專利名稱：一種煤礦老空放水有害氣體水氣分離裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水氣分離裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種煤礦老空放水有害氣體水氣分離裝置，其針對煤礦老空水中含有的大量有毒有害氣體，探放水時對其進行水氣分離的裝置。
背景技術(shù)：
目前，不少煤礦面臨老空水下開采問題，而防治老空水最直接最有效的方法是探放老空水。探放老空水過程中，老空區(qū)內(nèi)的ch4、H2S、CO等有毒有害氣體會經(jīng)鉆孔水流一起排出，如果直接將鉆孔老空水排至排水點，將可能造成排水點有害氣體超限，給礦井安全生產(chǎn)帶來威脅。老空區(qū)內(nèi)積存大量的有毒有害氣體，在密閉的環(huán)境中，老空區(qū)積水中的有害氣體含量會隨著時間不斷增加，而隨著老空水經(jīng)鉆孔的不斷排出，鉆孔水中的有害氣體在排水點不斷釋放，造成排水點水倉處有害氣體濃度不斷增加；同時在排放老空水時，會不斷出現(xiàn)老空區(qū)有害氣團隨著鉆孔水一起排出的現(xiàn)象，進一步增加了有毒有害氣體的排出。此外，鉆孔老空水中有害氣體的釋放與有害氣團的排出會造成排水點水倉局部有害氣體濃度超限，增加了排水點水倉的調(diào)風難度，還可能造成在排水點附近的工人有毒有害氣體中毒，嚴重時會造成人員傷亡等瓦斯事故。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種煤礦老空放水有害氣體水氣分離裝置，該裝置能更好地解決老空水鉆孔排放過程中有毒有害氣體水氣分離的問題。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
一種煤礦老空放水有害氣體水氣分離裝置，包括缸體，所述缸體上端設(shè)有進水管，下端設(shè)有出水管，其中，所述缸體上端還設(shè)有排氣管，排氣管所在的管路上設(shè)有氣動閘閥。較好的，所述缸體上端與氣動閘閥相連接的管路上還設(shè)有四通閥，四通閥分別連接氣壓表和壓氣管。進一步的，所述進水管、出水管和壓氣管所在的管路上均設(shè)有閘閥和可拆卸螺紋連接頭；所述缸體上端與四通閥之間的管路上設(shè)有閘閥和可拆卸螺紋連接頭。所述缸體還設(shè)有水位標尺，便于實時監(jiān)測缸體內(nèi)的水位。在本發(fā)明所述的水氣分離裝置中，排氣管所在的管路上設(shè)置一個氣動閘閥，目的在于隨著探放老空水鉆孔內(nèi)水流不斷向缸體內(nèi)流入，缸體內(nèi)老空水中游離的有害氣體氣團與吸附的有害氣體不斷釋放積聚，引起缸體內(nèi)的氣壓不斷升高，當有害氣體氣壓值達到并超過氣動閘閥設(shè)定的閾值時，氣動閘閥將自動打開排氣卸壓，將缸體內(nèi)的有害氣體排放至指定位置，卸壓后的氣動閘閥又會自動關(guān)閉，以此來實現(xiàn)老空水中有害氣體水氣分離過程的持續(xù)進行。此外，本發(fā)明裝置還設(shè)有氣壓表和壓氣管，目的在于能夠時刻觀察缸體內(nèi)有害氣體的壓力，當有排水高度要求且缸體內(nèi)的氣壓值不能滿足把缸體內(nèi)的水排至所需高度處時，可通過壓氣管壓入空氣來保證缸體內(nèi)的氣壓值始終大于將缸體內(nèi)水氣分離后的老空水排至所需高度處的最低氣壓值，但遠小于氣動閘閥的閾值，以此來實現(xiàn)老空水水氣分離的過程，同時通過缸體內(nèi)的氣體壓力不斷地將水氣分離后的老空水排至所需高度處的水倉。