一种采空区瓦斯抽采控制装置及方法
【专利摘要】本发明具体为一种采空区瓦斯抽采控制装置及方法，解决了现有采空区抽采技术存在管材消耗大、费用增加且安装繁琐、易损坏的问题。包括三通接头，三通接头一端连接有干管开关，三通接头的另一端连接有支管开关；干管开关包括法兰状壳体，壳体的凸起端固定有倒置的U型撑杆，壳体内固定有橡胶圈，壳体内侧固定有转轴和止回弹片，U型撑杆固定有限位弹片，转轴上铰接有转动扇片；支管开关包括法兰状壳体I，壳体I的凸起端固定有倒置的U型撑杆I，壳体I内固定有橡胶圈I，壳体I内侧固定有转轴I和限位弹片I，U型撑杆I固定有止回弹片I，转轴I上铰接有转动扇片I。本发明实现对采空区不同区域瓦斯抽采的控制。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明涉及煤矿井下瓦斯抽采控制技术，具体为适用于工作面采空区埋管抽采瓦 斯时，不同区域需进行区别对待的一种采空区瓦斯抽采控制装置及方法。 一种采空区瓦斯抽采控制装置及方法
【背景技术】
[0002] 矿井瓦斯是煤矿安全的重要威胁，其中来自采空区的瓦斯是回采工作面瓦斯的一 个重要来源。
[0003] 目前，大多矿井使用了工作面采空区埋管抽采瓦斯的方法，它是在工作面的回风 巷预置瓦斯抽采干管，一系列一定间距的支管从干管伸向采空区，通过管路中的负压把采 空区的瓦斯通过支管抽入干管。
[0004] 依据埋管抽采瓦斯效果可以把采空区分为三个部分，第一部分是距工作面0-30 米范围内，这一部分采空区的遗煤和矸石松散、漏风大，瓦斯浓度低，抽采效果差；第二部分 是距工作面30-60米范围内，这一部分遗煤和矸石较充分压实，瓦斯浓度大，是重点抽采部 分；第三部分是距工作面60米范围以外，这一部分瓦斯对井下风流瓦斯浓度影响不大，在 有自燃倾向性的煤层，由于瓦斯的抽采，新鲜空气的进入还会促使采空区遗煤自燃。不同的 矿井，上述数据会有所不同，采空区的具体区域划分，可通过现场实际而定。采空区三个部 分的瓦斯抽采需要区别对待，因为如果第一部分与其他部分不区分对待，则瓦斯抽采管在 采空区第一部分范围内，只能抽到低浓度瓦斯的空气，由于其流量较大，使瓦斯抽采管内负 压难以达到要求；为了防止自燃，第三部分也不宜抽采瓦斯。
[0005] 为应对这种情况，有的地方采用了向采空区铺设两趟抽采管路的方法，以控制采 空区瓦斯抽采的部分，使用这种方法会使管材消耗、人工费用成倍增加；有的地方使用单 管，但是需要采用远距离控制的电控阀门，这种阀门成本高，安装麻烦、容易损坏。
【发明内容】
[0006] 本发明为了解决现有采空区抽采技术存在管材消耗大、费用增加且安装繁琐、易 损坏的问题，提供了一种采空区瓦斯抽采控制装置及方法。
[0007] 本发明是采用如下技术方案实现的：一种采空区瓦斯抽采控制装置，包括一端与 瓦斯抽采干管尾部连通的三通接头，三通接头与瓦斯抽采管道相对的另一端连接有干管开 关，三通接头的第三端连接有支管开关； 干管开关包括法兰状壳体，壳体的凸起端固定有倒置的U型撑杆，壳体内侧的圆柱面 上固定有橡胶圈，橡胶圈上方的壳体内侧固定有转轴和位置对称的两个止回弹片，U型撑杆 左右两侧下壁固定有位置对称的两个限位弹片，转轴上铰接有两片与止回弹片和限位弹片 配合的半圆状转动扇片； 支管开关包括法兰状壳体I，壳体I的凸起端固定有倒置的U型撑杆I，壳体I内侧的 圆柱面上固定有橡胶圈I，橡胶圈I上方的壳体I内侧固定有转轴I和位置对称的两个限位 弹片I，U型撑杆I左右两侧下壁固定有位置对称的两个止回弹片I，转轴I上铰接有两片 与止回弹片I和限位弹片I配合的半圆状转动扇片I。
[0008] 安装时，干管开关的凸起端与三通接头一端连接，支管开关的底部与三通接头第 三端连接，橡胶圈对转动扇片进行限位，并进行密封，通过止回弹片、限位弹片、转动扇片和 止回弹片I、限位弹片I、转动扇片I来控制干管开关和支管开关的开启、闭合，进而对采空 区不同部分的抽采进行控制，克服了现有采空区抽采技术存在管材消耗大、费用增加且安 装繁琐、易损坏的问题。
[0009] 一种采空区瓦斯抽采控制装置的控制方法，采用如下步骤：a、在刚接入瓦斯抽采 干管时，干管开关的转动扇片卡在限位弹片上，处于打开状态，支管开关的转动扇片I卡在 限位弹片I上，处于关闭状态；b、随着工作面的推进，三通接头深入采空区一定距离后，用 井下压缩空气在瓦斯抽采干管提供脉冲气流，气压驱动转动扇片转动至止回弹片中，处于 关闭状态，气压驱动转动扇片I转动至止回弹片I中，处于打开状态，然后在工作面位置处 安装下一个三通接头、干管开关、及支管开关，瓦斯抽采干管恢复负压；C、循环抽采至工作 面推进完成。
