[发明专利]瓦斯抽采放水装置

说明书

本发明涉及瓦斯抽采放水装置，属于井下瓦斯抽放辅助装置技术领域；解决瓦斯抽放放水器放水过程中抽放负压损失较大、放水时间较长的问题；技术方案：包括放水器、上位的抽放支管和下位的连接软管，连接软管的一端与多个钻孔相连接，另一端通过连接的对接管与放水器的进气口相连接；抽放支管通过三通与对接管相连接，对接管与放水器进气口的连接处设置有第一截止阀，放水器底部的出水口设置有第二截止阀，放水器设置有排气阀；本装置防止因放水而中断抽放瓦斯的情况发生，提高了放水效率，避免了抽放压的损失，简单有效，同时提高了现场工作人员的安全性。

技术领域

本发明涉及井下瓦斯抽放辅助装置，具体涉及瓦斯抽采放水装置。

背景技术

抽放钻孔在封孔完成后，紧邻的每3-4个抽放钻孔相继连成一组均配套安装有一个放水器，每组钻孔内瓦斯气体（包括钻孔内煤层水和潮湿水气）在抽放负压的作用下经进气口进入放水器，将水（包括潮湿水气冷却形成的水）留在放水器内，而瓦斯气体由出气口通过蛇形进入抽放支管被抽走，最后进入地面抽放泵站。每班由抽放队巡检工对放水器内的积水进行排放。但在实际工作中，发现在放水过程中存在以下的问题：

（1）放水期间抽放负压损失大

如果一组内有3个抽放钻孔，钻孔直径120mm（考虑钻头直径115mm，实际施工过程有一定的富余），每个钻孔深度82m，井下巷道内大气压96kpa，抽放管路内温度与巷道内大气压相等，均为20℃；当关闭抽放支管阀门时，该组抽放钻孔、放水器及连接蛇形会管形成一个密闭空间（V密）（负压13kpa）；当打开放水器排气阀和排水阀时，密闭空间与巷道大气连通，因小于巷道内绝对压力，巷道内气流会进入，造成密闭空间内体积会收缩，设定巷道内有气体（V流进）经放水器进入密闭空间，并最终达到平衡（整个过程是：巷道内气体流入密闭空间，气体收缩）。

根据 V_变小=（P_密*V_密）/P_巷

P_巷——巷道内绝对压力 96kpa

P_密——密闭空间内绝对压力 （96-13）kpa

V_密——密闭空间体积（不包括钻孔外的连孔管、放水器等体积）

V密 =兀*（120*10-4/2）*82*3=2.78m³

V_变小=2.4m³

V_流进=2.78-2.4=0.38m³

当放水完成开启80蝶阀恢复抽放系统时，密闭空间内压力（P_巷）大于抽放支管压力（P_密），体积膨胀会有一部分气体（V_流出）流向抽放支管，并最终达到与抽放支内压力相等（整个过程是：密闭空间气体膨胀流出）。

同样根据 V_变大=（P_巷*V_密）/P_密=3.2m³

V_流出=3.2-2.78=0.42m³

如果每一组钻孔（以三个钻孔为一组）在放水时，意味着抽放系统会对标态下0.42 m³气体做无谓的消耗，少抽放0.42 m³瓦斯混合气体。如果按井下正常有6300个在抽钻孔、每天放水三次来计算，意味着每天抽放系统会对2646 m³气体做无谓消耗，每天减少2646m³瓦斯抽放量。

（2）放水时间较长