本發(fā)明所述的水氣分離裝置，依據(jù)對水氣分離后的鉆孔老空水是否有排水高度要求，通過使用壓氣管調(diào)節(jié)缸體內(nèi)的氣體壓力，來實現(xiàn)在水封的密閉缸體環(huán)境中以氣壓將水排至所需高度處的目的。設(shè)置的可拆卸螺紋連接頭，便于連接不同探放水鉆孔孔徑的管路。設(shè)置的水位標尺與閘閥，便于能夠時刻觀察缸體內(nèi)的水位高度，通過調(diào)節(jié)缸體外的閘閥來保證缸體內(nèi)的水位處于某一合理范圍的高度(一般以不超過缸體高度的2/3為宜)，以實現(xiàn)老空水水氣分離全過程的持續(xù)進行。本發(fā)明水氣分離裝置能更好地解決老空水鉆孔排放過程中有毒有害氣體水氣分離的問題，而且還能利用水氣分離后積聚的有害氣體氣壓將分離后的老空水排至一定的高度。該水氣分離裝置具有使用過程簡單，安全可靠，功能多樣，應(yīng)用范圍廣，適應(yīng)性強等優(yōu)點。


圖1為本發(fā)明所述煤礦老空放水有害氣體水氣分離裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式以下通過具體實施例對本發(fā)明做進一步說明，但本發(fā)明的保護范圍不限于此。如圖1所示，一種煤礦老空放水有害氣體水氣分離裝置，包括缸體1，所述缸體I上端設(shè)有進水管7，下端設(shè)有出水管9，其中，所述缸體I上端還設(shè)有排氣管10，排氣管10所在的管路上設(shè)有氣動閘閥5。所述缸體I上端與氣動閘閥5相連接的管路上還設(shè)有四通閥11，四通閥11分別連接氣壓表4和壓氣管8。所述進水管7、出水管9和壓氣管8所在的管路上均設(shè)有閘閥3和可拆卸螺紋連接頭2 ;所述缸體I上端與四通閥11之間的管路上設(shè)有閘閥3和可拆卸螺紋連接頭2。所述缸體I還設(shè)有水位標尺6。下面對本發(fā)明水氣分離裝置的原理進行詳細的描述
I)當鉆孔水經(jīng)進水管7流入缸體I后，關(guān)閉出水管9的閘閥3，使得缸體I內(nèi)儲存的老空水水位不斷上升，當水位標尺6的水位上升至約2/3高度時，打開出水管9的閘閥3使缸體I內(nèi)水氣分離后的老空水經(jīng)出水管9排至附近的排水倉處(此時排水無高度差)。隨著流經(jīng)缸體I內(nèi)的鉆孔老空水量不斷增加，在缸體I內(nèi)老空水釋放的有毒有害氣體量不斷增多，在水封的密閉容器中，缸體I內(nèi)水面上有害氣體氣壓值不斷升高，當缸體I內(nèi)的有害氣體壓力值達到并超過氣動閘閥5設(shè)定的閾值時，氣動閘閥5將自動打開，缸體I內(nèi)積聚的有害氣體將通過排氣管10排至指定地點(正常情況下，排氣管10的閘閥3始終處于打開狀態(tài)。在無排水高度差的情況下，壓氣管8所在管路的閘閥3始終處于關(guān)閉狀態(tài))，隨著缸體I內(nèi)有害氣體的排出氣壓值將降低，此時氣動閘閥5又將自動關(guān)閉，實現(xiàn)老空水水氣自動分離的全過程。至此，往復循環(huán)這種自動的水氣分離過程，該水氣分離過程簡單可靠，能夠?qū)崿F(xiàn)持續(xù)性水氣自動分離。2)當鉆孔水經(jīng)進水管7流入缸體I后，關(guān)閉出水管9的閘閥3，使得缸體I內(nèi)儲存的老空水水位不斷上升，當水位標尺6中水位上升至中上部合理范圍內(nèi)時，打開壓氣管8的閘閥3，同時打開出水管9的閘閥3 (正常情況下，排氣管10的閘閥3始終處于打開狀態(tài))，利用壓氣管8將壓縮空氣加入到缸體I中，增加缸體I中的氣體壓力，當氣壓表4的氣壓值大于將缸體I中水氣分離后的老空水排至較高處排水倉所需的最低壓力但小于氣動閘閥5的設(shè)定閾值壓力時(如以排水高度差20m為例，則缸體I中的氣壓需大于O. 