新型放水、除渣器在抽采管网系统中的应用

新型放水、除渣器在抽采管网系统中的应用

张尧尚张建珍徐健项国权徐其亚

山西中阳华润联盛苏村煤业有限公司，山西中阳033400

摘要:放水器是煤矿瓦斯抽放系统不可缺少的放水装置，负压自动放水器结构主要由进水管、压力平衡管、浮漂、外筒、导向管、密封球、阀座等组成，根据其安装场所可分为：正压放水器、负压放水器，负压放水器根据操作方式可分为：负压手动放水器、负压自动放水器；根据用途又分为：负压自动放水器、负压排渣放水器、负压气阀式放水器等。目前国内抽采管网系统中所安装的自动放水器、手工放水器的形式大多存在一个关键的缺点就是不能彻底、有效的将管路内淤泥、积水清除。

关键词:放水器、除渣器；抽采管路；创新

抽采管网系统所需的除渣器、放水器一般都是从厂家直接购买的成品，这种放水及除渣器接头为二吋接头，当管路中水流过时，无法一次性全部流入放水器中，剩余部分水会继续沿着管路瓦斯流动，从而影响抽采流量，降低抽采效果。

1创造背景

我矿10201工作面前期抽采管网系统所需的除渣器、放水器全部都是从厂家购买，按照标准10201工作面管网系统共需要自动放水器10个，除渣器20个，单个成本为1万元左右，安装完成至少需要30×1万元/个=30万元。

2创造过程

2.1新型抽采主干管放水、除渣器初步模型

通过对厂家提供的放水器原理的研究及实际应用效果分析[1]，我队自行设计新型放水、除渣为一体的放水器。选用的材料为我矿废旧的直径0.8m烟囱进行制作，连接口径为抽采管路直径，当抽采钻孔的水和渣进入抽采管路后会全部储存在此装置中，从实际应用效果来看放水、除渣效果提高了60％。（附设计图2-1及安装图2-2）

2.2主干管放水、除渣器首次功能改进[2]

在实际应用中发现，每次放水、除渣需要进行停泵才能操作，不但影响了瓦斯抽采效果，而且也对工作面正常工作造成了安全隐患，所以针对此缺点，我队重新进行设计，改造成不需停泵即可进行放水、除渣作业的装置。

2.3主干管放水、除渣器应用、推广

根据此项成果，我队将其应用于煤壁预抽钻孔，每个钻孔孔口处设置一个小型放水器，这样从源头上将钻孔内的水全部控制住，彻底解决了主管路内进水的问题。目前一共使用近50个小型放水器，放水效果显著。

2.4主干管放水、除渣器二次功能改进[3]

首先在体积上，这种设计直径0.8m。高1.5m（加腿则2.0m），当工作面超前单体超过钻场后再进行回撤放水器就会因为体积的原因无法顺利从钻场内撤出；其次在重量上，每个放水器重量在300-350斤，每个蝶阀150斤，因此每次安装和回撤都需要四个人同时进行操作，略显不便；从制作成本上，此放水器原材料为废旧的锅炉烟囱，所以制作出来需要两个人两个班才能制作完成；通过在使用中的不断总结，首先我们改进了放水器是由人工控制阀门的缺点，利用压力差的原理实现自动放水，在工作面大气压约为97KPa，抽采管路负压约为30KPa，因此根据压强公式[4]，当放水器内水对DN300的法兰盘的压力超过（97+30）×1000×0.083=10530N时，即可实现自动放水，再根据：水的密度可以计算出，当放水器内水的体积达到1m³时就可以直接冲开封堵阀门进行自动放水。

3效益分析

由于此项设计只需要投入人工加工费用，所以需投入：2人/天×2天/个×30天×200元/人=2.4万元。所以共节约费用：30万元-2.4万元=27.6万元。而其对于解决抽采管网系统排水、排渣所产生的积极作用是更加可贵的。

4结语

总而言之，要保障煤矿工作的顺利开展，安全与生产便是首要任务，而创造良好的安全作业环境就是重中之重，对于高瓦斯矿井而言，切实治理好井下作业场所瓦斯情况就是保障安全生产工作的有力支撑。通过对放水、除渣器的创新对于瓦斯治理工作起到了至关重要的作用，也为此方面的工作提供了更多参考，相信在广大学者的共同研讨下必然会推动我国煤矿瓦斯治理工作的进一步提高。

参考文献

[1]孟繁金，王素枝，新光法．连续式负压自动放水器的研制［J］．煤矿机电，2010（15）：70－72．

[2]段平平．瓦斯抽采管路自动放水器的改进应用］．中小企业管理与科技：上句刊，2011（12）：144

[3]余天明．自动放水器在瓦斯抽放系统中的应用与改造［J］．煤矿现代化，2010（1）：72－73.

[4]哈尔滨工程大学理论力学教研室．理论力学［M．北京：高等教育出版社，2002.