煤矿井下采空区抽放瓦斯与注氮均压自动控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种煤矿井下采空区抽放瓦斯与注氮均压自动控制装置。瓦斯抽放管和注氮管的内端分别穿过隔离墙与采空区连通，瓦斯抽放管和注氮管分别安装第一单向阀和第二单向阀，观察管与观察孔连通，观察管的外端通过连通管分别与第一U形水槽和第二U形水槽的密闭管槽连通，第一U形水槽和第二U形水槽的敞口管槽内分别设有第一浮球和第二浮球，第一浮球和第二浮球分别通过第一绳索和第二绳索控制第一单向阀和第二单向阀的打开和关闭，第一U形水槽和第二U形水槽分别位于第一单向阀和第二单向阀的下方。本发明专利技术不需要电源等外界动力辅助，控制可靠灵活，解决了密闭压差变化大，抽放和注氮均压不能及时切换调整带来瓦斯和自然发火隐患的问题。发火隐患的问题。发火隐患的问题。

【技术实现步骤摘要】
煤矿井下采空区抽放瓦斯与注氮均压自动控制装置


[0001]本专利技术涉及煤矿瓦斯抽采，特别是一种煤矿井下采空区抽放瓦斯与注氮均压自动控制装置。

技术介绍

[0002]煤矿采空区密闭是煤矿通防管理的重点，采空区密闭的作用是封闭废弃的采煤工作面与井下巷道之间的通道，多采用混凝土砌砖或浇筑。在高瓦斯矿井采空区内积存有大量的瓦斯，同时采空区内的遗煤有自然发火危险。受到气压变化、采空区内积水的增长与消退、采场压力变化、采空区顶板塌陷与冒落等影响采空区内外压差变化非常大。在山区、高海拔地区内外压差变化尤为明显，有时压差变化值达到1000pa以上，这就给防止采空区瓦斯涌出和防治自然发火带来了困难。
[0003]当采空区内压力高于矿井巷道内压力时，采空区内瓦斯大量涌出，造成密闭外瓦斯超限，当采空区密闭内压力低于矿井巷道内压力时，采空区向内漏风大量空气被吸入采空区，氧化采空区内遗煤，形成自然发火隐患。
[0004]采空区瓦斯涌出时可以通过抽放密闭内瓦斯来处理，采空区向内漏风时可以通过注氮来惰化采空区内气体实现均压。但是采空区内外压差变化大，如果不及时调整抽放瓦斯和注氮就会适得其反。比如：开始采空区内压力高为了治理瓦斯涌出采取了抽放瓦斯的办法，但是采空区内压力又突然变低，持续抽采反而加大了采空区漏风量，增加了自然发火隐患程度。再比如：采空区內压力低采取了注氮惰化均压的办法，但是采空区压力又突然变高，注氮增加了采空区压力，造成更多的瓦斯涌出。
[0005]因此虽然抽放瓦斯和注氮都是非常有必要的安全措施但是不能及时根据密闭压差变化进行切换调整就会形成更大的瓦斯涌出和自然防火隐患。
[0006]所以由于采空区内外压差变化大，需要一种能及时根据采空区内外压差变化自动切换抽采和注氮两种措施的控制装置。
[0007]授权公告号为CN208845159U的中国技术专利公开了一种用于煤矿井下注氮增渗的抽采设备，该专利技术包括液氮注入系统、氮气
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甲烷抽采系统、氮气甲烷分离系统、氮气净化系统和氮气液化循环系统，该专利技术不能根据采空区内外压差变化自动切换抽采和注氮。

