CF-Ⅱ型自动负压放水器的改良与应用

井下煤矿的瓦斯抽采系统管路因为战线长、压力大、积水弯少,煤层水进入抽采管路后很难排出,普遍积水量大,积水达到一定程度,就会使管路有效截面缩小,抽采系统负压衰减率加大,抽采泵载荷大,出现抽采效率低等问题,不能实现抽采效果的最大化。如何对抽采管路进行高效放水,解决因抽采管路积水而对瓦斯抽采造成的影响,安装有效、实用的放水器是解决管路积水的一个重要方法。针对CF-Ⅱ型负压自动放水器在实际使用中存在一些问题以及缺陷,通过不断地实验和改良,使其维护简单、实用高效,从而有效地解决了瓦斯抽采管路积水的问题。     

管路积水对瓦斯抽采效果影响的试验研究及防治对策

管路积水是影响瓦斯抽采的关键因素,为有效考察管路积水对瓦斯抽采效果的影响,通过现场试验结合理论分析的方法开展了相关试验,在试验的基础上对管路积水防治对策进行分析和探讨。试验结果表明:考察期内试验钻孔放水前后30d内瓦斯抽采浓度由平均8.10%~16%提高至18.17%~21.93%,提高1.37~2.24倍;瓦斯抽采流量由平均0.0036~0.0074m3/min提高至0.0080~0.0103m3/min,提高1.39~2.22倍;积水处理后能较大程度上提高瓦斯抽采效果,延长钻孔有效抽采时间。结合前期试验针对性地开展了优化抽采设计、系统敷设管网、安装附属设施、强化抽采管理等防治对策。     

瓦斯抽采管路快速冲洗技术的研究与应用

煤矿瓦斯抽采过程中,管路内壁煤泥、锈蚀渣等污垢的积累,严重影响了管路的疏通和瓦斯抽采效率。为解决这一问题,提出了一种以管路冲洗装置为主的快速冲洗技术,并进行了工业性试验。结果表明,每冲洗100 m管路平均用时2.2 h,与传统清洗方式相比,效率提高2倍左右,每100 m管路清洗后抽采负压提升1 k Pa。该技术能够有效地对抽采管路中渣屑、附着煤泥进行快速清理,有效的保障了抽采管路的安全运行,提高了瓦斯抽采效果。     

瓦斯抽采管路可视化排水排渣系统研究

矿井瓦斯抽采管路中的积水积渣严重影响瓦斯抽采效率,现有排水排渣设备不能有效地解决这一问题。为此研制出了瓦斯抽采管路可视化排水排渣系统。系统以PLC为核心控制新型放水器箱体上的电磁阀协同工作完成排水排渣过程,PLC采用触摸屏直接控制,放水器运行状态参数上传至上位机,实现系统的"可视化"。     

钱家营矿地面瓦斯抽采设备选型

依据钱家营矿的实际情况,确定了矿井瓦斯抽采规模、抽采管路选型、管路阻力以及地面瓦斯抽采泵,为矿井抽采泵站的建设奠定了基础     

瓦斯抽放钻孔管路连接方式优化改造

瓦斯抽采技术中的钻孔到主管的管路连接方式,各个煤矿各不相同,存在装置结构简单,易积水影响抽放效率等问题,并且由于观测装置(孔板流量计)安装的不规范、不标准,影响瓦斯抽放孔数据观测采集的准确性,不能有效把握瓦斯抽放效果。为此,针对原有钻孔管路连接方式进行了优化改造,通过现场试验和应用取得了很好的效果。     

煤矿井下瓦斯抽采系统危险性分析

文章对矿井瓦斯抽采系统和工艺进行了简要介绍,对煤矿井下瓦斯抽放系统在运行过程中可能产生的各种危险有害因素进行辨识和分析,主要针对抽采钻孔过程、井下瓦斯抽采泵站、抽采管路系统等过程和设备进行分析,然后提出了有针对性的安全防范措施。     

瓦斯抽采管路智能放水系统研究

煤矿瓦斯抽采管路积水严重影响瓦斯抽采效果和矿山安全生产,在瓦斯抽采系统中引入智能放水系统可以快速有效排除管路积水。系统采用PLC智能控制技术实现对集水器电磁阀开闭的一对多控制,使用液位传感器实时探测集水器内液位信息,集水器前端增加淤泥过滤器、底端设有排污口。通过实验室调试和现场工业性试验证明系统工作稳定可靠、放水速度快,可以有效排出瓦斯抽采管路积水。     

