导语
煤矿在施工瓦斯治理钻孔过程中,经常性出现塌孔、孔内煤粉排不净当连孔抽放后煤层内的细小颗粒、孔内落煤及遗煤多数被抽入抽采管路内,随着气流进行移动,当积存在某个部位时就会造成管路堵塞,影响整个抽放系统的正常运行且清理困难。本期推荐的《湿式浅孔瓦斯抽放装置》可有效减少瓦斯抽采管路工程安装周期长、工程量大的问题,为采掘工作面进行快速浅孔抽采提供保障,保证瓦斯抽采钻孔的抽采效果,为后期采掘工程的施工提供了安全保障。
一、研发背景
煤矿井下在采掘工作面施工瓦斯抽采钻孔,尤其是进行浅孔抽放时,需要敷设瓦斯抽采管路进行瓦斯抽放,费时费力,投入工程量大,施工周期较长;浅孔进行自然排放,时间较长,效果差。为了减少不必要的工程投入,在综合前期工作经验的基础上,发明研制了湿式瓦斯抽放装置。该装置可有效减少瓦斯抽采管路工程安装周期长、工程量大的问题,为采掘工作面进行快速浅孔抽采提供保障,保证瓦斯抽采钻孔的抽采效果,为后期采掘工程的施工提供了安全保障。
二、技术原理
以往传统的浅孔抽采方法,一般是在钻孔施工完毕后,采用敷设瓦斯抽采管路进行抽放,这种方法费时费力,投入工程量大,施工周期较长;浅孔进行自然排放,时间长、效果差。新型湿式浅孔瓦斯抽放装置可有效减少钻孔积水及瓦斯抽采管路工程安装周期长、工程量大的问题,为后期采掘工程的施工提供了安全保障。
新型湿式浅孔瓦斯抽放装置,利用风流引射的原理,进行浅孔瓦斯抽放。该湿式浅孔瓦斯抽放装置主要有压风嘴、供水装置、接受室、混合室、扩压室组成。压缩空气以很高的速度从喷嘴流出到接受室,形成射流,产生卷吸流动。由于气流处于高速而出现一个负压区,被抽气体(引射流体也称二次气体)吸进接受室,压缩空气与引射流体在混合室内混合,进行动量交换,流动过程中速度场渐渐分布均匀,随后,压力因流速的降低而升高,在扩压室出口处,混合流体的压力高于进入接受室的引射流体的压力,混合流体经扩压室排出。在气流引射的同时,压缩空气与水流压入接受室,当钻孔的瓦斯与煤尘一同排出扩压室时,水流经压缩空气变成水雾状,可以将煤尘打湿,达到除尘的目的。
三、应用效果
(一)实施后的效果
湿式浅孔瓦斯抽放装置的使用,可有效减少瓦斯抽采管路工程安装周期长、工程量大、浅孔进行自然排放时间较长、效果差等问题,新型湿式瓦斯抽放装置应用效果:
1.湿式浅孔瓦斯抽放装置结构简单、设计巧妙,利用风流引射的原理进行采掘工作面浅孔瓦斯抽采。
2.所需材料全部使用废弃材料加工,结构简单、易于安装,便于维护与检修,成本低、效果好。
3.引射器无机械运动部分,不受摩擦、润滑、振动等条件限制;工作可靠,使用寿命长;结构简单、易拆装、重量轻、占地面积小;材料简单,只要选择适当,对于排除具有腐蚀性高温气体、含有杂质气体的场合极为有效。
(二)效益分析
1.该装置材料成本1000元/套,所用材料是废弃的材料等;按某矿井下每个采煤工作面投入1套风动式钻孔抽水装置,共计需要10套湿式浅孔瓦斯抽放装置,共计10000元,可节约新设备投入980000元。
2.全矿井瓦斯8寸管路投入所需费用:
150元/米*5000米=750000元。
3.每年节省安装工时工资:
200元/工时*1000工/采面*5采面=1000000元。
全年累计可节约资金投入:123万元。