[发明专利]一种覆岩离层水气抽放装置及抽放方法

说明书

本发明公开了一种覆岩离层水气抽放装置及抽放方法，利用长钻孔，将覆岩离层内的水气混合液导入混合器内，并在混合器内注入二氧化碳置换出甲烷，然后将置换出的甲烷送入过滤器内进一步过滤，排放出纯正的甲烷，有一定的经济价值，同时，将置换后的水溶液送入水检测容器内进行检测，当水溶液中的甲烷含量达到标排时排出，否之，返回混合器内重新置换，反复循环，直到达到标排；本发明有效的遏制了矿井采动覆岩离层水‑气动力灾害事故的发生，保障了煤矿安全生产，同时其排出的甲烷也可以供矿上使用，经济环保。

技术领域

本发明属于矿井安全技术领域，涉及一种水气抽放装置，具体是一种覆岩离层水气抽放装置及抽放方法。

背景技术

一种新的顶板动力灾害类型——采动覆岩离层水-气(瓦斯)双灾源动力灾害，其具有瞬时水(瓦斯)量大、突灾征兆不明显、危害大等特征；目前我国对覆岩破坏的移动规律、水-气流动规律等还缺乏深入细致的研究，相应的理论与设计方法又严重落后于工程实践。因此，如何有效遏制矿井采动覆岩离层水-气动力灾害事故的发生，保障煤矿安全生产，是高位厚脆硬顶板煤层安全高效开采迫切需要解决的重大科学技术问题之一。

目前研究的水气分离装置，大多存在分离不干净，效率低的弊端。

发明内容

本发明的目的在于提供一种覆岩离层水气抽放装置及抽放方法，可以有效遏制矿井采动覆岩离层水-气动力灾害事故的发生，从而保障煤矿安全生产。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种覆岩离层水气抽放装置，包括第一管道，所述第一管道中部设有第一液泵，所述第一管道连接混合器的进液口，所述混合器的进气口通过第二管道连接二氧化碳储罐；

所述混合器的出气口通过第三管道连接过滤器的进气口，所述过滤器的出气口通过第四管道连接甲烷回收罐，所述过滤器的出液口通过第五管道连接液体回收罐；

所述混合器的出液口通过第六管道连接水检测容器的进液口，所述水检测容器内设有甲烷感应器；

所述水检测容器的回液口通过第七管道连接混合器的回液口，所述第七管道中部设有第二液泵；

所述水检测容器的出液口内设有第一阀门，所述水检测容器的回液口内设有第二阀门，所述混合器的回液口内设有第三阀门。

进一步地，所述第一管道通过长钻孔连通覆岩离层中水气混合液。

进一步地，所述混合器内还设有温度传感器和压力表，用于实时采集混合器内的温度和压力数据。

进一步地，所述混合器的进液口内设有减温减压阀。

进一步地，所述过滤器内设有固体氢氧化钠。

一种覆岩离层水气抽放方法，具体包括以下步骤：

步骤S1，首先，在矿井软岩层上开设长钻孔连通覆岩离层内的水气混合液，将覆岩离层水气抽放装置的第一管道连接长钻孔；

步骤S2，打开第一液泵，将覆岩离层内的水气混合液导入混合器内；

步骤S3，向混合器内通入二氧化碳气体，置换出水气混合液中的甲烷，同时执行步骤S4和步骤S5；

步骤S4，将置换出的甲烷送入过滤器内进一步过滤，并将经过过滤后的纯甲烷进行回收利用；

步骤S5，将置换后的水溶液送入水检测容器内进行检测，若水溶液中的甲烷浓度低于预设阈值，执行步骤S6，若水溶液中的甲烷浓度高于预设阈值，执行步骤S7；

步骤S6，达到标排，打开第一阀门进行排放；

步骤S7，打开第二阀门、第三阀门和第二液泵，将水溶液返回混合器内，再次执行步骤S3。