18403工作面瓦斯抽采方案探析

针对煤与瓦斯突出矿井工作面的瓦斯抽采方案设计问题,本文以屯兰矿18403工作面为例,首先从瓦斯涌出量预测计算等方面分析了该工作面瓦斯抽采的必要性和可行性,随后结合以往抽采经验,提出了针对本煤层、邻近层和采空区的综合瓦斯抽采治理方案,并对抽采钻孔布置参数、封孔工艺、瓦斯抽采率计算等进行了研究,最后对瓦斯抽采管路的布置和管径计算方法等进行了分析.     

可压缩流体的瓦斯抽采管路流阻计算方法研究

针对煤矿瓦斯抽采管路抽采负压大、密度变化大,不可压缩流体计算公式误差大的问题,为准确计算煤矿瓦斯抽采管路的流阻,更好地进行瓦斯抽采系统优化,提出了可压缩流体的管路流阻计算方法。运用流体力学和传热传质学的理论,推导抽采管路中混合气体密度的计算公式。将瓦斯抽采管路中的流体流动视为完全紊流状态,利用达西公式推导可压缩流体的阻力计算公式,提出表征可压缩流体管路的流阻表达式,得到可压缩流体管路流阻计算的工程应用公式。运用该方法对潞安常村矿抽采系统的测试数据进行计算分析,结果表明:各抽采泵站的质量流量与各测试点累计的质量流量基本相符,抽采泵工况模拟与测试结果基本一致。与传统的不可压缩流体计算方法相比,该方法误差小、精度高,应该在工程中推广应用。     

瓦斯抽采管路泄漏定位技术研究

为了对瓦斯抽采主管路泄漏位置进行快速定位,建立了瓦斯抽采微元管路的数学模型,利用质量平衡法和压力梯度法对瓦斯抽采泄漏判断和定位技术进行了研究,结果表明,由于受测量精度、管路积水引起的局部阻力和管路漏气等因素的影响,泄漏定位的准确性随着管路泄漏量的增大而提高,在大泄漏量的情况下,泄漏定位数据能基本反映泄漏点的位置.     

矿井瓦斯抽采负压损失分析及对策

钻孔瓦斯抽采负压是影响瓦斯抽采效果的因素之一。针对矿井瓦斯抽采管路负压损失过大的问题,对某矿瓦斯抽采负压损失情况进行了分析,结果表明,管径变化、积水、漏气、管内异物、联网方式不合理等因素对瓦斯抽采负压损失均有影响,造成工作面钻孔抽采负压较小。根据抽采负压损失影响因素提出相应对策,对减小负压损失有重要意义。     

煤矿非金属抽采管路静电机理及防治探讨

针对煤矿井下非金属抽采管路的静电安全性问题,从费米能级、功函数等方面阐述了抽采管路静电产生机理。从实验和理论方面验证了静电产生原理和规律,提出了选择摩擦静电序列接近的材料制作抽采管路、控制抽采管路内气体流速、建立静电安全监测监控系统和安设自动隔、抑爆装置等方式能有效防治静电的措施。该结论能为煤矿瓦斯抽采提供技术指导。     

双通道连续抽采放水排渣装置设计及其效果评价

针对高突矿井瓦斯抽采钻孔、管路积水制约抽采效率问题,研发了双通道连续抽采放水排渣装置,创新性设计了固液分离滤板和气液分离筛网,箱体上、下端分别增设有双通道旁通管及双排泄口可实现放水-排渣过程瓦斯连续抽采、大流量排水。基于放水-排渣效果、操作性能及经济成本等指标构建了多因素评价方法,对常见3种放水器与了双通道连续抽采放水排渣装置进行综合评价及优选,得出该装置具备排水能力强、多相混合流分离效果佳、实操便捷、适用范围广、制造及维护成本低廉等显著特点。并在宏岩煤矿10102工作面进行现场应用,提出非连续抽采影响因子并作为放水方式影响抽采修改评判指标,结果表明：抽采瓦斯量、浓度与非连续抽采影响因子及次数呈负相关性,采用该装置20d内抽采瓦斯浓度下降量仅为传统手动放水器的61%,衰减慢、降幅小,放水效果较好,有效提升管路瓦斯抽采效率。     

