均压循环矿井瓦斯抽采系统技术方案

本实用新型专利技术均压循环瓦斯抽采系统的目的，是除去现有矿井瓦斯抽采系统所产瓦斯和空气的混合气中的空气。本实用新型专利技术为现有矿井瓦斯抽采系统中，钻场煤巷增建均压密闭墙组合、地面瓦斯抽采泵出气口增建连接钻场煤巷的循环瓦斯注气井。钻场煤巷连续注入体积等于其漏入瓦斯抽采煤孔的气体体积的混合气。钻场煤巷内留存的空气被地面瓦斯抽采泵连续排出至消失。本实用新型专利技术适用于所有煤矿。

Coal mine gas extraction system with pressure sharing cycle

The purpose of the utility model is to remove the air in the mixture of gas and air produced by the existing mine gas extraction system. The utility model provides a circulating gas injection well for the existing coal mine gas drainage system, which is added to the drilling roadway and coal roadway, and the outlet of the surface gas drainage pump is added to the coal roadway. The volume of continuous injection of the coal roadway in the drilling field is equal to the gas volume of the gas that has been leaked into the gas extraction hole. The air retained in the coal lane of the drilling field is continuously discharged to the disappearance by the ground gas pumping pump. The utility model is suitable for all coal mines.

【技术实现步骤摘要】
均压循环矿井瓦斯抽采系统
本专利技术涉及开采煤层所含瓦斯(一种天然气)，属采矿技术。
技术介绍
现有矿井瓦斯抽采技术，为自生产煤炭的矿井通风巷道，于煤层施工几百米长的瓦斯抽采煤孔，煤孔孔口内插入瓦斯抽采管，孔壁与管之间的空隙充满封堵材料。瓦斯抽采管依次连接矿井通风巷道内的瓦斯抽采收集运输管道、地面瓦斯抽采泵、地面瓦斯储柜、瓦斯用户管道。开启地面瓦斯抽采泵，煤层瓦斯和矿井通风巷道的空气，同时流经煤层内不同的原生裂隙，被抽入瓦斯抽采煤孔，形成混合气。混合气流经瓦斯抽采管、矿井瓦斯抽采收集运输管道、地面瓦斯抽采泵、地面瓦斯储柜、瓦斯用户管道。现有技术的问题是，需建设混合气加压液化分离工厂，混合气中的氧气和氮气先液化，才能制成瓦斯。
技术实现思路
本专利技术均压循环矿井瓦斯抽采系统的目的，是矿井瓦斯抽采技术直接除去混合气内的空气，生产瓦斯。实施本专利技术，矿井通风巷道、施工煤层中瓦斯抽采煤孔时摆放钻孔机的钻场煤巷、由钻场煤巷施工的瓦斯抽采煤孔依次连接。瓦斯抽采煤孔孔口处插入瓦斯抽采管，管与瓦斯抽采煤孔壁之间的空隙充满填充物将孔封闭。钻场煤巷内其与矿井通风巷道连接处有均压密闭墙，矿井通风巷道内有监测钻场煤巷和矿井通风巷道内气体压力的监测设备及压力数据传输设施。均压密闭墙、气压监测设备称为均压密闭墙组合。瓦斯抽采管依次连接钻场内的瓦斯抽采运输管道、瓦斯抽采运输井、地面瓦斯抽采管道、地面瓦斯抽采泵、地面瓦斯储柜、带有流量调控阀门的循环瓦斯管道、循环瓦斯注气井、钻场煤巷、煤层内原生裂隙、瓦斯抽采煤孔，加上均压密闭墙组合，构成均压循环矿井瓦斯抽采系统，该系统与矿井通风巷道之间的气体交换通道，为均压密闭墙周边岩(煤)层内的原生裂隙。地面瓦斯储柜连接瓦斯用户管道。实施本专利技术，开启地面瓦斯抽采泵前，均压循环矿井瓦斯抽采系统内的气压与矿井通风巷道内气压相等，之间没有气体交换。开启地面瓦斯抽采泵，其进气口及其连通的从地面瓦斯抽采管道到瓦斯抽采煤孔的组件中的气体压力，均为小于矿井通风巷道内气压的负压，而煤层所含瓦斯和钻场煤巷内的留存空气的气压，均为大于或等于矿井通风巷道内气压的正压。因而，在压差作用下，煤层所含瓦斯和钻场煤巷内的空气，同时沿不同的煤层原生裂隙，被抽入瓦斯抽采煤孔，形成混合气。混合气流经瓦斯抽采管进入均压循环矿井瓦斯抽采系统，该系统中地面瓦斯抽采泵出气口及其连接的地面瓦斯储柜的气压均为大于矿井通风巷道内，气压的正压。