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1、(10)授权公告号 CN 204082204 U(45)授权公告日 2015.01.07CN204082204U(21)申请号 201420571517.1(22)申请日 2014.09.30E21F 7/00(2006.01)(73)专利权人山西焦煤集团岚县正利煤业有限公司地址 033500 山西省吕梁市岚县社科乡葛铺村(72)发明人王占全 刘小山 冯英虎 张尧国(74)专利代理机构太原科卫专利事务所(普通合伙) 14100代理人朱源(54) 实用新型名称采煤工作面上隅角瓦斯抽采治理安全装置(57) 摘要本实用新型涉及一种采煤工作面上隅角瓦斯抽采治理安全装置，主要应用于煤矿井下采煤工作面上隅。
2、角瓦斯的安全抽采治理。解决了目前隅角瓦斯超限存在安全隐患而现有技术难以彻底处理的技术问题。一种采煤工作面上隅角瓦斯抽采治理安全装置，包括矿用瓦斯管和若干封孔器；所述矿用瓦斯管的管壁上沿管子轴线等间距分布有若干个筛孔组；每个筛孔组的筛孔均环绕管子轴线等间距分布，每个筛孔组上均套设有一个封孔器。本实用新型具有治理上隅角瓦斯超限性能优，不但能防而且能治；而且管材米重轻安装施工劳动强度小；消耗原材料少，具有很好的社会经济效益；所有部件都可以回收再次使用，节能减排环保。(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书4页 附图8页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利权利要求书1页 说明书。
3、4页 附图8页(10)授权公告号 CN 204082204 UCN 204082204 U1/1页21.一种采煤工作面上隅角瓦斯抽采治理安全装置，其特征在于，包括矿用瓦斯管（2）和若干封孔器（10）；所述矿用瓦斯管（2）的管壁上沿管子轴线分布有若干个筛孔组；每个筛孔组的筛孔（5）均环绕管子轴线分布，每个筛孔组上均套设有一个封孔器（10）。2.如权利要求1所述的采煤工作面上隅角瓦斯抽采治理安全装置，其特征在于，所述矿用瓦斯管（2）采用中空壁缠绕管材；所述每个封孔器（10）均由一个密封胶圈（1a）和一个卡箍（3）两部分组成；所述密封胶圈（1a）的内壁上设有密封齿（6）和密封台（7）结构；所述密封台。
4、（7）位于密封胶圈（1a）的内侧面的两边且呈相向弯折结构；密封齿（6）位于两边的密封台（7）之间；每个封孔器（10）的密封胶圈（1a）均套设在和其对应的筛孔组上，密封胶圈（1a）都通过卡箍（3）固定。3.如权利要求1或2所述的采煤工作面上隅角瓦斯抽采治理安全装置，其特征在于，相邻筛孔组的间距为500mmL2000mm；筛孔（5）的孔径r取值范围为10mmr50mm；每个筛孔组包括有28个筛孔（5）。4.如权利要求2所述的采煤工作面上隅角瓦斯抽采治理安全装置，其特征在于，所述密封胶圈（1a）由波纹密封胶带（1）弯曲胶粘而成。权 利 要 求 书CN 204082204 U1/4页3采煤工作面上隅角。
5、瓦斯抽采治理安全装置技术领域0001 本实用新型涉及一种采煤工作面上隅角瓦斯抽采治理安全装置，主要应用于煤矿井下采煤工作面上隅角瓦斯的安全抽采治理。背景技术0002 矿井的瓦斯主要来自回采工作面，掘进工作面占一小部分，回采工作面瓦斯涌出量占矿井瓦斯涌出量的68.72%；掘进工作面瓦斯涌出量占矿井瓦斯涌出量的31.28%。所以矿井在实施瓦斯治理时应本着“采煤工作面为主”的原则。0003 巷道风流中任一断面都具有静压、位压、动压，三种压力之和是全压，全压差的大小决定着风流的方向和速度。由于上隅角处两面的静压和位压是一样的，风流速度不一样，采煤工作面的风流到此转弯，造成上隅角处风流速度变慢，上隅角两。
6、面的风流速度差降低，此处风流速度大大减少，在上隅角处出现无速度差，甚至风流出现紊流。采面上隅角靠近煤壁和采空区侧，风流速度很低，局部处于涡流状态。这种涡流使采空区涌出的瓦斯难以进入到主风流中，从而使高浓度瓦斯在上隅角附近循环运动而聚集在涡流区中，形成了上隅角的瓦斯超限。若采煤工作面上隅角出现滞后回柱，除上隅角存在的涡流区外，在靠近切顶密集处会出现微风区，采空区漏出的瓦斯在此处积聚，更容易形成上隅角的瓦斯超限。0004 瓦斯超限，极易发生爆炸矿难，存在极大安全隐患。0005 而目前对上隅角瓦斯超限的处理方法有以下10种，即：设置上隅角临时挡风帘；增大回采工作面风量；设置采空区风幛；采煤工作面安装。
