[发明专利]抽采瓦斯即时分离装置

说明书

本发明专利涉及抽采瓦斯即时分离装置及分离方法，属于瓦斯提纯技术领域。其中抽采瓦斯即时分离装置包括导流管道、气体整流装置及抽采瓦斯即时分离器，其中抽采瓦斯即时分离器包括Y型瓦斯分离管、分离装置、传动装置及信息处理装置，分离装置内置于Y型瓦斯分离管拐角处，并通过多边形传动杆与传动装置相连，信息处理装置通过数据线连接传动、分离装置。将抽采瓦斯即时分离装置与瓦斯抽放泵连接，能够直接在瓦斯抽采过程中对瓦斯气体进行浓度分离，解决了现有技术方法中矿井低浓度瓦斯储存难度大，后续提纯操作繁琐，成本高，需要消耗巨大的人工和时间成本的难题，具有操作简单、成本低等优点。

技术领域

本发明专利涉及瓦斯提纯技术领域，具体涉及抽采瓦斯即时分离装置及分离方法。

背景技术

瓦斯大量赋存于煤系地层中，是影响煤矿安全生产的重要因素。矿井瓦斯的主要危害有造成人员窒息、瓦斯燃烧爆炸以及瓦斯突出等。在近代煤炭开采史上，瓦斯事故每年都会造成大量人员伤亡和财产损失。随着开采深度的增加，瓦斯问题日趋严峻，严重威胁矿井安全生产。

瓦斯抽采可以提前对煤层中的瓦斯进行排除，可以有效降低煤矿开采过程中涌入采掘空间的瓦斯量，保障矿井安全。由于井下煤层瓦斯赋存条件不同、采煤工作面变化、产煤量调整以及抽采管理水平等多因素影响，导致瓦斯抽采量及浓度不稳定。首先，现有的瓦斯分离装置与方法在瓦斯抽采过程中难以根据瓦斯浓度的实时变化来实现灵活分离，分离效率较低；其次，现有的瓦斯分离装置与方法在抽采结束后收集的低浓度瓦斯因难储存、输送系统复杂、净化处理阻力大等，需要投入巨大的时间、经济与人工成本，导致只能将其就地利用或者排空，造成资源浪费与严重温室效应。因此如何在瓦斯抽采阶段根据瓦斯浓度的实时变化实现灵活、高效的分离瓦斯，解决资源浪费与环境污染问题，仍然是摆在现场工程技术人员面前的一道难题。

发明内容

针对瓦斯抽采过程中无法实时高效地将采得瓦斯气体分离为待利用、可排空两类，导致因待利用气体瓦斯纯度低，可排空气体瓦斯残留多而出现资源利用率低、环境污染等问题。本发明提供了抽采瓦斯即时分离装置及分离方法，实现了在瓦斯抽采过程中对浓度实时变化的采得瓦斯进行精准的分离，有效提高了资源的利用率，减少了瓦斯排放从而降低对环境造成的影响。

本发明技术方案如下：

抽采瓦斯即时分离装置，包括导流管道、气体整流装置及抽采瓦斯即时分离器，所述导流管道包括若干直流管与三通管，用于提供瓦斯向管路上方积聚的空间条件，并实现管路之间的互通连接；所述气体整流装置安装于直流管的气体入口侧，用于改善瓦斯气体在管道内流动状态，利于瓦斯向管道上部积聚；所述抽采瓦斯即时分离器包括Y型瓦斯分离管、分离装置、传动装置及信息处理装置，用于分离在管道上方积聚的高浓度瓦斯。

所述Y型瓦斯分离管整体结构为“Y”型，以“Y”字为平面，于垂直平面方向“Y”字拐角处两侧分设有一小孔，孔内装有所述带密封圈的轴承，“Y”字由下至上、由左至右依次为进气口、高浓瓦斯出气口与低浓瓦斯出气口，进气口与直流管的气体出口侧相连，高浓瓦斯出气口、低浓瓦斯出气口分别与其他直流管的进气口相连。

所述分离装置由半圆形挡板及瓦斯浓度传感器组成，所述半圆形挡板内部中空，整体结构为半圆形，沿其直径向外分别延伸出两圆柱端头，两圆柱端头外壁直径与所述带密封圈的轴承内壁直径相等，且内壁为多边形结构；所述瓦斯浓度传感器检测端安设于半圆形挡板弧线中点外表面处，其余部分内置于半圆形挡板内部空腔，后将装有瓦斯浓度传感器的半圆形挡板的两圆柱端头分别嵌入所述Y型瓦斯分离管两侧带密封圈的轴承内。