在地面瓦斯储柜人员操作各阀门，使体积相当煤层瓦斯进入瓦斯抽采煤孔的混合气，进入瓦斯用户管道；使体积相当钻场煤巷流至瓦斯抽采煤孔的混合气，进入地面循环瓦斯管道，被注入钻场煤巷。人员微调循环瓦斯管道上的流量调控阀门，使矿井通风巷道内的气压监测设备显示矿井通风巷道内气压等于钻场煤巷气压，则向钻场煤巷连续注入混合气的体积补偿钻场煤巷流出气体的体积，钻场煤巷内的气体体积不变、气压不变，矿井通风巷道和钻场煤巷之间，停止气体交换。地面瓦斯储柜内的混合气，连续进入用户瓦斯管道，钻场煤巷留存的空气被连续移出均压循环矿井瓦斯抽采系统，使均压循环矿井瓦斯抽采系统内的空气连续减少至消失，均压循环矿井瓦斯抽采系统内和瓦斯用户管道内均为瓦斯流动。实施本专利技术，为使注入钻场煤巷的循环瓦斯分布均匀，有沿钻场煤巷全长的循环瓦斯注气管连接循环瓦斯注气井，该管有均匀分布的循环瓦斯出气孔。实施本专利技术，为尽量利用现有矿井的巷道，可钻场煤巷内的瓦斯抽采收集运输管道，穿过均压密闭墙通达矿井通风巷道后，沿矿井通风巷道通达地面，依次连接地面瓦斯抽采管道、地面瓦斯抽采泵。实施本专利技术，可钻场煤巷内的循环瓦斯注气管，穿过均压密闭墙通达矿井通风巷后，沿矿井通风巷道通达地面，连接地面循环瓦斯管道。实施本专利技术，注入钻场煤巷的混合气含少量空气。为缩短钻场煤巷内留存空气的排尽时间，可人员在地面关闭地面循环瓦斯管道和地面瓦斯储柜的连接，地面循环瓦斯管连接地面燃料气体瓦斯或煤层气、天然气管道，向钻场煤巷内注入燃料气体。待钻场煤巷内留存的空气被抽尽后，关闭燃料气体阀门，开启地面循环瓦斯管道与地面瓦斯储柜的开关，回复均压循环矿井瓦斯抽采系统。实施本专利技术，还可省去地面瓦斯储柜，地面瓦斯抽采泵的出气口直接连接地面循环瓦斯管道和瓦斯用户管道。实施本专利技术，为减少钻场煤巷内的留存空气，循环密闭墙插进连接矿井通风巷道内慢速抽风机的排气管。密封墙再插进与钻场煤巷等长的燃料气体注气管。开启慢速抽风机，人员调控注气管和排气管内的流量相等，钻场煤巷内形成燃料气体柱跟随留存空气柱的气流，使钻场煤巷内的留存空气被燃料气体置换。实施本专利技术，可矿井通风巷道内的气压监测设备自动操控地面循环瓦斯管道上的流量调控阀门。流量调控阀门采用自动控制的电磁阀门。矿井通风巷道内的气压监测设备为U形管，其1个立管连接穿过均压密闭墙通达钻场煤巷的空心管。U管内装入水银，开启地面瓦斯抽采泵前，均压密闭墙两侧巷道内气压相等，U形管两个立管内的水银柱高度相等。在每个立管上部有2条电流导线各连接1个悬挂的金属棒，棒端靠近水银液面。启动地面瓦斯抽采泵后，如连通钻场煤巷的U形管立柱内水银液面上升，触碰2个金属棒，即表明钻场煤巷注入的循环瓦斯少于其排出的气体而气压降低。此时其电流导线导通，电流发出电磁阀门增加循环瓦斯流量的指令，电磁阀自动执行。反之，如U形管的另一个立管内水银液面升高触碰悬挂的2个金属棒，则表明钻场煤巷内注入的循环瓦斯，超过钻场煤巷排出的气体，导通的电流发出电磁阀门减少流量的指令并自动实施。也可以U形管内放置水，水面上有浮漂，浮漂顶部为金属盖。也可以U形管内放置水，水中加入导电的电触质。本专利技术的优点：矿井瓦斯抽采系统自动排除混合气内的空气，省去建混合气高压液化分离工厂的投资与成本。附图说明图1现有矿井瓦斯抽采系统中瓦斯抽采煤孔布置图图中，1为煤层，2为矿井通风巷道，3为置放钻孔机的钻场煤巷，4为瓦斯抽采煤孔，5为生产煤炭的人员作业面，6为煤层上方岩层塌落的石块。地面得空气，从1条矿井通风巷道2流入，经人员作业面1再进入另1条矿井通风巷道流回地面。图2现有矿井瓦斯抽采系统中瓦斯抽采煤孔结构图图中，2为矿井通风巷道，4为瓦斯抽采煤孔，7为瓦斯抽采管，8为与矿进通风巷道等长、连接地面瓦斯抽采泵的矿井瓦斯抽采收集运输管道，9为瓦斯抽采管与瓦斯抽采煤孔壁之间的填充材料，10为煤层内原生的裂隙。瓦斯抽采管连接矿井瓦斯收集抽采运输管道。图中剪头表示气流方向。图3均压循环矿井瓦斯抽采系统图图中剪头：气体流动方向21：地面。1：煤层。2：矿井通风巷道。连接矿井井筒，由矿井通风巷道施工钻场煤巷3。其内空气压力为1个大气压。3：钻场煤巷。由其施工多个煤层内的瓦斯抽采煤孔4，本图只画1个。4：瓦斯抽采煤孔。7：瓦斯抽采管。8：矿井瓦斯抽采收集运输管道.连接钻场煤巷内的多个瓦斯抽采煤孔的瓦斯抽采管。9：瓦斯抽采管与瓦斯抽采煤孔孔壁之间的空隙所充满的填充材料。10：煤(岩)层内的原生裂隙。11：瓦斯抽采运输井。12：地面瓦斯抽采运输管道。13：地面瓦斯抽采真空泵。驱动矿井瓦斯抽采系统的气体流动。其进气口及进气口连接的地面瓦斯抽采运输管道12、瓦斯抽采运输井11、瓦斯抽采收集运输管道、瓦斯抽采管、瓦斯抽采煤孔内的气体压力，在开启地面瓦斯抽采真空泵，小于1个本文档来自技高网...