7、局部通风机；采煤工作面回风巷安设风、水引射器；安设专用抽排风机；高位抽放瓦斯；建立采煤工作面尾排系统；三相泡沫挤上隅角瓦斯；改变通风方式等，但是以上方法都仅限于防治中的“防”的阶段，没有很好的从根本上解决治理，只是种临时理论措施，在各大煤矿没有具体的实施。特别是对于回采及采空面的瓦斯治理效果不佳，作用不显著。因此迫切需要一种能有效解决回采面瓦斯超量，避免采空区瓦斯事故引发其它采面矿难的瓦斯抽采安全装置。发明内容0006 本实用新型的目的在于针对目前隅角瓦斯超限存在安全隐患而现有技术难以彻底处理的技术问题，提出的一种采面上隅角瓦斯抽采治理安全装置。0007 本实用新型是采用如下技术方案实现的：一。
8、种采煤工作面上隅角瓦斯抽采治理安全装置，包括矿用瓦斯管和若干封孔器；所述矿用瓦斯管的管壁上沿管子轴线等间距分布有若干个筛孔组；每个筛孔组的筛孔均环绕管子轴线等间距分布，每个筛孔组上均套设有一个封孔器。0008 进一步的，所述矿用瓦斯管采用中空壁缠绕管材；所述每个封孔器均由一个密封胶圈和一个卡箍两部分组成；所述密封胶圈的内壁上设有密封齿和密封台结构；所述密封台位于密封胶圈的内侧面的两边且呈相向弯折结构；密封齿位于两边的密封台之间；每个封孔器的密封胶圈均套设在和其对应的筛孔组上，密封胶圈都通过卡箍固定。说 明 书CN 204082204 U2/4页40009 采用本实用新型所述装置治理上隅角瓦斯是。
9、通过如下技术方案实现的：通过密封胶圈敷置在矿用瓦斯管材的筛孔上，然后由封孔器卡箍压紧密封胶圈、螺栓穿过卡箍折耳上的螺栓孔，通过螺栓紧固封堵住筛孔。之后沿井下采煤工作面回风巷道经上隅角至回采面采空区铺设一趟此安全装置，此安全装置与矿井瓦斯抽采系统相连接；上隅角非采空区域矿用瓦斯管材上的筛孔通过密封胶圈和卡箍密封住，上隅角至采空区0-30米矿用瓦斯管材上的筛孔在回采过程中按回采进度逐步打开，即将密封孔的封孔器逐步取掉，使上隅角处及采空区0-30米范围内管材附近淤积的瓦斯沿筛孔抽入本瓦斯抽采治理安全装置，经矿井瓦斯抽采系统抽采至地面。0010 本实用新型所述的治理安全装置，具有以下有益效果：0011。
10、 1、本实用新型具有治理上隅角瓦斯超限性能优，不但能防而且能治；0012 2、采用中空壁缠绕管材可以有限防止孔部应力集中，而且管材米重轻安装施工劳动强度小；0013 3、管材米重小，消耗原材料少，具有很好的社会经济效益；0014 4、所有部件都可以回收再次使用，节能减排环保。附图说明0015 图1密封胶圈展开示意图。0016 图2a 成型密封胶圈的结构示意图。0017 图2b 图2a中B-B剖面结构示意图。0018 图3 筛孔及筛孔在矿用管材上的纵向分布示意图。0019 图4a 筛孔在矿用管材横剖面上的分布示意图一。0020 图4b 筛孔在矿用管材横剖面上的分布示意图二。0021 图5 卡箍示。
11、意图。0022 图6 封孔器与矿用管材连接的剖面示意图。0023 图7 采煤工作面上隅角瓦斯抽采治理安全装置安装工作示意图。0024 图中标记：1-波纹密封胶带，1a-密封橡胶圈，2-矿用瓦斯管，3-卡箍，4-螺栓，5-筛孔，6-密封齿，7-密封台，8-折耳，9-螺栓孔，10-封孔器，11-回风巷，12-上隅角，13-回采面，14-采空区；0025 L-筛孔间的距离，r-筛孔的半径，-筛孔的夹角；0026 A-采煤工作面上隅角瓦斯抽采治理安全装置；0027 B-矿井瓦斯抽采系统；0028 C-非采空区域。具体实施方式0029 一种采煤工作面上隅角瓦斯抽采治理安全装置，包括矿用瓦斯管2和若干封孔。
12、器10；所述矿用瓦斯管2的管壁上沿管子轴线等间距分布有若干个筛孔组；每个筛孔组的筛孔5均环绕管子轴线等间距分布，每个筛孔组上均套设有一个封孔器10。0030 所述矿用瓦斯管2采用中空壁缠绕管材；所述每个封孔器10均由一个密封胶圈1a和一个卡箍3两部分组成；所述密封胶圈1a的内壁上设有密封齿6和密封台7结构；所说 明 书CN 204082204 U3/4页5述密封台7位于密封胶圈1a的内侧面（弯折形成的环状的内侧面）的两边且呈相向弯折结构；密封齿6位于两边的密封台7之间；每个封孔器的密封胶圈1a均套设在和其对应的筛孔组上，密封胶圈1a都通过卡箍3固定。卡箍呈圆环结构，并有开口，开口处设有一对折耳。
