採煤工作面瓦斯治理裝置

採煤工作面瓦斯治理裝置是指一種治理煤礦井下壁式採煤工作面上瓦斯積聚的設備。主要解決現有煤礦井下採煤工作面上存在的瓦斯積聚而超標易造成瓦斯爆炸和治理費用昂貴的技術難點。

屬於環保節能型，具有技術先進、科學合理、治理瓦斯有效、治理費用低和經濟效益好等優點，能有效解決和治理採煤工作面上瓦斯積聚問題，從而達到煤礦井下採煤工作面安全生產的目的。

基本介紹

• 中文名：採煤工作面瓦斯治理裝置
• 外文名：Device for Gas Treatment in Top-coal Caving Face
• 優點：技術先進、節能，成本低
• 效果：有效解決瓦斯積聚問題
• 結構：通風器、分離器、導風管，排風器
• 特點：結構簡單，管理方便

提出背景

煤礦採煤工作面多採用“U”型通風方式，上隅角容易聚集瓦斯是其存在的主要問題。主要原因是進入採空區的漏風攜帶瓦斯從上隅角流出，與主風流匯合時形成漩渦區，不能及時被主風流帶走，造成瓦斯聚集超限所致。一種簡單有效的方法是及時將聚集的瓦斯軀散，由於存在瓦斯爆炸的安全隱患，對驅散使用的設備安全性要求很高。用水作動力的風流引射裝置本身無機械運動部件，沒有產生火花的隱患，為此，很早就有人研究套用於井下局部通風和除塵。早期出現的水射流引射裝置，由於耗水量大或配套泵站龐大未能在井下推廣套用。

傳統治理瓦斯方法

傳統的方法是：採取工作面順向通風系統或在工作面上隅角掛風幛兩種。

第一種方法是採用工作面順向通風系統的方法能夠有效解決工作面上隅角瓦斯積聚問題，效果很好，但是採取工作面順向通風系統需要掘進大量巷道，須掘進一條上千米的工作面迴風巷，還須送一條幾十米或幾百米的沿採空區巷道（既沿空留巷或沿空送巷）。掘進這些巷道會增加大量資金投入和增加上百萬元（甚至上千萬元）的採煤成本，甚至影響採掘銜接，因此絕大部分礦井不採用工作面順向通風系統，只有極個別大型礦井採用工作面順向通風系統或工作面順向摻新通風系統。

第二種方法是工作面上隅角掛風幛的瓦斯處理辦法，這種方法是在採煤工作面上隅角處傾斜吊掛風幛，改變少部分風流方向達到稀釋瓦斯的目的。工作面吊掛風幛最大的缺點是在不規則的巷道中風幛很難有效起作用，即隨著工作面的推進速度風幛掛不住，再者風幛損壞嚴重。工作面吊掛風幛的方法可以臨時解決一下瓦斯積聚，但是不能永久或徹底解決瓦斯積聚問題，沒有從根本上解決採煤工作面瓦斯積聚問題，採煤工作面仍然存在發生瓦斯爆炸事故造成的隱患。

瓦斯治理裝置的結構設計

該裝置由一個瓦斯分離器、瓦斯導風管、三叉排風器、瓦斯輸送管和檒風通風器組成的整體綜合裝置，設在煤礦井下採煤工作面上隅角和放頂煤採煤工作面液壓支架上，利用瓦斯導風管將瓦斯通往採煤工作面迴風巷或採區主要迴風道。下面結合實例對該裝置作進一步的描述。如圖1，瓦斯積聚治理分兩部分：

