煤矿用气与渣水分离装置的制作方法

1.本发明涉及钻探设备钻进时废物处理技术领域，尤其涉及一种煤矿用气与渣水分离装置。


背景技术：

2.目前对于瓦斯气体与煤渣水进行分离处理额装备，通常采用主要分离煤渣和水的设备，例如振动式固液分离机，离心式固液分离机，或压滤式分离设备，这些设备在进行固液分离的过程中旨在对质地较硬的煤渣和水进行分离，但是煤渣水中混杂的瓦斯气体在这些设备中均无针对性的排放结构布置，因此在对钻探设备钻探过程中输出的气渣水进行分离时，混杂在煤渣和水中的瓦斯只能通过自然的散发进行排泄，这样一来会造成巷道瓦斯超限，威胁生命财产安全。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于解决背景技术中的至少一个技术问题，提供一种煤矿用气与渣水分离装置。
4.为实现上述目的，本发明提供一种煤矿用气与渣水分离装置，包括：箱体、设置在所述箱体内，沿着竖直方向将所述箱体内部空间分隔为第一内腔和第二内腔的隔板、设置在所述箱体内的渣水泵、设置在所述箱体上的气渣水入料口、气体排放口和渣水排放管路；
5.所述气渣水入料口设置在所述第一内腔所在的所述箱体的侧壁上；
6.所述气体排放口设置在所述第一内腔所在的所述箱体的顶部；
7.所述渣水泵设置在所述第二内腔中，所述渣水排放管路的一端与所述渣水泵连接，另一端伸出所述箱体与外接输送管路连接；
8.所述隔板与所述箱体的底部内壁具有间隙。
9.根据本发明的一个方面，所述第一内腔中面对所述隔板的侧壁和所述第一内腔的底壁上搭设有斜度可调的倾斜挡板。
10.根据本发明的一个方面，所述倾斜挡板由两块转动连接的挡板组成，两块所述挡板相互远离的一端分别搭接在所述第一内腔的侧壁和底壁上。
11.根据本发明的一个方面，所述箱体上设有用于检测所述间隙处存放的固体的量的第一检测器。
12.根据本发明的一个方面，所述箱体上设有与所述间隙相对应的高压冲水口。
13.根据本发明的一个方面，所述箱体上设有整箱称重检测器或者用于检测所述第一内腔和第二内腔内液位的液位传感器。
14.根据本发明的一个方面，所述气体排放口、所述第一内腔中和所述第二内腔中设有压力传感器和瓦斯含量检测器；
15.所述气渣水入料口设有瓦斯含量检测器。
16.根据本发明的一个方面，所述第一内腔与所述第二内腔之间设有用于连通和关闭
所述第一内腔与所述第二内腔的顶部空间的连接结构。
17.根据本发明的一个方面，所述连接结构包括设置在所述隔板上的通孔、以及开闭所述通孔的阀门。
18.根据本发明的一个方面，所述连接结构包括连通所述第一内腔和所述第二内腔的导管、以及设置在所述导管上用于开闭所述导管的阀门。
19.根据本发明的一个方面，所述气渣水入料口和所述气体排放口设有气体流量检测器。
20.根据本发明的一个方面，所述气渣水入料口和所述渣水排放管路设有渣水流量检测器。
21.根据本发明的一个方面，所述第二内腔的顶部设有泄压阀和观察窗口。
22.根据本发明的一个方案，气渣水入料口设置在第一内腔所在的箱体的侧壁上；气体排放口设置在第一内腔所在的箱体的顶部；渣水泵设置在第二内腔中，渣水排放管路的一端与渣水泵连接，另一端伸出箱体与外接的输送管路连接；隔板与箱体的底部内壁具有间隙。如此设置，可以通过外接的钻探设备将含有瓦斯等气体的煤渣和污水通过气渣水入料口送入箱体中，进入箱体中的瓦斯气体可以通过第一内腔上设置的气体排放口排出，以保证安全的瓦斯气体排放。渣和水则通过重力落下，通过隔板与箱体底部的间隙从第一内腔中流入第二内腔中，流入第二内腔中的渣水则可以通过渣水泵的作用，通过渣水排放管路和外接的输送管路被投入至其他进一步分离煤渣和水的设备中。如此设置，可以使得瓦斯等有害气体与煤渣和污水的混合物被有效分离，保证瓦斯气体能够被及时有效地分离并隔绝，防止了巷道瓦斯超标超限的情况发生，防止施工时涌出的瓦斯和煤渣影响施工现场环境、危害施工人员安全，保证生命及财产安全。
