[发明专利]一种煤矿井下煤气水卸压分离器

说明书

技术领域

本发明新型涉及一种煤矿井下煤气水卸压分离器。

背景技术

随着井下瓦斯治理及地面煤层气开发的力度进一步强化，针对我国大部分煤体低渗、松软的特点，水力化措施逐步被认可并大规模使用。煤矿井下主要采用煤层高压注水、水力割缝、水力压裂等水力化措施，这些措施均以增加煤层透气性为目的。井下钻孔水力压裂具有操作简单、设备小型、压裂控制范围大、抽采效果好等特点。受到生产工艺及采掘接替的影响，工作面采用水力措施后需尽快接入瓦斯抽采系统进行瓦斯抽采。但若直接接入井下瓦斯抽采系统，钻孔内的煤泥、岩粉与水会在煤体积聚的高应力、高水压驱使下直接涌入瓦斯抽采系统，不仅严重威胁瓦斯抽采系统及井下生产安全，而且可能堵塞井下抽采管路，影响瓦斯抽采效果；同时，涌入瓦斯抽采设备的高压煤气水混合物会影响瓦斯抽采设备的正常运行，造成极大的安全隐患和经济损失；另外，涌出的煤、气(CH4为主)、水混合物可能造成工作场所条件恶化和瓦斯超限等。安全期间，煤矿传统的方法是在接入抽采系统前加装一个普通的放水器。

目前，普通的放水器可分为人工放水器和自动放水器，但对于人工放水器而言，由于钻孔内水量较大，放水时间间隔短，尤其是接入初期，一般容积的放水器无法满足要求且极大的浪费人力；对于自动放水器而言，虽然可解决人力投入过大的问题，但由于大量的煤泥涌入，容易出现排水通路堵塞等现象。因此，一种可以在高压条件下较好地把煤、气、水分离的煤气水卸压分离器，对提高瓦斯抽采效果，保证安全生产具有重要的意义。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是针对上述现有装备的不足，提供一种高效煤气水卸压分离器。它是一种针对高压水携带煤泥(岩渣)、瓦斯气体的特殊对象和条件，有效降低钻孔排出的混合物压力，实现煤、水、气安全分离的自动装置，是执行煤孔、岩孔水力压裂、高压注水等水力化措施后与井下瓦斯抽采系统安全配套必不可少的工艺与装备。具有安全高效、经济实用、使用便捷、瓦斯抽采效率高等优点。

为了达到上述目的，本发明的技术方案通过以下述方式实现：

一种煤矿井下煤气水卸压分离器，包括入口管(1)、螺旋卸压仓(2)、双层环形筛孔阻水板(3)、集气室(4)、气体出口(5)、集水集渣缸(6)、倒锥形切式自动排渣出口(7)、自动溢水出口(8)、支架(9)等组成。高压煤气水混合通过气体入口管进入螺旋卸压仓，螺旋卸压仓上部与双层环形筛孔阻水板相连再接上部集气室，被分离的气体自集气室通过气体出口接入井下瓦斯抽采系统；螺旋卸压仓下部连接集水集渣缸体，缸体下部设有倒锥形切式自动排渣出口用于煤泥(岩渣)和大量水的排出；缸体中上部设有自动溢水出口，水量大时可自动打开排水。

高压煤气水混合物入口管与入口之间、抽排气出口和抽采管口之间、倒锥形切式自动排渣出口和自动挡板之间均设有可靠的密封圈。

本发明新型的有益效果为：高压煤气水混合物自入口进入煤气水分离器，通过螺旋导流减速板的减阻作用，水和煤泥(岩渣)被阻隔在集水集渣缸内，再经缸体底部的倒锥形切式自动排渣出口和缸体中上部的自动溢水出口分别排出；气体由于自身密度小于空气且在瓦斯抽采的负压作用下进入集气室内，通过排气出口进入井下瓦斯抽采系统，达到煤气水分离的作用。

附图说明

图1是本发明煤气水卸压分离器结构示意图。

图2是螺旋卸压仓内部结构示意图。

图3是双层环形筛孔阻水板示意图。

图4是集水集渣缸示意图。

图5是倒锥形切式自动排渣出口内部结构示意图。

图6是集气室结构示意图。

图7是自动溢水出口示意图。

图8是倒锥形切式自动排渣出口和溢水孔同时运行状态示意图。

图9是倒锥形切式自动排渣出口和溢水孔不运行状态示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施步骤对本发明作进一步地详细描述。