1、概況

　　瓦斯之害，駭人聽(tīng)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(cāng)，煤礦井下煤倉(cāng)又稱溜煤井或“反井”。煤倉(cāng)的作用主要是儲(chǔ)存、轉(zhuǎn)載、緩沖煤量，是煤礦井下儲(chǔ)運(yùn)煤炭重要環(huán)節(jié)，對(duì)實(shí)現(xiàn)煤炭產(chǎn)量的高產(chǎn)起到積極作用。一個(gè)小型礦井的井下煤倉(cāng)數(shù)量就設(shè)有3～8個(gè)，一個(gè)中大型礦井的井下煤倉(cāng)數(shù)量達(dá)到10～20個(gè)，巨型礦井的井下煤倉(cāng)數(shù)量更多，所以在全國(guó)煤礦礦井中，井下煤倉(cāng)的數(shù)量之多可達(dá)上百萬(wàn)個(gè)。這些井下煤倉(cāng)在儲(chǔ)存、轉(zhuǎn)載、緩沖煤量的過(guò)程同時(shí)積聚著大量瓦斯，其井下煤倉(cāng)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^(guò)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定。這么高的瓦斯?jié)舛扔鲆?jiàn)摩擦火花、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(cāng)存在嚴(yán)重的安全隱患，也是重大危險(xiǎn)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(zhǎng)期以來(lái)煤礦井下煤倉(cāng)的瓦斯積聚問(wèn)題一直是沒(méi)有得到很好解決的重大隱患和重大危險(xiǎn)源，成為長(zhǎng)期困擾煤礦安全生產(chǎn)的一大難題。

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

　　雖然這對(duì)解決井下煤倉(cāng)的瓦斯超限起了一定的作用，但上述設(shè)備設(shè)施治理費(fèi)用昂貴，且沒(méi)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(shuō)這些消極的措施并沒(méi)有從根本上解決瓦斯爆炸問(wèn)題。

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

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

　　2、井下煤倉(cāng)瓦斯治理裝置的研究與設(shè)計(jì)

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

　　煤礦井下煤倉(cāng)瓦斯治理裝置為解決上述問(wèn)題而采用的技術(shù)方案是：它由一個(gè)或兩個(gè)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(cāng)的煤體中，三叉排風(fēng)器設(shè)在煤倉(cāng)上方回風(fēng)道中，焚風(fēng)通風(fēng)器設(shè)在煤倉(cāng)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(cāng)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(cāng)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(qiáng)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(cāng)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(cāng)下部。

　　所述煤礦井下煤倉(cāng)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(cāng)倉(cāng)中的側(cè)壁上。??

　　所述煤礦井下煤倉(cāng)瓦斯釋放孔為矩形過(guò)濾孔、同心圓過(guò)濾孔和禁止符過(guò)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(cāng)瓦斯導(dǎo)風(fēng)管為抗靜電玻璃鋼圓管。煤倉(cāng)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(cāng)上部的回風(fēng)道中的上方旁側(cè)。

　　所述煤礦井下煤倉(cāng)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(cāng)上部的回風(fēng)道中的上方旁側(cè)。

　　由于煤礦井下煤倉(cāng)瓦斯治理裝置采用了一個(gè)或兩個(gè)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(cāng)的全部瓦斯，徹底治理煤礦井下煤倉(cāng)瓦斯積聚的問(wèn)題，并且治理費(fèi)用低，經(jīng)濟(jì)效益好，具有治理瓦斯徹底、節(jié)能環(huán)保、治理費(fèi)用低和經(jīng)濟(jì)效益好等優(yōu)點(diǎn)。特別指出該裝置是無(wú)噪音、無(wú)動(dòng)力、無(wú)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(shí)施作進(jìn)一步的描述。

　　如圖1所示，本實(shí)施例中的煤礦井下煤倉(cāng)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(cāng)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(cāng)煤體、煤倉(cāng)筒壁、煤倉(cāng)底煤、煤倉(cāng)裝煤器、煤倉(cāng)溜煤口、煤倉(cāng)上部回風(fēng)巷、煤倉(cāng)下部運(yùn)輸大巷構(gòu)成。

　　煤礦井下煤倉(cāng)瓦斯治理裝置，采用了一個(gè)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(cāng)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(gè)有機(jī)的整體，形成了整體綜合裝置，共同完成煤礦井下煤倉(cāng)瓦斯稀釋任務(wù)。