23.根据本发明的一个方案，第一内腔中面对隔板的侧壁和第一内腔的底壁上搭设有斜度可调的倾斜挡板。如此设置，可以使得落下的渣水可以快速通过该倾斜挡板流入第二内腔，从而实现快速流向渣水泵，实现快速被抽离进行下一步渣水分离的过程。倾斜挡板的斜度可调可以适应不同粒度的煤渣和不同的含水量，例如充入的物质的煤渣粒度较小时(即较为松软细碎的煤渣)和含水量较小时，这样的含水煤渣容易粘结在倾斜挡板上，此时适当调节倾斜挡板的斜度，使其整体被布置的更陡，此时渣水就更容易通过倾斜挡板进入到第二内腔中，从而被渣水泵排出。
24.根据本发明的一个方案，倾斜挡板由两块转动连接的挡板组成，两块挡板相互远离的一端分别搭接滑接在第一内腔的侧壁和底壁上。如此设置，可以使得倾斜挡板从中间位置进行弯折，即可以改变倾斜挡板的整体弧度，例如调整倾斜挡板中间呈“下凹”形态(实际上为两个不同斜率的挡板形成的弯折形态)，这样可以在气渣水投入第一内腔中时，使得瓦斯气体因为惯性随着渣水下降的过程中，瓦斯气体可以具有更多的时间和行程脱离渣和水，从而在保证渣水能够快速进入第二内腔中的同时，保证瓦斯可以被充分排出。当然，气体排放口处可连接抽吸瓦斯的抽吸装置，这样通过负压抽吸，可以使得第一内腔中的瓦斯气体可以被更快更充分地从第一内腔中排出至他处。如此一来，瓦斯被排除以后，剩下的渣水即可被放心地通过第二内腔中的渣水泵排放，解决了场所安全隐患的问题。
25.根据本发明的一个方案，箱体上设有用于检测上述间隙处存放的固体的量的第一检测器。同时，箱体上设有与间隙相对应的高压冲水口。如此设置，可以通过第一检测器检
测判断隔板的下方的煤渣多少，判断是否存在煤渣堆积和渣水泵工作困难的情况。如果存在煤渣较多，判定煤渣堆积和渣水泵工作困难就可以通过高压冲水口喷射高压水流搅动其中的煤渣，使煤渣在煤渣水中散布均匀以利于被渣水泵抽出。
26.根据本发明的一个方案，箱体上设有整箱称重检测器或者用于检测第一内腔和第二内腔内液位的液位传感器。如此设置，可以判断煤渣水深度(多少)是否低于隔板最低位置，或高于气渣水入料口。如果过低，渣水泵暂停工作；如果过高，则钻探设备的钻孔工作暂停，等待煤渣水深度恢复正常。因为如果液位过高，第一，没过气渣水入料口后会影响瓦斯分离效率，第二，气体排放口过近会由于负压将煤渣水带进专用瓦斯抽放管道。当然也可以通过重量判断液位情况。好处是整箱称重检测器不受水、渣影响。
27.根据本发明的一个方案，第二内腔上方设置有压力传感器和瓦斯含量检测器。可以检测判断第二内腔是否长时间压力或瓦斯含量过高(或者瓦斯含量异常，因为正常不含或达很低合格标准)，如果存在两者同时或者单一长时间过高，那么需要进一步处理或停机检测。第一内腔中设置有压力传感器和瓦斯含量检测器，如果第一内腔中压力、瓦斯含量长时间过高，且通过钻孔施工暂停工作而无法解决，那么则进行停机检测。判断是不是专用瓦斯抽放管道异常或钻孔中瓦斯排出异常。