[0010] 本发明通过在抽采瓦斯干管安装三通接头、干管开关及支管开关来实现对采空区 不同区域瓦斯抽采的控制，没有增加管材的消耗量，经济成本较低，而且安装过程方便可 靠，具有结构简单、加工方便且成本低的优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0011] 图1为本发明的结构示意图； 图2为图1中干管开关的结构示意图； 图3为图1中支管开关的结构示意图。
[0012] 图中：1-三通接头，2-干管开关，3-支管开关，4-壳体，5-U型撑杆，6-橡胶圈， 7_转轴，8-止回弹片，9-限位弹片，10-转动扇片，11-壳体I，12-U型撑杆I，13-橡胶圈I， 14-转轴I，15-限位弹片I，16-止回弹片I，17-转动扇片I。
【具体实施方式】
[0013] 一种采空区瓦斯抽采控制装置，包括一端与瓦斯抽采干管尾部连通的三通接头1， 三通接头1与瓦斯抽采管道相对的另一端连接有干管开关2,三通接头1的第三端连接有支 管开关3 ; 干管开关2包括法兰状壳体4,壳体4的凸起端固定有倒置的U型撑杆5,壳体4内侧 的圆柱面上固定有橡胶圈6,橡胶圈6上方的壳体4内侧固定有转轴7和位置对称的两个止 回弹片8, U型撑杆5左右两侧下壁固定有位置对称的两个限位弹片9,转轴7上铰接有两 片与止回弹片8和限位弹片9配合的半圆状转动扇片10 ; 支管开关3包括法兰状壳体111，壳体111的凸起端固定有倒置的U型撑杆II2,壳体 111内侧的圆柱面上固定有橡胶圈113,橡胶圈113上方的壳体111内侧固定有转轴114和 位置对称的两个限位弹片I15，U型撑杆112左右两侧下壁固定有位置对称的两个止回弹片 116,转轴114上铰接有两片与止回弹片116和限位弹片115配合的半圆状转动扇片117。
[0014] 一种采空区瓦斯抽采控制装置的控制方法，采用如下步骤：a、在刚接入瓦斯抽采 干管时，干管开关2的转动扇片10卡在限位弹片9上，处于打开状态，支管开关3的转动扇 片117卡在限位弹片115上，处于关闭状态；b、随着工作面的推进，三通接头1深入采空区 一定距离后，用井下压缩空气在瓦斯抽采干管提供脉冲气流，气压驱动转动扇片10转动至 止回弹片8中，处于关闭状态，气压驱动转动扇片117转动至止回弹片116中，处于打开状 态，然后在工作面位置处安装下一个三通接头1、干管开关2、及支管开关3,瓦斯抽采干管 恢复负压；c、循环抽采至工作面推进完成。
【权利要求】
1. 一种采空区瓦斯抽采控制装置，其特征在于：包括一端与瓦斯抽采干管尾部连通的 三通接头（1 )，三通接头（1)与瓦斯抽采管道相对的另一端连接有干管开关（2)，三通接头 (1)的第三端连接有支管开关（3); 干管开关（2)包括法兰状壳体（4)，壳体（4)的凸起端固定有倒置的U型撑杆（5)，壳体 (4)内侧的圆柱面上固定有橡胶圈（6)，橡胶圈（6)上方的壳体（4)内侧固定有转轴（7)和 位置对称的两个止回弹片（8)，U型撑杆（5)左右两侧下壁固定有位置对称的两个限位弹片 (9)，转轴（7)上铰接有两片与止回弹片（8)和限位弹片（9)配合的半圆状转动扇片（10); 支管开关（3)包括法兰状壳体I (11)，壳体I (11)的凸起端固定有倒置的U型撑杆I (12)，壳体I (11)内侧的圆柱面上固定有橡胶圈I (13)，橡胶圈I (13)上方的壳体I (11) 内侧固定有转轴I (14)和位置对称的两个限位弹片I (15)，U型撑杆I (12)左右两侧下 壁固定有位置对称的两个止回弹片I (16)，转轴I (14)上铰接有两片与止回弹片I (16) 和限位弹片I (15)配合的半圆状转动扇片I (17)。
2. 根据权利要求1所述的一种采空区瓦斯抽采控制装置的控制方法，其特征在于：采 用如下步骤：a、在刚接入瓦斯抽采干管时，干管开关（2)的转动扇片（10)卡在限位弹片（9) 上，处于打开状态，支管开关（3)的转动扇片I (17)卡在限位弹片I (15)上，处于关闭状 态；b、随着工作面的推进，三通接头（1)深入采空区一定距离后，用井下压缩空气在瓦斯抽 采干管提供脉冲气流，气压驱动转动扇片（10)转动至止回弹片（8)中，处于关闭状态，气压 驱动转动扇片I (17)转动至止回弹片I (16)中，处于打开状态，然后在工作面位置处安装 下一个三通接头（1)、干管开关（2)、及支管开关（3)，瓦斯抽采干管恢复负压；c、循环抽采 至工作面推进完成。
【文档编号】E21F7/00GK104100291SQ201410357947
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年7月25日 优先权日:2014年7月25日
【发明者】邢玉忠, 王亮, 贾俊峰, 曹学军 申请人:太原理工大学