[发明专利]煤矿瓦斯混配系统及混配方法

权利要求书

1.煤矿瓦斯混配系统，其特征在于：包括瓦斯泵站和分别与所述瓦斯泵站通过管路连通的 高浓度瓦斯电站、低浓度瓦斯电站及燃煤锅炉，在管路上设置有三通型掺混器，所述三 通型掺混器包括高浓度瓦斯管口、低浓度瓦斯管口和混合瓦斯管口，所述高浓度瓦斯管 口、低浓度瓦斯管口与瓦斯泵站分别通过高浓度瓦斯管路、低浓度瓦斯管路连通，所述 混合瓦斯管口分别与高浓度瓦斯电站、低浓度瓦斯电站及燃煤锅炉连通，在与高浓度瓦 斯电站连通的管路上设置有瓦斯引射器和瓦斯掺混器，所述瓦斯引射器与煤层气输配站 连通，所述瓦斯掺混器的前端与所述三通型掺混器的混合瓦斯管口连接，后端还与所述 燃煤锅炉连通，在与述燃煤锅炉连通的管路上设置有乏风掺混器和乏风末级掺混器，还 包括与所述乏风掺混器连通的乏风收集罩和设置在乏风掺混器与燃煤锅炉连通管路上的 乏风氧化装置。

2.根据权利要求1所述的煤矿瓦斯混配系统，其特征在于：还包括与所述瓦斯掺混器连通 的空气通风机。

3.根据权利要求1所述的煤矿瓦斯混配系统，其特征在于：还包括设置在瓦斯引射器与煤 层气输配站连通管路上的高浓度煤层气调压器。

4.根据权利要求1所述的煤矿瓦斯混配系统及混配方法，其特征在于：还包括设置在管路 上可对各功能部件进行独立控制的气动开关阀门、电动调节阀门和排空管，在瓦斯掺 混器前端的排空管与瓦斯掺混器之间的管路上设置有湿式调压装置。

5.根据权利要求1所述的煤矿瓦斯混配系统，其特征在于：还包括设置在三通型掺混器与 瓦斯引射器之间的管路上且分别与高浓度瓦斯电站、低浓度瓦斯电站及燃煤锅炉连通的 低浓度瓦斯安全保障设备，所述低浓度瓦斯安全保障设备包括依次串联的防逆流装置、 阻爆阀门、干式泄爆器、自动喷粉抑爆器及水封阻火泄爆装置。

6.根据权利要求1所述的煤矿瓦斯混配系统，其特征在于：所述三通型掺混器的高浓度瓦 斯管口与低浓度瓦斯管口呈夹角30°设置，在高低浓度瓦斯气交汇处设置分流板，通过 高浓度瓦斯管口和低浓度瓦斯管口的瓦斯气流速分别低于10m/s。

7.根据权利要求1所述的煤矿瓦斯混配系统，其特征在于：所述瓦斯引射器包括引射段、 混合段和扩压段，所述引射段的高浓度煤层气喷口与低浓度瓦斯管口的夹角呈夹角30° 设置，所述混合段采用中心角为90°弯管设置，所述高浓度煤层气喷口的喷射压力 0.3-0.4MPa。

8.根据权利要求1所述的煤矿瓦斯混配系统，其特征在于：所述乏风末级掺混器器设置有 多层不锈钢材质的V型分流板，每层分流板的间距为20mm。

9.根据权利要求1所述的煤矿瓦斯混配系统，其特征在于：所述湿式调压装置包括湿式筒 体、水位传感器、泄压管、磁翻板液位计和控制器，其调压水位高度最大值为1000mm。

10.采用权利要求1-9任一所述的煤矿瓦斯混配系统进行煤矿瓦斯的混配方法，其特征在于：

三通型掺混器将瓦斯泵站高、低浓度瓦斯混配成低浓度瓦斯作为瓦斯引射器的引射气 体，瓦斯引射器把较高压力输配高浓度煤层气与低浓度瓦斯引射，引射后形成的高浓度瓦斯 作为瓦斯掺混器的气源，混配均匀后进入高浓度电站发电，或

三通型掺混器将瓦斯泵站高、低浓度瓦斯混配成低浓度瓦斯作为低浓度瓦斯电站气源或 者瓦斯引射器的引射气体，瓦斯引射器把较高压力输配高浓度煤层气与低浓度瓦斯引射，引 射后形成的低浓度瓦斯供低浓度电站使用，或

三通型掺混器将瓦斯泵站高、低浓度瓦斯混配成低浓度瓦斯作为瓦斯掺混器的混合气 体，混合均匀的低浓度瓦斯作为乏风掺混器的来源气与矿井乏风混配后，进入乏风末级掺混 器混合均匀后，进入乏风氧化装置或燃煤锅炉利用，或在矿井回风井主风机返风或两个主风 机切换期间，即从乏风收集罩无法提供乏风情况下，三通型掺混器将瓦斯泵站高、低浓度瓦 斯混配成低浓度瓦斯后通过瓦斯掺混器与空气通风机提供的空气直接混合至1％左右或2％浓 度左右，作为乏风氧化装置或燃煤锅炉利用的瓦斯气源，

其中，三通型掺混器、瓦斯引射器、瓦斯掺混器、乏风掺混器均为两种气体的混合配 比，其混配浓度C₁、C₂计算公式如下：

C_混——混配后瓦斯气浓度；

Q1——第一种瓦斯气流量；

C1——第一种瓦斯气浓度；

Q2——第二种瓦斯气流量；

C2——第二种瓦斯气浓度；

混配不均匀度系数计算公式：

σ=Σi=1n(ci-c‾)2/(n-1)/c‾]]>

c‾=Σi=1ncin]]>

σ——表征样品瓦斯气的不均匀程度；

c_i——第i个样品气的浓度值；

——统计样品气的平均值；

n——样本数量。