28.气渣水入料口处设置有气体流量检测器、瓦斯含量检测器，气体排放口处设置有气体流量检测器、瓦斯含量检测器，通过气体流量、瓦斯含量检测实时对气渣水入料口的瓦斯输入流量和气体排放口输出流量进行监控，评估瓦斯是否处于进出平衡状态，并通过压力和瓦斯含量检测进行实时验证，通过多个数据对比，评估本装置、或专用瓦斯抽放管道的工作状态是否健康。
29.设置连接结构连接第一内腔和第二内腔，连接结构能够控制第一内腔和第二内腔之间处于连通或断开；如果压力和瓦斯含量检测检测出第二内腔的瓦斯含量异常，那么连接结构工作以连通第一内腔和第二内腔，使第二内腔中的瓦斯能够从上述通孔或者导管抽出。
30.渣水排放管路和气渣水入料口上设置渣水流量检测器，用于检测评估煤渣水的进出是否均衡，监控渣水泵或钻孔工作是否健康。
31.根据本发明的方案，能够保证装置整体运行安全平稳，保证瓦斯气体与渣水分离的充分彻底，保证巷道等工作场所保持安全稳定的工作状态，并且可以实时监控瓦斯状况，保证在整个钻探过程中生命财产安全得到最大化保护，同时能够保证钻探效率，不会发生堵塞和停机检修的问题。
附图说明
32.图1示意性表示根据本发明的一种实施方式的煤矿用气与渣水分离装置的立体图；
33.图2示意性表示根据本发明的一种实施方式的煤矿用气与渣水分离装置的内部结构图。
具体实施方式
34.现在将参照示例性实施例来论述本发明的内容。应当理解，论述的实施例仅是为
了使得本领域普通技术人员能够更好地理解且因此实现本发明的内容，而不是暗示对本发明的范围的任何限制。
35.如本文中所使用的，术语“包括”及其变体要被解读为意味着“包括但不限于”的开放式术语。术语“基于”要被解读为“至少部分地基于”。术语“一个实施例”和“一种实施例”要被解读为“至少一个实施例”。
36.图1示意性表示根据本发明的一种实施方式的煤矿用气与渣水分离装置的立体图；图2示意性表示根据本发明的一种实施方式的煤矿用气与渣水分离装置的内部结构图。如图1和图2所示，在本实施方式中，煤矿用气与渣水分离装置，包括：箱体101、设置在箱体101内，沿着竖直方向将箱体101内部空间分隔为第一内腔2和第二内腔3的隔板102、设置在箱体101内的渣水泵(液压泵)103、设置在箱体101上的气渣水入料口104、气体排放口105和渣水排放管路106。
37.如图1和图2所示，在本实施方式中，气渣水入料口104设置在第一内腔2所在的箱体101的侧壁上；气体排放口105设置在第一内腔2所在的箱体101的顶部；渣水泵103设置在第二内腔3中，渣水排放管路106的一端与渣水泵103连接，另一端伸出箱体101与外接的输送管路连接；隔板102与箱体101的底部内壁具有间隙。
38.如此设置，可以通过外接的钻探设备将含有瓦斯等气体的煤渣和污水通过气渣水入料口104送入箱体101中，进入箱体101中的瓦斯气体可以通过第一内腔2上设置的气体排放口105排出，以保证安全的瓦斯气体排放。渣和水则通过重力落下，通过隔板102与箱体101底部的间隙从第一内腔2中流入第二内腔3中，流入第二内腔3中的渣水则可以通过渣水泵103的作用，通过渣水排放管路106和外接的输送管路被投入至其他进一步分离煤渣和水的设备中。如此设置，可以使得瓦斯等有害气体与煤渣和污水的混合物被有效分离，保证瓦斯气体能够被及时有效地分离并隔绝，防止了巷道瓦斯超标超限的情况发生，防止施工时涌出的瓦斯和煤渣影响施工现场环境、危害施工人员安全，保证生命及财产安全。
39.进一步地，在本实施方式中，如图2所示，第一内腔2中面对隔板102的侧壁和第一内腔2的底壁上搭设有斜度可调的倾斜挡板201。如此设置，可以使得落下的渣水可以快速通过该倾斜挡板201流入第二内腔3，从而实现快速流向渣水泵103，实现快速被抽离进行下一步渣水分离的过程。
