1、概況

　　瓦斯之害，駭人聽聞，瓦斯治理，迫在眉睫。

　　煤礦井下瓦斯超限和瓦斯積聚頻頻發(fā)生，甚至有的煤礦井下還發(fā)生瓦斯爆炸，嚴(yán)重地威脅著從業(yè)人員的生命安全和煤礦的安全生產(chǎn)。

　　所有煤礦井下都設(shè)有煤倉，煤礦井下煤倉又稱溜煤井或“反井”。煤倉的作用主要是儲存、轉(zhuǎn)載、緩沖煤量，是煤礦井下儲運煤炭重要環(huán)節(jié)，對實現(xiàn)煤炭產(chǎn)量的高產(chǎn)起到積極作用。一個小型礦井的井下煤倉數(shù)量就設(shè)有3～8個，一個中大型礦井的井下煤倉數(shù)量達(dá)到10～20個，巨型礦井的井下煤倉數(shù)量更多，所以在全國煤礦礦井中，井下煤倉的數(shù)量之多可達(dá)上百萬個。這些井下煤倉在儲存、轉(zhuǎn)載、緩沖煤量的過程同時積聚著大量瓦斯，其井下煤倉中的瓦斯?jié)舛雀鶕?jù)煤量、煤質(zhì)的不同可達(dá)到3～20﹪，瓦斯?jié)舛却蟠蟪^《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定。這么高的瓦斯?jié)舛扔鲆娔Σ粱鸹?、靜電火花、雜散電流、碰撞火花等等火種，極易引起瓦斯爆炸。煤礦井下煤倉存在嚴(yán)重的安全隱患，也是重大危險源，嚴(yán)重地威脅著從業(yè)人員的生命安全和煤礦井下的安全生產(chǎn)。

　　長期以來煤礦井下煤倉的瓦斯積聚問題一直是沒有得到很好解決的重大隱患和重大危險源，成為長期困擾煤礦安全生產(chǎn)的一大難題。

　　為了解決此類問題，傳統(tǒng)的解決辦法是在井下煤倉的上方巷道中安設(shè)軸流式通風(fēng)機稀釋煤倉中的上部瓦斯，軸流式通風(fēng)機也只能稀釋煤倉上部3～5m處的瓦斯，對于20～30m高度的井下煤倉的大部分瓦斯并不能稀釋、也無法解決。況且軸流式通風(fēng)機排放的大量瓦斯在有人工作的運煤巷中，因運煤巷中有機電設(shè)備和工作人員，稍有不慎就會造成瓦斯爆炸事故或人員窒息死亡事故。軸流式通風(fēng)機稀釋煤倉中的瓦斯給運煤巷中造成極大危害，危險危害因素依然存在。

　　雖然這對解決井下煤倉的瓦斯超限起了一定的作用，但上述設(shè)備設(shè)施治理費用昂貴，且沒有從根本上解決瓦斯積聚造成的隱患，仍然存在發(fā)生瓦斯爆炸事故的隱患，影響煤礦井下安全生產(chǎn)，可以說這些消極的措施并沒有從根本上解決瓦斯爆炸問題。

　　為解決煤礦井下煤倉瓦斯積聚問題，消除重大安全隱患，消滅重大危險源，煤炭行業(yè)的礦主和工程技術(shù)人員費盡心血而未解。

　　煤礦井下煤倉瓦斯治理裝置主要針對解決現(xiàn)有煤礦井下煤倉存在的瓦斯積聚而超標(biāo)易造成瓦斯爆炸和治理費用昂貴的技術(shù)難點。

　　2、井下煤倉瓦斯治理裝置的研究與設(shè)計

　　煤礦井下煤倉瓦斯治理裝置的目的是解決現(xiàn)有煤礦井下煤倉存在的瓦斯超標(biāo)易造成瓦斯爆炸和治理費用昂貴的技術(shù)難點，并提供一種能治理煤礦井下煤倉瓦斯積聚和消除瓦斯且治理費用低的煤礦井下煤倉瓦斯積聚治理裝置。

　　煤礦井下煤倉瓦斯治理裝置為解決上述問題而采用的技術(shù)方案是：它由一個或兩個瓦斯分離器、瓦斯導(dǎo)風(fēng)管、三叉排風(fēng)器和焚風(fēng)通風(fēng)器組成。瓦斯分離器設(shè)在煤礦井下煤倉的煤體中，三叉排風(fēng)器設(shè)在煤倉上方回風(fēng)道中，焚風(fēng)通風(fēng)器設(shè)在煤倉下方，利用瓦斯導(dǎo)風(fēng)管通往采區(qū)回風(fēng)道或主要回風(fēng)道。它由煤倉瓦斯分離器、瓦斯導(dǎo)風(fēng)管、三叉排風(fēng)器和焚風(fēng)通風(fēng)器組成的整體綜合裝置。