简易自动放水器

井下瓦斯抽放管路中积水，是抽放工程中普遍存在的问题。积水在管路中流动或在低洼处聚集，增加了管路阻力，造成管路堵塞，严重影响了正常抽放工作，我矿利用自制的放水器有效地解决了抽放管路中的积水问题，现介绍如下。     

基于能量理论的瓦斯抽采系统优化研究

以山西潞安集团五阳煤矿为例,将该矿现有南丰工业区旧地面固定瓦斯抽采系统进行优化,保留原有低浓度瓦斯发电系统,扩建新地面瓦斯抽采泵站,采用2套管路分别建立高、低负压瓦斯抽采系统。在井下采用管路增压本煤层瓦斯强化抽采技术,有效提高了井下瓦斯抽采管路负压,缩短了本煤层瓦斯预抽时间,实现矿井瓦斯分源抽采,有效地解决了高瓦斯低透气性煤层采掘工作面瓦斯超限与瓦斯突出的问题。     

瓦斯抽采浓度自动化调控系统的研究与应用

通过对钻孔瓦斯涌出量、漏气量影响因素进行分析,认为在瓦斯抽采过程中存在一个最佳抽采负压值。通过探寻最佳负压值可以调整钻孔瓦斯抽采浓度,在保证最高抽采浓度的同时尽可能的降低漏气量,有效提高瓦斯抽采纯量。自主研发了瓦斯抽采管路浓度自动调控系统,在九里山矿进行了井下工业性试验,得到了最佳抽采负压,显著提高了抽采管路瓦斯抽采浓度及抽采纯量。     

尾巷超大直径管路横接采空区密闭抽采技术

针对高瓦斯低透近距离煤层群开采条件下“U+L”型通风系统上隅角和尾巷瓦斯浓度严重超限的治理难题,基于试验区综采工作面瓦斯涌出特征和“U+L”型通风系统瓦斯尾巷的优点及其局限性,提出尾巷超大直径管路(1 200 mm)横接采空区密闭抽采技术,并阐述了其控制采空区瓦斯渗流场的抽采原理。依据采空区瓦斯大气混合气体渗流的控制方程,建立了采空区三维渗流的CFD模型,分析得出上隅角瓦斯浓度、采空区渗流场与抽采位置距工作面距离的关系,确定了密闭抽采技术的关键参数。现场实践表明,尾巷超大直径管路横接采空区密闭抽采技术治理瓦斯效果显著,上隅角瓦斯浓度稳定在0.9%以下,尾巷瓦斯浓度从6.0%降低到1.7%以下,实现了复杂瓦斯地质条件下的安全高效开采。     

瓦斯抽采管路摩擦阻力计算方法及应用

瓦斯抽采是从根本上治理煤矿瓦斯灾害的主要手段,准确的管路阻力计算是进行抽采设计和参数优化的前提条件,而目前理论计算和现场测试结果存在一定误差。为深入分析瓦斯抽采管路摩擦阻力特性和优化计算方法,依据流体力学达西定律和量纲理论,探讨了摩擦阻力的本质内涵和主要影响因素,指出了目前计算公式存在的不足,建立了工况条件下抽采管路摩擦阻力计算的优化方法,给出了对比新旧方法的现场应用实例。结果表明,优化方法计算结果的相对误差仅为0.6%,与现场实测阻力非常吻合。     

顶板走向高位钻孔瓦斯抽采技术的研究及应用

腾晖矿针对矿井开采过程中遇到的瓦斯治理难题,以2-202工作面为例,详细阐述了顶板走向长钻孔钻场瓦斯抽采的钻孔布置、参数、封孔工艺,在抽采管路选型的基础上,抽采管路阻力及孔口负压,进而确定了抽采管路敷设路线,论述了抽采管路安装设计及要求,并就工程施工成本和抽采效果与高抽钻场进行了统计对比。实践检验表明,顶板走向长钻孔钻场抽采性价比优于高抽钻场,抽采效果良好,满足工作面安全回采要求,可推广应用至其他条件类似的工作面。