　　煤礦井下煤倉(cāng)的煤體 、筒壁 、底煤 、裝煤器 、溜煤口 、煤倉(cāng)上部回風(fēng)巷 、煤倉(cāng)下部運(yùn)輸大巷是煤礦井下煤倉(cāng)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(cāng)煤體的多少?zèng)Q定著煤倉(cāng)瓦斯含量和瓦斯?jié)舛却笮?；煤倉(cāng)筒壁的質(zhì)量決定著煤倉(cāng)內(nèi)瓦斯分離器的安裝質(zhì)量；煤倉(cāng)底煤多少?zèng)Q定著煤倉(cāng)通風(fēng)情況而影響 瓦斯分離器的作用； 煤倉(cāng)裝煤器的型號(hào)功能影響瓦斯積聚程度；煤倉(cāng)溜煤口大小影響煤倉(cāng)內(nèi)瓦斯釋放；煤倉(cāng)上部回風(fēng)巷 的風(fēng)量和斷面大小決定著 煤倉(cāng)上部瓦斯釋放速度；煤倉(cāng)下部運(yùn)輸大巷 風(fēng)量和斷面大小決定著 煤倉(cāng)下部風(fēng)流速度即通風(fēng)壓力或通風(fēng)強(qiáng)度。這些煤倉(cāng)構(gòu)造直接影響著瓦斯治理效果，都對(duì)煤倉(cāng)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(cāng)中的煤炭與煤倉(cāng)中積聚的瓦斯分離開(kāi)來(lái)，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(cāng)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(yùn)動(dòng)，防止風(fēng)流方向逆轉(zhuǎn)。

　　煤礦井下煤倉(cāng)瓦斯積聚治理裝置，它屬于一種治理煤礦井下煤倉(cāng)瓦斯的設(shè)備。主要是解決現(xiàn)有煤礦井下煤倉(cāng)存在的瓦斯積聚而超標(biāo)易造成瓦斯爆炸和治理費(fèi)用昂貴的技術(shù)難點(diǎn)。為解決上述問(wèn)題而采用的技術(shù)方案是：煤礦井下煤倉(cāng)瓦斯積聚治理裝置，它由一個(gè)或兩個(gè)煤倉(cāng)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(cāng)的全部瓦斯，徹底治理采煤礦井下煤倉(cāng)瓦斯積聚的問(wèn)題，并且治理費(fèi)用低，節(jié)能環(huán)保，經(jīng)濟(jì)效益好。煤礦井下煤倉(cāng)瓦斯積聚治理裝置，設(shè)在煤礦井下煤倉(cāng)內(nèi)和煤礦井下煤倉(cāng)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(jì)實(shí)用、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、管理方便、無(wú)需增加動(dòng)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(fèi)用低和經(jīng)濟(jì)效益好等優(yōu)點(diǎn)，從而達(dá)到煤礦井下安全生產(chǎn)的目的。

　　煤礦井下煤倉(cāng)瓦斯積聚治理裝置的防砸問(wèn)題分析如下：

　　1)、煤倉(cāng)（反井）高度假如在10～20m之間，采煤區(qū)絕大部分井下煤倉(cāng)在這個(gè)高度，本實(shí)用新型煤礦井下煤倉(cāng)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(duì)該裝置有直接影響，矸石的重力加速度對(duì)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(huì)損害折斷。如果連續(xù)撞擊會(huì)造成疲勞損傷而影響裝置使用壽命，井下煤倉(cāng)使用壽命最長(zhǎng)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(cāng)高度假如在20～90m之間，本實(shí)用新型煤礦井下煤倉(cāng)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(cāng)（反井）很少設(shè)計(jì)這個(gè)高度。

　　4、裝置特點(diǎn)

　　總結(jié)煤礦井下煤倉(cāng)瓦斯積聚治理裝置，具有以下特點(diǎn)：

　　1、煤礦井下煤倉(cāng)瓦斯積聚治理裝置的技術(shù)發(fā)明屬于國(guó)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(bǔ)了我國(guó)煤礦井下煤倉(cāng)瓦斯治理的空白，??
　　2、煤礦井下煤倉(cāng)瓦斯積聚治理裝置的使用將有效的治理煤礦井下煤倉(cāng)瓦斯積聚問(wèn)題。它的研制成功將對(duì)所有煤礦井下煤倉(cāng)瓦斯治理開(kāi)辟一條新途徑。
　　3、煤礦井下煤倉(cāng)瓦斯積聚治理裝置是安全、經(jīng)濟(jì)、永固的構(gòu)造設(shè)施，一次安裝，永久使用，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。
　　4、煤礦井下煤倉(cāng)瓦斯積聚治理裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，管理方便，不需經(jīng)常維修，簡(jiǎn)便易行，無(wú)需專人操作，易于推廣使用。
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