煤矿采空区瓦斯抽排系统技术方案

本实用新型专利技术公开了煤矿采空区瓦斯抽排系统，包括输送泵、抽吸泵、燃烧炉、二氧化碳管以及抽采管，输送泵设置在二氧化碳管的管路上，抽吸泵设置在抽采管的管路上，二氧化碳管沿回采工作面的运输巷布置且其末端穿过封堵墙的下隅角延伸至采空区的内部，抽采管沿回采工作面的回风巷布置且其首端穿过封堵墙的上隅角延伸至采空区的内部，用于抽吸瓦斯气体并带走采空区内部积聚的热量。本实用新型专利技术系统抽出的瓦斯气体用作燃烧炉的燃料，燃烧后产生的二氧化碳经冷却后注入采空区，平衡采空区内的气压，避免了采空区发生瓦斯爆炸的风险；其次，瓦斯气体较空气轻，二氧化碳较空气重，抽采管与二氧化碳管设置在采空区的不同高度，有利于提高瓦斯抽排效率。高瓦斯抽排效率。高瓦斯抽排效率。

【技术实现步骤摘要】
煤矿采空区瓦斯抽排系统


[0001]本技术涉及煤矿瓦斯处理
，尤其涉及煤矿采空区瓦斯抽排系统。

技术介绍

[0002]截止2021年底，煤炭仍占总消费能源的56％，是我国最主要的能源。煤炭在开采过程中根据煤层距离地表的深度不同分为井工开采和露天开采，而我国大部分煤炭的埋深较大，多选用井工开采，采用井工开采的矿井不便于排放瓦斯气体，需要时刻监测瓦斯气体的浓度是否超标。对于高瓦斯矿井在开采前一般都会采取措施释放瓦斯；而在开采完成后对采空区一般进行封闭处理，实际上，瓦斯不仅仅存在于煤层中，煤层上下相接的岩层中也储存有大量的瓦斯，随着煤层开采后，上方的岩层受顶部的压力被破碎沉降，其内部储存的瓦斯也随之释放至采空区中，时间越久封闭的采空区内积聚的瓦斯浓度也就越高，当有岩块产生摩擦释放出火花后，达到爆炸界限的瓦斯气体就会爆炸，瓦斯爆炸不仅会造成人员伤亡，还会摧毁矿井中的各种设施和巷道，使开采无法继续进行，造成巨大的经济损失。现有技术中对矿井内的瓦斯气体一般直接排放至大气中，没有加以利用，造成环境污染且浪费能源。

