一种用于抽采瓦斯的可控式流管设计

一种用于抽采瓦斯的可控式流管设计

王旭

贵州盘江矿山机械有限公司，贵州省盘州市，553537

摘 要：可控式流管用于综采工作面瓦斯抽采管路中，以解决工作面上隅角附近因风流导致瓦斯超限的问题。该设计能达到对采空区瓦斯的抽采，提高了瓦斯抽采率，降低了上隅角瓦斯浓度，也减少了采空区自燃的风险，提高了治理瓦斯的安全性。

关键词：可控式流管；综采工作面；治理瓦斯；

一、前言

由于综采工作面进入采空区的风流，携带采空区的瓦斯大部分从上隅角附近返回工作面，致使上隅角附近的瓦斯浓度较高。当回风巷风流中的瓦斯浓度达到0.5~0.6%时，在工作面的上隅角就可能出现瓦斯浓度超限现象，为了解决采煤工作面上隅角瓦斯超限问题，设计了可控式流管。

二、结构及特点

通过与深入现场了解与调研，设计了一种方形的三通装置，其内部设置有活动盖板，滑轮，橡胶垫（使用废旧皮带制作），插销等机构，通过钢丝绳及其绞棍远程操纵三通装置两个连接孔的开合，且绞棍机构设有安全插销等机构，有效避免因误操作导致瓦斯抽放不正确，旋转及碰撞位点均设有橡胶垫或O型圈，有效避免内部可能产生的火花，制作方便，成本低廉。其主要特点如下：

1. 采用钢丝绳绞棍机构，解决密封和远程操控问题；
2. 采用方形三通结构，加工简单，机构灵活可靠；
3. 采用金属、非金属材料混合制作，及解决了金属撞击可能产生的火花问题，又解决了非金属材料相互摩擦产生的静电问题（金属外壳接地）；
4. 采用滑轮机构，钢丝绳灵活可靠，不容易别卡；
5. 初始状态采用插销机构固定，确保密封，不易受震动等因素照成非人为操作现象；
6. 采用内三角扳手及螺栓固定，确保人为不小心触动、乱触动等现象。

可控式流管结构图

1-法兰盘、2-主短接、3-1#定滑轮组、4-旁通短接、5-箱体、6-2#定滑轮组、7-绞绳装置、8-绞轴限位销、9-调节板、10-调节板钢丝绳固定点、11-3#定滑轮组、12-观察孔盖板、13-调节板固定合页。

三、工作原理

可控式流管与采空区瓦斯抽采留管安设时一并安装，一般间隔24-30m安设一个（根据瓦斯涌出量及采空区氧化带宽度确定），安设时可控式流管水平放置，旁通短接向上，调节板封闭侧在采空区侧。将可控式流管安设完成后安设调节板的钢丝绳，钢丝绳连接组成为从靠近采空区侧可控式流管调节板钢丝绳固定点连接后，穿过瓦斯管与下一个相邻的可控式流管绞绳机构连接。钢丝绳安设时，先将侧观察孔盖板打开，采用两根等长（大于瓦斯管长度1m）的钢丝绳一端与绞绳机构连接后，另一端穿过1#滑轮组中部穿出，穿过2#滑轮组中部与调节板下端的钢丝绳固定点连接，从1#滑轮组穿出的另一根钢丝绳穿过3#滑轮组中部后与调节板下端的钢丝绳固定点连接，将钢丝绳拉紧固定，通过绞绳装置调节观察装置调节的灵活性及封堵管道的气密性，处理存在的问题保证灵活性及气密性满足要求后，减掉多余的钢丝绳，将调节板调节至封堵上部瓦斯管的位置，确定密封后插入绞轴限位销，防止绞轴转动，再将侧观察孔盖板盖严。钢丝绳与绞绳装置连接时，保证绞绳装置顺时针转动时调节板是封闭采空区的。

该装置进入采空区5-10米（根据顶板垮落情况定），需调节抽采时，拔出所需调节位置的绞轴限位销，顺时针（逆时针）转动前面一个可控式流管的绞绳装置8，通过拉绳来控制后面一个可控式流管的调节板9，调节至所需位置后将绞轴限位销插入，防止绞轴转动，可根据抽采需要来控制采空区侧及旁通三通侧的开关度来控制抽采气体量，可以继续抽采采空区瓦斯，安全可靠。

四、工程应用

目前，可控式流管在贵州盘江各矿已大规模推广使用，成功解决了工作面上隅角附近因风流导致瓦斯超限的问题。

五、结束语

该装置制作方便，成本低，通过对采空区瓦斯的精准抽放，提高了瓦斯抽采率，降低了上隅角瓦斯浓度，也减少了采空区自燃的风险，提高了治理瓦斯的安全性。不仅为煤矿提供了一种新的瓦斯抽放控制装置及设计思路,对煤矿治理瓦斯具有十分重大意义。

参考文献：

[1]程远平,付建华,俞启香.中国煤矿瓦斯抽采技术的发展[J.采矿与安全工程学报，2009.

[2]姜建峪，卢卫永.瓦斯抽采技术在宏远煤矿瓦斯治理中的应用[J].中州煤炭，2013。

[3]张光德．焦作矿区煤与瓦斯突出危险性区域预测〔J．焦作矿业学院学报，1995。

[4]于不凡.煤矿瓦斯防治技术[M]．北京:中国经济出版社，1987.

[5]中国矿业学院瓦斯组．煤与瓦斯突出的防治「M]．北京:煤炭工业出版社，1979.