【技术保护点】
均压循环矿井瓦斯抽采系统，开采煤层所含瓦斯，其特征为：矿井通风巷道、摆放钻孔机的钻场煤巷、由钻场煤巷施工的煤层内多个瓦斯抽采煤孔依次连接，钻场煤巷内在其与矿井通风巷道连接处有均压密闭墙，矿井通风巷道内有监测钻场煤巷内和矿井通风巷道内气体压力的监测设备，均压密闭墙和监测设备构成均压密闭墙组合，监测设备连接通达地面的气压信息传输设施；瓦斯抽采煤孔孔口内插有瓦斯抽采管，其管壁与孔壁之间的空隙充满填充材料加以封堵；瓦斯抽采管、钻场煤巷内的瓦斯抽采收集运输管道、连通地面的瓦斯抽采运输井、地面瓦斯抽采运输管道、地面瓦斯抽采泵、地面瓦斯储柜、地面循环瓦斯管道、循环瓦斯注气井、钻场煤巷、煤层裂隙和瓦斯抽采煤孔依次连接，加上均压密闭墙组合，构成均压循环矿井瓦斯抽采系统；地面循环瓦斯管道上有流量调控阀门；地面瓦斯储柜连接瓦斯用户管道。

【技术特征摘要】
1.均压循环矿井瓦斯抽采系统，开采煤层所含瓦斯，其特征为：矿井通风巷道、摆放钻孔机的钻场煤巷、由钻场煤巷施工的煤层内多个瓦斯抽采煤孔依次连接，钻场煤巷内在其与矿井通风巷道连接处有均压密闭墙，矿井通风巷道内有监测钻场煤巷内和矿井通风巷道内气体压力的监测设备，均压密闭墙和监测设备构成均压密闭墙组合，监测设备连接通达地面的气压信息传输设施；瓦斯抽采煤孔孔口内插有瓦斯抽采管，其管壁与孔壁之间的空隙充满填充材料加以封堵；瓦斯抽采管、钻场煤巷内的瓦斯抽采收集运输管道、连通地面的瓦斯抽采运输井、地面瓦斯抽采运输管道、地面瓦斯抽采泵、地面瓦斯储柜、地面循环瓦斯管道、循环瓦斯注气井、钻场煤巷、煤层裂隙和瓦斯抽采煤孔依次连接，加上均压密闭墙组合，构成均压循环矿井瓦斯抽采系统；地面循环瓦斯管道上有流量调控阀门；地面瓦斯储柜连接瓦斯用户管道。2.如权利要求1所述的均压循环矿井瓦斯抽采系统，开采煤层所含瓦斯，其特征是：在钻场煤巷内，循环瓦斯注气井连接循环瓦斯注气管，该管对应每个瓦斯抽采煤孔有循环瓦斯出气孔。3.如权利要求1所述的均压循环矿井瓦斯抽采系统，开采煤层所含瓦斯，其特征为：钻场煤巷瓦斯抽采收集运输管道穿过均压密闭墙通达矿井通风巷道，并沿矿井通风巷道通达地面，依次连接地面瓦斯抽采运输管道、地面瓦斯抽采泵。4.如权利要求1所述的均...

【专利技术属性】
技术研发人员：柴兆喜，
申请(专利权)人：柴兆喜，
类型：新型
国别省市：北京,11