造设施；具 有技术先进、科学合理、治理瓦斯有效

11、、节能环保、治理费用低和经 济效益好等优点，从而达到煤矿井下安全生产的目的。 煤矿井下煤仓瓦斯积聚治理装置的防砸问题分析如下：1）、煤仓（反井）高度假如在1020m之间，采煤区绝大部分井下煤 仓在这个高度， 本实用新型煤矿井下煤仓瓦斯积聚治理装置比较适应， 溜煤中含矸石量的多少或矸石的大小对该装置有直接影响，矸石的重 力加速度对该装置冲击力是 G=mg= （120） X 9.8=（9.8196） N,矸 石的max冲击力为196N,该装置材质采用的受力为389468N。因此， 该装置能够承受矸石的冲击力，不会损害折断。如果连续撞击会造成 疲劳损伤而影响装置使用寿命，井下煤仓使用寿命最长是一年左

12、右， 该装置的材质使用寿命包括腐蚀可以保证一年。2）、煤仓高度假如在 2090m 之间，本实用新型煤矿井下煤仓瓦斯积 聚治理装置不太适应，容易造成大的弯曲和折损，但在采煤区由于地 压的影响井下煤仓（反井）很少设计这个高度。4、装置特点 总结煤矿井下煤仓瓦斯积聚治理装置，具有以下特点： 1、煤矿井下煤仓瓦斯积聚治理装置的技术发明属于国内首创，世界先 进，具有技术先进、科学合理，填补了我国煤矿井下煤仓瓦斯治理的 空白，2、煤矿井下煤仓瓦斯积聚治理装置的使用将有效的治理煤矿井 下煤仓瓦斯积聚问题。它的研制成功将对所有煤矿井下煤仓瓦斯治理 开辟一条新途径。 3、煤矿井下煤仓瓦斯积聚治理装置是安全、经济

13、、 永固的构造设施，一次安装，永久使用，经济实用。 4、煤矿井下煤仓 瓦斯积聚治理装置结构简单，管理方便，不需经常维修，简便易行， 无需专人操作，易于推广使用。 5、煤矿井下煤仓瓦斯积聚治理装置这 项新技术的成功运用到设计上将对我国大型煤矿井下煤仓瓦斯积聚治 理产生深远的意义。给以后大型煤矿井下煤仓设计提供了先进的新技 术。 6换行 、煤矿井下煤仓瓦斯治理装置开创了我国无动力治理瓦斯 新经验。7、煤矿井下煤仓瓦斯积聚治理装置安全可靠。 该装置是永固、 无动力的构造设施 ,以确保该系统的安全性。 8、煤矿井下煤仓瓦斯治理 装置，其经济效益巨大、社会效益具有深远、现实的意义。 9、特别指 出本实用新型煤矿井下煤仓瓦斯治理装置是：无噪音、无动力、无污 染的通风构造设施，纯属于环保节能型产品。5、用价值和意义 新装置填补了我国煤矿井下煤仓瓦斯治理的空白，开创了我国无动力 治理瓦斯新经验和先例，对所有煤矿井下煤仓瓦斯治理开辟了一条新 途径，为以后煤矿井下煤仓瓦斯治理设计提供了先进的新技术，实现 了煤矿井下煤仓瓦斯治理永久性的瓦斯治理。同时由于该系列装置