其一是採煤工作面上隅角部分的瓦斯，由檒風通風器、上隅角採空區瓦斯分離器、瓦斯導風管、三叉排風器處理；

其二是綜放採煤工作面的瓦斯由瓦斯分離器、軟體瓦斯導風管、檒風通風器處理。

瓦斯分離器貫穿整個工作面（長度120～190m），安裝在液壓支架上方頂梁內側。液壓支架下的瓦斯分離器為剛性結構，兩頭由柔性軟管連線，利用瓦斯導風管通往採煤工作面迴風巷或採區主要迴風道。分離後的瓦斯進入瓦斯分離器，通向瓦斯導風管排出到採煤工作面上隅角以外，進入瓦斯導風管，達到稀釋採煤工作面瓦斯的目的。

圖2 是採煤工作面三叉排風器的結構示意圖。三叉排風器為扇狀四通抗靜電玻璃鋼筒體，設在採區迴風道或主要迴風道中上方旁側，與採煤工作面瓦斯導風管相連線。三叉排風器的功能使風流和瓦斯永遠按一定方向運動，保證瓦斯按要求的風流方向運動，防止風流方向逆轉。軟體瓦斯導風管的結構為螺旋體型，導風管兩端與剛性瓦斯分離器相連線，其作用是在液壓支架邁步移動時能夠輸送瓦斯。檒風通風器由檒風曲線體、變線體、集風道等構成，主要功能是形成強大的檒風效應，按所要求的方向利用瓦斯導風管將瓦斯排到採煤工作面以外的採區迴風道或主要迴風道。

以上瓦斯分離器、瓦斯導風管、三叉排風器和焚風通風器共同組成一個有機整體，形成了整體綜合裝置，共同完成放頂煤採煤工作面和採煤工作面上隅角瓦斯稀釋任務。

特點

採煤工作面上隅角瓦斯治理裝置，具有以下特點：

1.煤礦井下採煤工作面上隅角瓦斯治理裝置的技術發明屬於國內首創，世界先進，具有技術先進、科學合理，填補了我國煤礦井下採煤工作面上隅角瓦斯治理的空白。屬於世界性先進技術，達到世界先進水平。

2.煤礦井下採煤工作面上隅角瓦斯治理裝置的使用將有效的治理煤礦井下採煤工作面上隅瓦斯積聚問題。它的研製成功將對所有煤礦井下採煤工作面上隅角瓦斯治理開闢一條新途徑。

3.煤礦井下採煤工作面上隅角瓦斯治理裝置是安全、經濟的構造設施，一次安裝，永久使用，經濟實用，所帶來的經濟效益相當可觀。

4.煤礦井下採煤工作面上隅角瓦斯治理裝置結構簡單，管理方便，不需經常維修，簡便易行，無需專人操作，易於推廣使用，且開創了我國煤礦井下煤倉無動力治理瓦斯經驗和先例。

5.煤礦井下採煤工作面上隅角瓦斯治理裝置，開創了我國無動力治理瓦斯新經驗。

6.特別指出煤礦井下採煤工作面上隅角瓦斯治理裝置是無噪音、無動力、無污染的通風構造設施，純屬於環保節能型產品。

煤礦井下採煤工作面上隅角瓦斯治理裝置在全國乃至全世界推廣使用, 開創了我國瓦斯治理的先驅，具有推廣使用價值。

社會效益

新型瓦斯治理裝置具有結構簡單、管理方便、不需經常維修和無需專人操作等優點，與傳統瓦斯治理技術相比，可以大幅度減少通風系統的巷道掘進與維護費用，該裝置一次安裝、永久使用，所帶來的經濟效益相當可觀，為綜放採煤工作面上隅瓦斯積聚治理開闢了一條新途徑，易於在全國煤炭行業推廣套用。

煤礦井下採煤工作面上隅角瓦斯治理裝置由一個瓦斯分離器、瓦斯導風管、三叉排風器和檒風通風器組成的整體綜合裝置，能夠降低採煤工作面上隅角的瓦斯含量，徹底治理採煤工作面上隅角瓦斯積聚的問題，並且治理費用低，經濟效益好。具有治理瓦斯徹底、節能環保、治理費用低和經濟效益好等優點。