[发明专利]一种基于水气涡旋流体治理煤矿上隅角瓦斯的应用方法

摘要

一种基于水气涡旋流体治理煤矿上隅角瓦斯的应用方法，属于流体应用技术领域，其特征在于是一种将液相与气相的两种物理性能截然不同的流体混合生成一种多相流水气涡旋流体，使该流体充满于煤矿上隅角，通过连续不断的涡旋流动使得煤矿上隅角瓦斯溢出到主风流中予以稀释和排放，或者与液体颗粒结合随煤矿矿物或者其它液固物一起排出；而且通过涡旋流体流动充满于煤矿上隅角使得这一空间内不能产生瓦斯积聚的装置及应用方法。本发明避免由于上隅角瓦斯失控造成的恶性事件的发生，应用前景及意义非常重大。本发明治理煤矿上隅角瓦斯简单可靠、易操作、及时、彻底、高效、不导致二次污染。

主权项

1.一种基于水气涡旋流体治理煤矿上隅角瓦斯的装置的应用方法：该方法其特征在于：Ⅰ首先在工作面内安装固定支柱（5）支承于顶板（12）和底板（13）之间，固定支柱（5）分为单独布置或多个布置，固定支柱（5）布置在上隅角（7）上部区域、中部区域、下部区域及其它们相互组合的位置，在固定支柱（5）上部靠近上隅角（7）这一侧固定气水涡旋发生装置（4），使其以30‑‑45度向上倾角方向向顶板（12）的位置能喷出气水雾化涡旋流体，固定支柱（5）朝向工作面煤壁（9）一侧沿主风流（11）流向方向安装风流导向溢出折流板（6）；Ⅱ安装好后按分别给压力水路（1）和压力气路（2）开通压力水和压力空气，在智能控制器（3）控制下，压力水和压力空气进入气水涡旋发生装置（4），在气水涡旋发生装置（4）出口向顶板（12）喷出水气涡旋流体，根据气水涡旋发生装置（4）距顶板（12）的距离以及上隅角（7）的体积，智能控制器（3）通过控制压力水和压力空气的压力和流量予以生成气涡旋、水涡漩、水气结合涡旋流体；Ⅲ 由Ⅱ生成的气涡旋、水涡漩和水气结合涡旋首先通过能量传递方式与瓦斯结合构成瓦斯涡旋，经逐级瓦斯涡旋生成作用，瓦斯涡旋运行到与主风流（11）流向结合处风流导向溢出折流板（6），风流导向溢出折流板（6）第一作用为使得主风流（11）冲洗采煤工作面（10）后带有瓦斯的主风流（11）流向，使得采空区（8）中扩散来的浊风也能顺利通过上隅角（7）进入主风流（11）流向，风流导向溢出折流板（6）第二作用为使得连续不断的涡旋流动使得煤矿上隅角瓦斯溢出到主风流（11）中予以稀释和排放；其次，通过涡旋流体流动充满于上隅角（7），由于涡旋流体连续不断流动和风流导向溢出折流板（6）导向作用，风流导向溢出折流板（6）靠近上隅角（7）一侧的涡旋流体流动动能大于风流导向溢出折流板（6）靠近工作面煤壁（9）一侧的主风流（11）的能量，使得上隅角（7）这一限定空间不产生瓦斯集聚现象；随着瓦斯与主风流（11）结合，并随主风流（11）一起流动，这样瓦斯就以气态方式实现安全排放；通过气涡旋、水涡漩、水气结合涡旋与瓦斯结合构成瓦斯涡旋，瓦斯涡旋运行到与主风流（11）流向结合处风流导向溢出折流板（6），该瓦斯涡旋与主风流（11）空间中的矿物结合，并随主风流（11）中矿物一起流动，这样瓦斯就以与固态物结合方式实现安全排放；水气涡旋通过气涡旋、水涡漩、水气结合涡旋与瓦斯结合构成瓦斯涡旋，该瓦斯涡旋运行到与主风流（11）流向结合处风流导向溢出折流板（6），该瓦斯涡旋与主风流（11）中液态物结合，并随主风流（11）中液态物一起流动，这样瓦斯就以与液态物结合方式实现安全排放；通过多相流水气涡旋流体不断流动，上隅角（7）瓦斯的含量越来越低，由于多相流水气涡旋流体占据了整个上隅角（7）空间，由于水气涡旋流体向外扩散的动能大于工作面瓦斯向上隅角（7）扩散的动能，所以上隅角（7）空间不会有瓦斯集聚；Ⅳ随着工作面向前推动，在即将扩展的上隅角（7）空间内先安装新的固定支柱（5）支承于顶板（12）和底板（13）之间，固定支柱（5）分为单独布置或多个布置，固定支柱（5）布置在上隅角（7）上部区域、中部区域、下部区域及其它们相互组合的位置，在新的固定支柱（5）上部靠近上隅角（7）这一侧固定新的气水涡旋发生装置（4），使其以30度到45度向上倾角方向向顶板（12）新的位置能喷出气水雾化涡旋流体，新的固定支柱（5）朝向工作面煤壁（9）一侧沿主风流（11）流向方向安装新的风流导向溢出折流板（6），安装好后按Ⅰ中所述方式接通后，开始喷出气水雾化涡旋流体，使得该涡旋流体能满足多相流水气涡旋流体不断流动，上隅角（7）瓦斯的含量越来越低，多相流水气涡旋流体占据了整个上隅角（7）空间，水气涡旋流体向外扩散的动能大于工作面瓦斯向上隅角（7）扩散的动能，上隅角（7）空间不会有瓦斯集聚；随后智能控制器（3）关掉旧的气水涡旋发生装置（4）压力水和压力气，裁除旧的固定支柱（5）上的气水涡旋发生装置（4）及旧的风流导向溢出折流板（6），这样新的上隅角（7）就能随工作面一起推进，由此循环往复；通过多相流水气涡旋流体不断流动，新的上隅角（7）瓦斯的含量越来越低，因为多相流水气涡旋流体占据了整个上隅角（7）空间，水气涡旋流体向外扩散的动能大于工作面瓦斯向上隅角（7）扩散的动能，所以上隅角（7）空间不会有瓦斯集聚，故此避免了由于上隅角（7）瓦斯失控造成的恶性事件的发生。