2MPa但小于氣動閘閥5的設(shè)定閾值壓力)，停止向缸體I中壓氣，并關(guān)閉壓氣管8的閘閥3，此時缸體I中液面上的氣體壓力已能夠滿足有高差的排水需求(此時排水有高差)，隨著流經(jīng)缸體I內(nèi)的鉆孔老空水量不斷增加，在缸體I內(nèi)老空水釋放的有毒有害氣體量不斷增多，在該水封的密閉容器中，缸體I內(nèi)水面上有害氣體氣壓值不斷升高，當缸體I內(nèi)的有害氣體壓力值達到并超過氣動閘閥5的設(shè)定閾值時，氣動閘閥5將自動打開，缸體I內(nèi)聚集的有害氣體將通過排氣管10排至指定地點，隨著缸體I內(nèi)有害氣體的排出氣壓值將降低，此時氣動閘閥5又將自動關(guān)閉，實現(xiàn)老空放水有害氣體水氣自動分離的全過程。至此，往復循環(huán)這種自動的水氣分離過程，該過程既能實現(xiàn)有害氣體的水氣分離，又能利用積聚的氣壓將分離后的水體排至一定高度處，該裝置簡單可靠，功能多樣，能夠?qū)崿F(xiàn)自動化分離，持續(xù)分離性強。綜上可見，使用本發(fā)明水氣分離裝置，可以有效解決井下探放老空水過程中鉆孔水排放時有毒有害氣體無法分離的問題，并能很好地解決將鉆孔水經(jīng)管路(無需排水泵)直接排至所需高度處的排水問題，從而實現(xiàn)安全經(jīng)濟排水的目的。同時本發(fā)明裝置操作使用過程簡單方便，安全可靠性高，功能多樣，能夠自動實現(xiàn)水氣分離的過程，水氣分離過程持續(xù)性強；此外，裝置中設(shè)置的螺紋連接頭可以使該裝置能夠與不同直徑的鉆孔管路連接，應(yīng)用范圍廣，適應(yīng)性強，也為井下的安全生產(chǎn)帶來了方便與安全保障。
權(quán)利要求
1.一種煤礦老空放水 有害氣體水氣分離裝置，包括缸體，所述缸體上端設(shè)有進水管，下端設(shè)有出水管，其特征在于，所述缸體上端還設(shè)有排氣管，排氣管所在的管路上設(shè)有氣動閘閥。
2.如權(quán)利要求1所述的煤礦老空放水有害氣體水氣分離裝置，其特征在于，所述缸體上端與氣動閘閥相連接的管路上還設(shè)有四通閥，四通閥分別連接氣壓表和壓氣管。
3.如權(quán)利要求2所述的煤礦老空放水有害氣體水氣分離裝置，其特征在于，所述進水管、出水管和壓氣管所在的管路上均設(shè)有閘閥和可拆卸螺紋連接頭；所述缸體上端與四通閥之間的管路上設(shè)有閘閥和可拆卸螺紋連接頭。
4.如權(quán)利要求3所述的煤礦老空放水有害氣體水氣分離裝置，其特征在于，所述缸體設(shè)有水位標尺。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種煤礦老空放水有害氣體水氣分離裝置，包括缸體，所述缸體上端設(shè)有進水管，下端設(shè)有出水管，其中，所述缸體上端還設(shè)有排氣管，排氣管所在的管路上設(shè)有氣動閘閥。所述缸體上端與氣動閘閥相連接的管路上還設(shè)有四通閥，四通閥分別連接氣壓表和壓氣管。本發(fā)明水氣分離裝置能更好地解決老空水鉆孔排放過程中有毒有害氣體水氣分離的問題，而且還能利用水氣分離后積聚的有害氣體氣壓將分離后的老空水排至一定的高度。該水氣分離裝置具有使用過程簡單，安全可靠，功能多樣，應(yīng)用范圍廣，適應(yīng)性強等優(yōu)點。
文檔編號B01D19/00GK103071317SQ201310031398
公開日2013年5月1日 申請日期2013年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月28日
發(fā)明者李化敏, 王文, 于斌全, 王桂生, 黃祖軍, 高翔 申請人:河南理工大學, 山西煤炭進出口集團左權(quán)鑫順煤業(yè)有限公司