技术实现思路

[0008]本专利技术旨在解决上述技术问题，而提供一种煤矿井下采空区抽放瓦斯与注氮均压自动控制装置，提高安全性。
[0009]本专利技术解决其技术问题，采用的技术方案是：一种煤矿井下采空区抽放瓦斯与注氮均压自动控制装置，巷道与采空区之间设有隔离墙，瓦斯抽放管和注氮管的内端分别穿过隔离墙与采空区连通，隔离墙开设观察孔，所述瓦斯抽放管和注氮管分别安装第一单向阀和第二单向阀，观察管与观察孔连通，观察管
的外端通过连通管分别与第一U形水槽和第二U形水槽的密闭管槽连通，第一U形水槽和第二U形水槽的敞口管槽内分别设有第一浮球和第二浮球，第一浮球和第二浮球分别通过第一绳索和第二绳索控制第一单向阀和第二单向阀的打开和关闭，第一U形水槽和第二U形水槽分别位于第一单向阀和第二单向阀的下方。
[0010]采用上述技术方案的本专利技术与现有技术相比，有益效果是：结构简单、成本低，不需要电源等外界动力辅助，安全稳定，控制可靠灵活，安装方便，解决了密闭压差变化大，抽放和注氮均压不能及时切换调整带来瓦斯和自然发火隐患的问题。
[0011]进一步的，本专利技术的优化方案是：所述瓦斯抽放管安装第一单向阀室，瓦斯抽放管包括内瓦斯抽放管和外瓦斯抽放管，第一单向阀室的内端与内瓦斯抽放管的外端连通，外瓦斯抽放管的内端置于第一单向阀室内并安装第一单向阀。
[0012]所述第一单向阀包括单向阀片、铰接座和销轴，单向阀片封堵外瓦斯抽放管内管口，单向阀片的上端通过销轴与铰接座铰接，铰接座固接于外瓦斯抽放管的上圆周面；单向阀片的外板面与第一绳索的一端栓接，第一绳索的另一端依次绕过第一单向阀室内的上定滑轮、第一U形水槽底部的下定滑轮与浮球的底部连接。
[0013]所述注氮管安装第二单向阀室，注氮管包括内注氮管和外注氮管，内注氮管的外端伸入第二单向阀室内并安装第二单向阀，外注氮管的内端与第二单向阀室的外端连通。
[0014]所述第二单向阀安装在内注氮管的外管口，第二单向阀的单向阀片栓接第二绳索，第二绳索绕过第二单向阀室内的上定滑轮与第二浮球的上部连接。
[0015]所述第一单向阀的单向阀片开设楔形通气孔，楔形通气孔内设有泄压塞。
[0016]所述观察管与U形水柱计连通。
附图说明
[0017]图1是本专利技术实施例的瓦斯抽放示意图；图2是图1的A处放大示意图；图3是是本专利技术实施例的注氮示意图；图4是图3的B处放大示意图。
[0018]图中：采空区1；隔离墙2；巷道3；瓦斯抽放管4；内瓦斯抽放管4
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1；外瓦斯抽放管4
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2；第一单向阀室5；上定滑轮5
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1；第一单向阀6；单向阀片6
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1；铰接座6
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2；销轴6
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3；凸出部6
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4；通气孔6
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5；泄压塞6
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6；限位销6
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7；注氮管7；内注氮管7
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1；外注氮管7
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2；观察管8；U形水柱计8
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1；第一U形水槽9；封闭管槽9
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1；水平管槽9
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2；敞口管槽9
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3；浮球9
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4；下定滑轮9
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5；连通管10；第一绳索11；第二单向阀室12；第二单向阀13；第二U形水槽14；第二绳索15。
具体实施方式
[0019]下面结合附图和实施例进一步详述本专利技术。
[0020]参见图1
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图4，本实施例是一种煤矿井下采空区抽放瓦斯与注氮均压自动控制装置，采空区1与巷道3之间砌筑有隔离墙2。瓦斯抽放管4和注氮管7布设于巷道3的顶部，注氮管7位于瓦斯抽放管4的下方，瓦斯抽放管4和注氮管7的内端分别穿过隔离墙2与采空区1连
通。隔离墙2开设贯通的观察孔2
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1，观察孔2
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1安装观察管8，观察管8位于瓦斯抽放管4和注氮管7之间，观察管8的外端安装与其连通的U形水柱计8
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1。
[0021]隔离墙2外侧的瓦斯抽放管4安装第一单向阀室5，第一单向阀室5为一两端封闭的圆筒，其内径大于瓦斯抽放管4的内径。第一单向阀室5将瓦斯抽放管4分为内瓦斯抽放管4
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1和外瓦斯抽放管4
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2， 第一单向阀室5的内端与内瓦斯抽放管4
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1的外端连通，外瓦斯抽放管4
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2的内端置于第一单向阀室5内并安装第一单向阀6。
[0022]第一单向阀6主要由单向阀片6
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1、铰接座6
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2、销轴6
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3、凸出部6
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4和通气孔6
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种煤矿井下采空区抽放瓦斯与注氮均压自动控制装置，巷道与采空区之间设有隔离墙，瓦斯抽放管和注氮管的内端分别穿过隔离墙与采空区连通，隔离墙开设观察孔，其特征在于：所述瓦斯抽放管和注氮管分别安装第一单向阀和第二单向阀，观察管与观察孔连通，观察管的外端通过连通管分别与第一U形水槽和第二U形水槽的密闭管槽连通，第一U形水槽和第二U形水槽的敞口管槽内分别设有第一浮球和第二浮球，第一浮球和第二浮球分别通过第一绳索和第二绳索控制第一单向阀和第二单向阀的打开和关闭，第一U形水槽和第二U形水槽分别位于第一单向阀和第二单向阀的下方。2.根据权利要求1所述的煤矿井下采空区抽放瓦斯与注氮均压自动控制装置，其特征在于：所述瓦斯抽放管安装第一单向阀室，瓦斯抽放管包括内瓦斯抽放管和外瓦斯抽放管，第一单向阀室的内端与内瓦斯抽放管的外端连通，外瓦斯抽放管的内端置于第一单向阀室内并安装第一单向阀。3.根据权利要求1所述的煤矿井下采空区抽放瓦斯与注氮均压自动控制装置，其特征在于：所述第一单向阀包括单向阀片、铰接座和销轴，单向阀片封堵外瓦斯抽放管...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯玉霞，刘水清，刘伟东，杨国志，郑辉，刘宗国，桑常青，郑延杰，吕荣，崔振猛，宋殿成，方荣来，左玉堂，陈鹤，李铁强，张连忠，刘欣宇，
申请(专利权)人：辽宁工程技术大学，
类型：发明
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