　　所述煤礦井下煤倉焚風(fēng)通風(fēng)器由焚風(fēng)曲線體、變線體、集風(fēng)道等構(gòu)成，主要功能是形成強大的焚風(fēng)效應(yīng)，形成焚風(fēng)風(fēng)流進(jìn)入瓦斯分離器，將瓦斯分離器中的瓦斯帶入瓦斯導(dǎo)風(fēng)管，按所要求的方向再利用瓦斯導(dǎo)風(fēng)管將瓦斯排到煤礦井下煤倉以外的采區(qū)回風(fēng)道或主要回風(fēng)道。焚風(fēng)通風(fēng)器設(shè)在煤礦井下煤倉下部。

　　所述煤礦井下煤倉瓦斯分離器由筒體、瓦斯釋放帽、瓦斯釋放孔和把捎構(gòu)成，瓦斯釋放帽設(shè)在筒體的體部，瓦斯釋放孔和把捎均勻設(shè)在筒體上。瓦斯分離器與焚風(fēng)通風(fēng)器和瓦斯導(dǎo)風(fēng)管相連接，設(shè)在煤礦井下煤倉倉中的側(cè)壁上。??

　　所述煤礦井下煤倉瓦斯釋放孔為矩形過濾孔、同心圓過濾孔和禁止符過濾孔；所述把捎為園缺形屋檐型，把捎位于瓦斯釋放孔的上方，旨在使煤（巖石）與瓦斯分離。

　　所述煤礦井下煤倉瓦斯導(dǎo)風(fēng)管為抗靜電玻璃鋼圓管。煤倉瓦斯導(dǎo)風(fēng)管與瓦斯分離器和三叉排風(fēng)器相連接，設(shè)在煤礦井下煤倉上部的回風(fēng)道中的上方旁側(cè)。

　　所述煤礦井下煤倉三叉排風(fēng)器為扇狀四通抗靜電玻璃鋼筒體。三叉排風(fēng)器與瓦斯分離器由筒體或瓦斯導(dǎo)風(fēng)管相連接，設(shè)在煤礦井下煤倉上部的回風(fēng)道中的上方旁側(cè)。

　　由于煤礦井下煤倉瓦斯治理裝置采用了一個或兩個瓦斯分離器、瓦斯導(dǎo)風(fēng)管、三叉排風(fēng)器和焚風(fēng)通風(fēng)器組成的整體綜合裝置，能夠降低煤礦井下煤倉的全部瓦斯，徹底治理煤礦井下煤倉瓦斯積聚的問題，并且治理費用低，經(jīng)濟效益好，具有治理瓦斯徹底、節(jié)能環(huán)保、治理費用低和經(jīng)濟效益好等優(yōu)點。特別指出該裝置是無噪音、無動力、無污染的通風(fēng)構(gòu)造設(shè)施， 純屬于環(huán)保節(jié)能型產(chǎn)品。

　　3、施安全效果

　　下面結(jié)合實施作進(jìn)一步的描述。

　　如圖1所示，本實施例中的煤礦井下煤倉瓦斯積聚治理裝置的位置布置結(jié)構(gòu)示意圖。其由煤礦井下煤倉焚風(fēng)通風(fēng)器、瓦斯分離器、瓦斯導(dǎo)風(fēng)管、三叉排風(fēng)器、煤礦井下煤倉煤體、煤倉筒壁、煤倉底煤、煤倉裝煤器、煤倉溜煤口、煤倉上部回風(fēng)巷、煤倉下部運輸大巷構(gòu)成。

　　煤礦井下煤倉瓦斯治理裝置，采用了一個瓦斯分離器、瓦斯導(dǎo)風(fēng)管、三叉排風(fēng)器和焚風(fēng)通風(fēng)器組成整體綜合裝置。煤礦井下煤倉焚風(fēng)通風(fēng)器與瓦斯分離器、瓦斯導(dǎo)風(fēng)管、三叉排風(fēng)器和焚風(fēng)通風(fēng)器共同組成一個有機的整體，形成了整體綜合裝置，共同完成煤礦井下煤倉瓦斯稀釋任務(wù)。

　　煤礦井下煤倉的煤體 、筒壁 、底煤 、裝煤器 、溜煤口 、煤倉上部回風(fēng)巷 、煤倉下部運輸大巷是煤礦井下煤倉重要組成部分，它們直接影響著瓦斯治理效果。其效果是：煤礦井下煤倉煤體的多少決定著煤倉瓦斯含量和瓦斯?jié)舛却笮?；煤倉筒壁的質(zhì)量決定著煤倉內(nèi)瓦斯分離器的安裝質(zhì)量；煤倉底煤多少決定著煤倉通風(fēng)情況而影響 瓦斯分離器的作用； 煤倉裝煤器的型號功能影響瓦斯積聚程度；煤倉溜煤口大小影響煤倉內(nèi)瓦斯釋放；煤倉上部回風(fēng)巷 的風(fēng)量和斷面大小決定著 煤倉上部瓦斯釋放速度；煤倉下部運輸大巷 風(fēng)量和斷面大小決定著 煤倉下部風(fēng)流速度即通風(fēng)壓力或通風(fēng)強度。這些煤倉構(gòu)造直接影響著瓦斯治理效果，都對煤倉內(nèi)瓦斯?jié)舛群屯咚狗e聚的 治理起到直接或間接作用。