技术实现思路

[0003]本技术提供了煤矿采空区瓦斯抽排系统，在排出采空区瓦斯的同时对其加以利用。
[0004]煤矿采空区瓦斯抽排系统，包括：输送泵、抽吸泵、设置在地面上的燃烧炉、用于输送燃烧尾气的二氧化碳管以及用于抽吸采空区瓦斯的抽采管；
[0005]输送泵设置在二氧化碳管的管路上，抽吸泵设置在抽采管的管路上，二氧化碳管沿回采工作面的运输巷布置且其末端穿过封堵墙的下隅角延伸至采空区的内部，抽采管沿回采工作面的回风巷布置且其首端穿过封堵墙的上隅角延伸至采空区的内部；抽采管上设有用于检测瓦斯浓度的浓度检测器。
[0006]进一步地，上述燃烧炉与输送泵之间设有冷却过滤池，冷却过滤池为密封箱体结构，内部盛装有饱和碳酸氢钠溶液，燃烧炉的尾气排放塔通过耐高温管道连接至冷却过滤池内且耐高温管道的出气端低于饱和碳酸氢钠溶液的液面。
[0007]进一步地，上述冷却过滤池与输送泵之间的管道的高度高于饱和碳酸氢钠溶液的液面。
[0008]进一步地，上述耐高温管道上设有换热机构。
[0009]进一步地，上述浓度检测器的型号为QB3000N。
[0010]进一步地，上述抽吸泵与燃烧炉之间的管道上设有增压泵。
[0011]本技术具有以下有益效果：本技术的抽排系统采用闭环处理方式，首先布置抽采管延伸至封闭采空区深处，用于抽吸瓦斯气体并带走采空区内部积聚的热量，抽出的瓦斯气体用于燃烧炉的燃料，燃烧后产生的二氧化碳经冷却后注入采空区，平衡采空
区内的气压，该系统不仅避免了采空区发生瓦斯爆炸的风险，还对瓦斯进行了利用，减少了大气污染和能源损耗；其次，瓦斯气体相较于空气轻，二氧化碳相较于空气重，二氧化碳管设置在采空区的下部，抽采管设置在采空区的上部，避免了气体间的混杂过程，有利于提高瓦斯抽排效率。
附图说明
[0012]图1为本技术系统的原理示意图；
[0013]图2为实施例中采空区与回采工作面的俯视示意图；
[0014]图3为图2中A
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A断面示意图。
[0015]图中：1
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采空区；2
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封堵墙；3
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二氧化碳管；4
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抽采管。
具体实施方式
[0016]以下结合附图对本技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本技术，并非用于限定本技术的范围。
[0017]参考图1至图3，本技术提供了煤矿采空区瓦斯抽排系统，包括：输送泵、抽吸泵、设置在地面上的燃烧炉、用于输送燃烧尾气的二氧化碳管3以及用于抽吸采空区1瓦斯的抽采管4；
[0018]二氧化碳管3与抽采管4均采用钢管，配备接头将多段连接为整套管路。
[0019]二氧化碳管3沿回采工作面的运输巷布置且其末端穿过封堵墙2的下隅角延伸至采空区1的内部，二氧化碳管3的首端与地面上的冷却过滤池连接，用于向井下采空区1内输送含高浓度二氧化碳的燃烧尾气。
[0020]抽采管4沿回采工作面的回风巷布置且其首端穿过封堵墙2的上隅角延伸至采空区1的内部，端头贯通，便于抽吸瓦斯气体，抽采管4的末端与地面上的燃烧炉相连通，抽采出的瓦斯气体排放至燃烧炉内进行燃烧，地面上的燃烧炉采用锅炉的形式进行热水的烧制，满足工作人员对热水的需要。当抽采出的瓦斯气体浓度较低时，可以向燃烧炉中注入高浓度瓦斯或一氧化碳等可燃气体配合燃烧。
[0021]抽采管4上设有用于检测瓦斯浓度的浓度检测器，浓度检测器的型号为QB3000N系列，该系列的浓度检测器体积较小，不影响正常生产作业，安装方便，同时具有液晶显示屏，可以显示瓦斯气体的浓度含量，当瓦斯浓度较低时停止抽吸，便于调度人员制定抽排瓦斯的时间表。
[0022]输送泵设置在二氧化碳管3的管路上，抽吸泵设置在抽采管4的管路上；抽吸泵选用型号为RB
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81D
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2离心式吸气泵，同时配备型号G
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TEC增压泵提高抽吸压力，增压泵设置在抽吸泵与燃烧炉之间的管道上。输送泵选用高压旋涡式风机，满足要求即可，对具体型号不做限定。输送泵设置地面上，抽吸泵设置在回采工作面的端部，不影响正常生产。
[0023]燃烧炉与输送泵之间设有冷却过滤池，冷却过滤池为矩形箱体密封结构，内部盛装有饱和碳酸氢钠溶液，燃烧炉的尾气排放塔通过耐高温管道连接至冷却过滤池内且耐高温管道的出气端低于饱和碳酸氢钠溶液的液面，一方面可以冷却带有温度的二氧化碳尾气，不会将热量带入采空区1，同时饱和碳酸氢钠溶液不会吸收二氧化碳，确保充入采空区1内部的气体含有较高浓度的二氧化碳，有利于避免采空区1内聚集瓦斯。
[0024]为了保证输送至采空区1的尾气温度较低，还可以在耐高温管道上设有换热机构，换热机构包括冷水管、冷水管设置在耐高温管道的外侧，冷水管内通过循环冷水对耐高温管道降温。
[0025]冷却过滤池与输送泵之间通过管道连通，该段管道一端连接在输送泵上，另一端与冷却过滤池内部相连通且密封连接，与冷却过滤池的连接处高于饱和碳酸氢钠溶液的液面，这样既避免了饱和碳酸氢钠溶液进入输送泵，又将含高浓度二氧化碳的尾气输送至采空区1内。
[0026]本技术的系统不仅避免了采空区1发生瓦斯爆炸的风险，还对瓦斯进行了利用，减少了大气污染和能源损耗。
[0027]以上所述仅为本技术的较优实施例，该实施例不代表本技术的所有可能形式，本技术的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。根据本技术公开的这些技术启示做出各种不脱离本技术实质的其它各种变形与改进，这些变形与改进仍然在本技术的保护范围内。
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.煤矿采空区瓦斯抽排系统，其特征在于，包括：输送泵、抽吸泵、设置在地面上的燃烧炉、用于输送燃烧尾气的二氧化碳管(3)以及用于抽吸采空区(1)瓦斯的抽采管(4)；所述输送泵设置在所述二氧化碳管(3)的管路上，所述抽吸泵设置在所述抽采管(4)的管路上，所述二氧化碳管(3)沿回采工作面的运输巷布置且其末端穿过封堵墙(2)的下隅角延伸至所述采空区(1)的内部，所述抽采管(4)沿回采工作面的回风巷布置且其首端穿过封堵墙(2)的上隅角延伸至所述采空区(1)的内部；所述抽采管(4)上设有用于检测瓦斯浓度的浓度检测器。2.根据权利要求1所述的煤矿采空区瓦斯抽排系统，其特征在于：所述燃烧炉与输送泵之间设有冷却过...

【专利技术属性】
技术研发人员：马继滨，张兴刚，
申请(专利权)人：马继滨，
类型：新型
国别省市：