13、8，折耳8上开有螺栓孔9，折耳8通过螺栓孔9内的螺栓4实现对密封胶圈1a的固定。0031 相邻筛孔组的间距为500mmL2000mm；筛孔5的孔径r取值范围为10mmr50mm；每个筛孔组包括有28（可选择2、4、6、8）个筛孔5（相当于每个筛孔组中相邻的筛孔所夹角度为180度、90度、60度、45度）。0032 所述密封胶圈1a由波纹密封胶带1弯曲胶粘而成。0033 以下结合附图对本发明的具体实施作进一步阐述。0034 一种采煤工作面上隅角瓦斯抽采治理安全装置，包括如图1所示的带有筛孔5的矿用瓦斯管2、如图1、图2a、图2b和图6所示的组成封孔器10的两边带有密封齿6和密封台7密封结构、增加。
14、接触密封性能的密封胶圈1a以及卡箍3。密封胶圈1a由波纹密封胶带1沿图1所示的弯曲方向弯曲胶粘而成，比普通的密封胶圈增加了两边的密封齿6和密封台7结构，位于两端的是密封台7结构，其相对于密封胶圈表面凸起且二者相向弯折夹角呈锐角；两个密封台7中间的是密封齿6结构，密封齿6呈上下凹凸结构。这样的密封结构设计多了一道边缘部位接触性密封效果，密封性能优良。0035 其中，矿用瓦斯管材2优选增强缠绕结构管材、筛孔5优选圆形。如图3所示，筛孔5之间的距离L取值范围为500mmL2000mm，筛孔5的孔径r取值范围为10mmr50mm。如图4a、图4b所示，筛孔5在矿用管材2横截面的分布圆心角取值范围为45。
15、180。0036 如图5、图6所示，组件通过密封胶圈1a敷置在矿用瓦斯管材2的筛孔5上，然后由封孔器卡箍3压紧密封胶圈1a、螺栓4穿过卡箍3折耳8上的螺栓孔9，通过螺栓4紧固封堵住筛孔5组装成一体。0037 具体的井下安装如图7所示，沿井下采煤工作面回风巷道11经上隅角12至回采面13采空区14铺设一趟此安全装置A，此安全装置A与矿井瓦斯抽采系统B相连接；上隅角12非采空区域C矿用瓦斯管材2上的筛孔5通过密封胶圈1a和卡箍3密封住，上隅角12至采空区14 矿用瓦斯管材2上的筛孔5在回采过程中按回采进度逐步打开，即将密封孔的封孔器10逐步取掉，使上隅角12处及采空区0-30米范围内管材附近积聚的。
16、瓦斯沿筛孔5抽入本瓦斯抽采治理安全装置A，经矿井瓦斯抽采系统B抽采至井上。0038 综上所述，该安全装置A能有有效突破目前对采煤工作面13的采空区14上隅角12瓦斯治理研究，使对采煤工作面13的采空区14上隅角12瓦斯治理从理论飞跃到实践。0039 系统整体效果分析：0040 、抽放系统运行安全可靠。实际应用中井下瓦斯抽放系统的抽放泵为2BEC50水环式真空泵，电机功率为220KW，最大流量为190m3/min。抽放泵一用一备，实行双回路供电。抽放主管路安装了“三防”装置、在线监测系统，支管路系统安装了隔爆沙包、除碴放水、自动喷粉抑爆装置、防静电装置等。抽放系统的管路瓦斯浓度控制在3%以下，排。
17、放到总回风后的混合瓦斯浓度在0.7%以下，并由安全监控系统实时监控和设置断电功能，保障了抽放系统的安全运行。0041 、抽放方法简单可行，效果明显。抽放支管路沿工作面回风巷安全帮顶部铺设至说 明 书CN 204082204 U4/4页6上隅角的采空区内，使用时逐一打开进入上隅角密集内支管路上的筛孔（吸气孔），通过抽放泵运行的负压抽取上隅角0-30米范围内采空区内的瓦斯，经由管路系统直排至总回风巷。不需要施工抽放钻孔进行本煤层和邻近层抽放。经过抽放后，上隅角的瓦斯浓度基本稳定在0.5%左右，达到了良好的抽放效果。0042 、实现了经济效益和安全效益的有机统一。经过对14-1101上隅角瓦斯抽放工。
18、作总结和分析。抽放泵体压力0.02MPa左右，抽放瓦斯浓度2%以下，标况纯瓦斯量1.8 m3/min左右，工作面的抽放率在30%以上，上隅角瓦斯浓度稳定在0.5%左右，回风瓦斯浓度在0.3%以下，为安全生产构筑了坚固的防线。而且，该抽放系统的主管路可以服务全井田的工作面，如果后期有建设地面瓦斯抽放泵站也能使用，基本上实现了一劳永逸的目的。说 明 书CN 204082204 U1/8页7图1说 明 书 附 图CN 204082204 U2/8页8图2a说 明 书 附 图CN 204082204 U3/8页9图2b图3说 明 书 附 图CN 204082204 U4/8页10图4a说 明 书 附 图CN 204082204 U10。