　　如圖2所示瓦斯分離器一端與瓦斯導(dǎo)風(fēng)器 或三叉排風(fēng)器直接相連接，另一端與焚風(fēng)通風(fēng)器相連接。瓦斯分離器的作用是把煤礦井下煤倉中的煤炭與煤倉中積聚的瓦斯分離開來，分離后的瓦斯進(jìn)入瓦斯分離器通向瓦斯導(dǎo)風(fēng)管排到煤倉以外的回風(fēng)道，達(dá)到稀釋中的瓦斯的目的。

　　三叉排風(fēng)器為扇狀四通抗靜電玻璃鋼筒體，三叉排風(fēng)器與瓦斯導(dǎo)風(fēng)管相連接，三叉排風(fēng)器設(shè)在采區(qū) 回風(fēng)道或主要回風(fēng)道，三叉排風(fēng)器3的作用是保證瓦斯永遠(yuǎn)按要求的風(fēng)流方向運動，防止風(fēng)流方向逆轉(zhuǎn)。

　　煤礦井下煤倉瓦斯積聚治理裝置，它屬于一種治理煤礦井下煤倉瓦斯的設(shè)備。主要是解決現(xiàn)有煤礦井下煤倉存在的瓦斯積聚而超標(biāo)易造成瓦斯爆炸和治理費用昂貴的技術(shù)難點。為解決上述問題而采用的技術(shù)方案是：煤礦井下煤倉瓦斯積聚治理裝置，它由一個或兩個煤倉瓦斯分離器、瓦斯導(dǎo)風(fēng)管、三叉排風(fēng)器和焚風(fēng)通風(fēng)器組成的整體綜合裝置，能夠降低煤礦井下煤倉的全部瓦斯，徹底治理采煤礦井下煤倉瓦斯積聚的問題，并且治理費用低，節(jié)能環(huán)保，經(jīng)濟效益好。煤礦井下煤倉瓦斯積聚治理裝置，設(shè)在煤礦井下煤倉內(nèi)和煤礦井下煤倉上方的回風(fēng)巷方向，利用瓦斯導(dǎo)風(fēng)管通往采區(qū)回風(fēng)巷或主要回風(fēng)道。具有安全可靠、經(jīng)濟實用、結(jié)構(gòu)簡單、管理方便、無需增加動力的構(gòu)造設(shè)施；具有技術(shù)先進(jìn)、科學(xué)合理、治理瓦斯有效、節(jié)能環(huán)保、治理費用低和經(jīng)濟效益好等優(yōu)點，從而達(dá)到煤礦井下安全生產(chǎn)的目的。

　　煤礦井下煤倉瓦斯積聚治理裝置的防砸問題分析如下：

　　1)、煤倉（反井）高度假如在10～20m之間，采煤區(qū)絕大部分井下煤倉在這個高度，本實用新型煤礦井下煤倉瓦斯積聚治理裝置比較適應(yīng)，溜煤中含矸石量的多少或矸石的大小對該裝置有直接影響，矸石的重力加速度對該裝置沖擊力是G=mg=（1～20）×9.8=（9.8～ 196 ）N，矸石的max沖擊力為196 N，該裝置材質(zhì)采用的受力為389～468N。因此，該裝置能夠承受矸石的沖擊力，不會損害折斷。如果連續(xù)撞擊會造成疲勞損傷而影響裝置使用壽命，井下煤倉使用壽命最長是一年左右，該裝置的材質(zhì)使用壽命包括腐蝕可以保證一年。

　　2)、煤倉高度假如在20～90m之間，本實用新型煤礦井下煤倉瓦斯積聚治理裝置不太適應(yīng)，容易造成大的彎曲和折損，但在采煤區(qū)由于地壓的影響井下煤倉（反井）很少設(shè)計這個高度。

　　4、裝置特點

　　總結(jié)煤礦井下煤倉瓦斯積聚治理裝置，具有以下特點：

　　1、煤礦井下煤倉瓦斯積聚治理裝置的技術(shù)發(fā)明屬于國內(nèi)首創(chuàng)，世界先進(jìn)，具有技術(shù)先進(jìn)、科學(xué)合理，填補了我國煤礦井下煤倉瓦斯治理的空白，??
　　2、煤礦井下煤倉瓦斯積聚治理裝置的使用將有效的治理煤礦井下煤倉瓦斯積聚問題。它的研制成功將對所有煤礦井下煤倉瓦斯治理開辟一條新途徑。
　　3、煤礦井下煤倉瓦斯積聚治理裝置是安全、經(jīng)濟、永固的構(gòu)造設(shè)施，一次安裝，永久使用，經(jīng)濟實用。
　　4、煤礦井下煤倉瓦斯積聚治理裝置結(jié)構(gòu)簡單，管理方便，不需經(jīng)常維修，簡便易行，無需專人操作，易于推廣使用。
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