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1、矿用实用型全自动负压放水器浅谈作者：荆正军 赵远生（作者简介：荆正军 1971.03.14 出生，辽宁省阜新市人。现任恒大煤业责任有限公司抽 采队主管工程师，自 1991 年至今，专门从事矿井“一通三防”工作的研究。 ）摘要：摘要：通过对恒大煤矿抽采系统工作的实践考察，对矿井瓦斯抽采管路放水在矿井实际生产中的作用做了总体论述，分析了实用型全自动负压放水器的作用、原理及设备的制作与使用等内容，结合恒大矿实际应用，阐述了矿用实用型全自动负压放水器在矿井生产中具体使用方法和作用。关键词关键词 瓦斯抽采 负压放水 作用 原理1、恒大公司瓦斯抽采系统简介恒大公司瓦斯抽采系统简介恒大公司 2009 年核定
2、为 150 万吨，矿井服务年限为 30 年。井区内可开采煤层有高德层群、太平层群、中间层群、孙家湾层群、水泉层五 5 大层群。矿井采用抽出式通风方法，两翼对角式通风方式。恒大煤业有限责任公司 2011 年度矿井绝对瓦斯涌出量 134.58m3/min、相对瓦斯涌出量 46.16 m3/t，二氧化碳绝对涌出量 5.13 m3/min、相对涌出量 1.68m3/t，属于突出矿井。自然发火周期 3-6 个月，煤尘爆炸指数 44.97%。2009 年开采的 5331 首采综采工作面绝对瓦斯涌出量达到 246m3/min。恒大公司地面南北两翼分别建立有瓦斯抽放泵站，设有 2BEC52型水环式真空抽放泵
3、5 台，单泵额定抽放量 200 m3/min； GBF7302BG3型水环式真空抽放泵 5 台，单泵额定抽放量 578m3/min； 2BF-305-1BD3 型水环式真空抽放泵 2 台, 单泵额定抽放量 60 m3/min。井下南北两翼各设有移动抽采泵站，每个泵站安设有 GBF4302BG3型水环式真空抽放泵 2 台，单泵额定抽放量 200 m3/min。矿井铺设 630、426、377、273 瓦斯抽放管路 2 万余米，分为高低浓度两趟管路，矿井实施了分源抽采。恒大公司 630 主管路变坡处低部、平巷每 300m、过道管两侧均安设有放水器；支干管路低洼处、变坡处低部、平巷每 300m、过道
4、管两侧均安设有放水器；温差变化较大的低温侧抽采管路；与预抽钻孔相连接的集气罐制成放水集气罐。全矿井累计大小放水器 106 个，各区域通风人员每班进行放水，从源头开始治理确保抽采管路畅通。 （注：有一部分放水器经过调压处理，利用“U”型管原理，可实行自动放水，但达不到规定的抽采负压。 ）2、抽采系统放水工艺抽采系统放水工艺2.1 抽采管路放水必要性抽采管路是抽采系统的重要组成部分，是连接瓦斯抽采泵与抽采地点的必要环节。由于井下抽采地点混合气体含水量较大或管路途径巷道温差变化较明显，管路中都可以形成积水。由于管路积水造成管路有效断面减小，使抽采泵负荷增加、抽采率降低，严重影响煤矿瓦斯治理和生产安全
5、。因此，必须保证抽采管路有效抽采断面，加强管路放水工作。2.2 现用放水器简介我矿现使用放水器（如图 2-1）多为人工放水器，定期（每班或原班一次）对抽采管路进行放水，放水效率较低，人员劳动强度较大，管路积水速度加快，积水量加大，不能达到及时处理，从而造成局部地点瓦斯超限的可能。现使用放水器承水量有限，有时某处管路内积水量增加速度较快，为保证抽采效果需专人原班进行放水。我矿现使用中天公司安装的自动放水器（如图 2-2），由于是厂家生产现成产品，规格和放水量均不符合我矿现状，并且耗资较大。我矿现用半自动放水器（如图 2-3），由于使用地点限制，不能达到抽采达标要求，即抽采负压不少于 13KPa。
6、图 2-1 人工放水器图抽采管路人工集水放水器图 2-2 现用自动放水器图630抽采管路20mm集水管400mm500mm自动放水器图 2-3 人工调压放水器图汽水分离之集气罐去抽采管路汽水分离之放水器调压阀门2.3 全自动负压放水器全自动负压放水器，是根据负压放水原理，结合我矿实际情况，自主研发的项目。该项目保制作工艺简单，体积可调，应用空间较大，不受环境影响，能横好的达到负压自动放水保护煤矿安全生产的目的。原理：（如图 2-4）、集水管路中的积水通过集水装置自动进入放水器，达到自动触发装置启动水位。、放水阀门自动转换放水器内水位到放水启动自动触发装置水位时，浮漂带动转换装置，使联通管外的进
