[发明专利]瓦斯抽采钻孔卧式气动智能排渣放水器及其使用方法

说明书

技术领域

本发明属于煤矿瓦斯抽采技术领域，具体涉及一种瓦斯抽采钻孔卧式气动智能排渣放水器及其使用方法。

背景技术

煤层瓦斯抽采过程中，瓦斯抽采钻孔内的水流和气流会携带煤渣进入抽采管路，为了防止积水或积渣堵塞抽采管路，需要在瓦斯抽采管路上安装排渣放水器，及时将瓦斯抽采管路积水或积渣排出，否则将会影响抽采负压的有效发挥，甚至导致抽采管路完全堵塞。常用的排渣放水器分为手动排渣放水器和浮标式自动排渣放水器。手动排渣放水器，不仅劳动强度大，在钻孔水煤渣较多的情况下，经常因为不能及时排渣放水，而导致抽采管路被水柱堵塞，影响抽采负压的有效发挥，严重时会导致抽采喷孔和瓦斯超限事故。浮标式自动排渣放水器的设计原理是基于阿基米德定律，但抽采钻孔中排出的水含有较多煤泥时，放水器内部积水为多相介质，会造成浮标难以正常动作，导致放水器不能正常放水，浮标式自动排渣放水器在很多矿区难以正常使用，以至于很多矿区仍然被迫采用手动排渣放水器。因此，为了解决抽采系统自动排渣放水这一技术难题，应亟需开发一种可靠、安全的智能化高效排渣放水器。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的不足之处，通过放水器结构创新，设计一种能够实现定时控制放水且放水可靠的放水器，克服传统放水器劳动强度高、易堵塞、放水效率低等问题，提供一种动力可靠、智能化、放水效率高的瓦斯抽采钻孔卧式气动智能排渣放水器及使用方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：瓦斯抽采钻孔卧式气动智能排渣放水器，包括进风管智能控制阀、气缸、气动马达、放水器壳体、增排垫块、密封传动装置、支架组成，所述的进风管智能控制阀一端与井下供风管连接，另一端与气缸、气动马达连接；密封传动装置安装于放水器壳体内部并与气动马达连接；支架安装在放水器壳体底部，用于支撑放水器。

瓦斯抽采钻孔卧式气动智能排渣放水器，所述进风管智能控制阀用于切换气缸、气动马达与井下供风管连接；井下供风管与气缸连通时，实现气缸带动密封传动装置上下运动；井下供风管与气动马达连通时，实现气动马达带动密封传动装置旋转运动。

瓦斯抽采钻孔卧式气动智能排渣放水器，所述气缸固定在放水器壳体外部或放水器壳体内部，气缸与放水器壳体的连接部位设有通气孔，用于放水时放水器壳体内腔与大气连通。

瓦斯抽采钻孔卧式气动智能排渣放水器，所述气动马达固定于气缸下部，气动马达设有马达通气孔，用于放水时形成与大气连通的通道。

瓦斯抽采钻孔卧式气动智能排渣放水器，所述放水器壳体由马达导向筒、排水口导向筒、进水口、排水口、抽气口组成，马达导向筒与排水口导向筒同轴设置。

瓦斯抽采钻孔卧式气动智能排渣放水器，所述增排垫块安装于放水器壳体的底部，增排垫块上表面高度由气缸到排水口方向逐渐变低。

瓦斯抽采钻孔卧式气动智能排渣放水器，所述密封传动装置由马达导向密封环、排水口导向密封环、导渣杆组成，马达导向密封环、排水口导向密封环上设置密封圈，马达导向密封环、排水口导向密封环和导渣杆同轴设置，导渣杆的外圆周表面设置螺旋凹槽和/或螺旋凸起和/或焊接金属杆件和/或焊接金属叶片。

瓦斯抽采钻孔卧式气动智能排渣放水器的使用方法，采用瓦斯抽采钻孔卧式气动智能排渣放水器，包括以下步骤：

①. 基于施工地点煤层抽采钻孔排水量Q，确定放水器积渣蓄水时间；当施工地点抽采钻孔排水量为1 m³/h≥Q＞0.5 m³/h时，放水器积渣蓄水时间为1 min～3 min；抽采钻孔排水量为0.5 m³/h≥Q＞0.1 m³/h时，放水器积渣蓄水时间为3 min～15 min；抽采钻孔排水量为0.1 m³/h≥Q＞0.05 m³/h时，放水器积渣蓄水时间为15 min～30 min；抽采钻孔排水量为0.05 m³/h≥Q＞0.01 m³/h时，放水器积渣蓄水时间为30 min～150 min；抽采钻孔排水量为0.01 m³/h≥Q＞0.005 m³/h时，放水器积渣蓄水时间为150 min～300 min；抽采钻孔排水量为0.005 m³/h≥Q＞0 m³/h时，放水器积渣蓄水时间大于300 min；

②. 将放水器上的进风管智能控制阀与井下供风管连接；