7、气阀门打开，使放水器与外界压力平衡，靠放水器内水的自重开启放水单向阀，进行放水。、集水阀门自动转换放水器内水位降到集水启动自动触发装置水位时，浮漂带动转换装置，关闭联通管外的进气阀门，使联通抽采管路内的进气阀门打开，使放水器与抽采管路内的压力平衡，靠抽采管路集水装置内水的自重开启进水单向阀，进行集水，从而达到一个自动放水循环。4、辅助功能放水器进水侧安装简易过滤除渣装置，从根源治理可防止抽采地点的杂质进入抽采分支管路；安装在分支管路上可减少主管路杂质进入；安装在主管路上可减少杂质进入抽采泵；保证抽采泵的最佳使用环境同时，最大限度保证抽采管路净面积，减小管压提高抽采泵效率从而达到最佳抽采效果。图
8、 2-4 全自动负压放水器原理图水抽采管路集水装置水过滤人工除渣装置负压自动转换装置浮子五、自动转换装置功能及原理自动转换装置包括由单孔活板控制的气门分离装置，该装置有两个通孔分别由放水器内通向抽采管路和放水器外界；由于单孔活板的周期性活动使放水器内压与抽采管路或放水器外界达到平衡，形成自动集水和放水的过程。单孔活板的机械运动靠放水器内的水浮子升降来控制，浮子上升到活动杆启动位置后，在弹簧的作用下使单孔活板下拉，形成放水器放水压力平衡状态；放水后，浮子下降，到达集水状态前，靠浮子的自重拉下活动杆，到集水启动位置后，形成放水器集水压力平衡状态；在浮子升降过程中，由过度装置，达到集水、放水目的。副
9、活动杆起稳定方位作用同时由于弹簧拉力作用，使单孔活动版进入转换位置，形成转换。图 2-5 转换装置放大图与管路连接调压进气孔与空气连接调压进气孔拉簧单孔活塞板与放水器端连接调压进气孔活动杆积水顶起状态活动杆放水拉下状态3、全自动放水应用全自动放水应用在我矿北翼 630 主管路管线长约 4860 米，-650 大巷至-536上平台总段回风道， （距离地面泵站约 15002500 米）有 18 个钻场，每个钻场有 6 至 9 个钻孔，由于该地区曾进行地面打孔压裂，瓦斯涌出量较大，钻孔抽采效果明显。该段人工放水时，往返 1000 米倾斜巷道不少于 3 次，且该地点距离井口较远，往往在交接班时间出现各
10、别地点积水过大，抽采泵站管压增高。使用全自动负压放水器后，不但保证了钻场抽采效果，地面抽采泵负压增高现象明显减少，总回风道内的瓦斯含量稳定。放水人员劳动强度明显降低，每原班对该段放水器及过滤装置进行检查维护一次，并能利用剩余时间对其他地点抽采管路等设施进行维护。4、效果效果我矿是高瓦斯矿井，现阶段由于瓦斯治理的方法增多，方式多样多，显出抽采或预抽采尤为重要。所以，保证抽采系统（管路）畅通无阻显得更为重要。全自动负压放水器使用后不但对抽采系统的使用率有所提高，对于企业安全资金投入也有着很大的节省。自动放水器节约工时及资金简介：抽采管路原班放水（最低预算：南、北翼各一人，包括瓦检员）共需 6 人工
11、，每人月工资按 3000 元计，约 1.8 万元。且人工放水涉及到个人安全、检查时间、个人因素等.自动放水器成本预计 400500 元（包括人工） ，服务时间暂定 5 年；以我矿现有开采接续计划看：2 采面，每面 4 个自动放水器：46个掘面每个掘面（1 个/300m）3 个；外围巷道 30 个，最多 56 个，总计 2.8 万元。资金明细：人工放水投资： 1.81221.6 万元 人工放水器检修资金：21.60.051.08 万元放水器投资：500 56 2.8 万元 维修、维护费按 5%计：2.80.050.14 万元 按专人周检查、检修计（通风员日检）：3000121.24.2 万元年节约资金：21.6+1.08-2.8-0.14-4.2=18.34 万元5 年节约资金：（21.6+1.08-0.14-4.2）5-2.8=88.9 万元参考文献参考文献1 徐天明. 自动放水器在瓦斯抽放系统中的应用与改造J. 煤矿现代化. 2010(05)2 郝全明,白 豹,孙 晶,周连春. 高负压情况下新型放水器的研究与应用J. 成果应用. 2010(06)