40.在本实施方式中，倾斜挡板201的斜度可调可以适应不同粒度的煤渣和不同的含水量，例如充入的物质的煤渣粒度较小时(即较为松软细碎的煤渣)和含水量较小时，这样的含水煤渣容易粘结在倾斜挡板201上，此时适当调节倾斜挡板201的斜度，使其整体被布置的更陡，此时渣水就更容易通过倾斜挡板201进入到第二内腔3中，从而被渣水泵排出。
41.不仅如此，根据本发明的另一种实施方式，倾斜挡板201由两块转动连接的挡板组成，两块挡板相互远离的一端分别搭接滑接在第一内腔2的侧壁和底壁上。如此设置，可以使得倾斜挡板201从中间位置进行弯折，即可以改变倾斜挡板201的整体弧度，例如调整倾斜挡板201中间呈“下凹”形态(实际上为两个不同斜率的挡板形成的弯折形态)，这样可以在气渣水投入第一内腔2中时，使得瓦斯气体因为惯性随着渣水下降的过程中，瓦斯气体可以具有更多的时间和行程脱离渣和水，从而在保证渣水能够快速进入第二内腔3中的同时，保证瓦斯可以被充分排出。当然，在本实施方式中，气体排放口105处可连接抽吸瓦斯的抽吸装置，这样通过负压抽吸，可以使得第一内腔2中的瓦斯气体可以被更快更充分地从第一
内腔2中排出至他处。如此一来，瓦斯被排除以后，剩下的渣水即可被放心地通过第二内腔3中的渣水泵103排放，解决了场所安全隐患的问题。
42.进一步地，在本实施方式中，箱体101上设有用于检测上述间隙处存放的固体的量的第一检测器。同时，箱体101上设有与间隙相对应的高压冲水口1011。如此设置，可以通过第一检测器检测判断隔板102的下方的煤渣多少，判断是否存在煤渣堆积和渣水泵103工作困难的情况。如果存在煤渣较多，判定煤渣堆积和渣水泵103工作困难就可以通过高压冲水口1011喷射高压水流搅动其中的煤渣，使煤渣在煤渣水中散布均匀以利于被渣水泵103抽出。
43.进一步地，箱体101上设有整箱称重检测器或者用于检测第一内腔2和第二内腔3内液位的液位传感器。如此设置，可以判断煤渣水深度(多少)是否低于隔板102最低位置，或高于气渣水入料口104。如果过低，渣水泵103暂停工作；如果过高，则钻探设备的钻孔工作暂停，等待煤渣水深度恢复正常。因为如果液位过高，第一，没过气渣水入料口104后会影响瓦斯分离效率，第二，气体排放口105过近会由于负压将煤渣水带进专用瓦斯抽放管道。当然也可以通过重量判断液位情况。好处是整箱称重检测器不受水、渣影响。
44.进一步地，气体排放口105、第一内腔2中和第二内腔3中设有压力传感器和瓦斯含量检测器。第一内腔2与第二内腔3之间设有用于连通和关闭第一内腔2与第二内腔3的顶部空间的连接结构。连接结构可以是：设置在隔板102上的通孔、以及开闭通孔的阀门。或者是：连通第一内腔2和第二内腔3的导管、以及设置在导管上用于开闭导管的阀门。进一步地，气渣水入料口104和气体排放口105设有气体流量检测器。气渣水入料口104和渣水排放管路106设有渣水流量检测器。第二内腔3的顶部设有泄压阀301和观察窗口302。
45.如上设置，第二内腔3上方设置有压力传感器和瓦斯含量检测器。可以检测判断第二内腔3是否长时间压力或瓦斯含量过高(或者瓦斯含量异常，因为正常不含或达很低合格标准)，如果存在两者同时或者单一长时间过高，那么需要进一步处理或停机检测。第一内腔2中设置有压力传感器和瓦斯含量检测器，如果第一内腔2中压力、瓦斯含量长时间过高，且通过钻孔施工暂停工作而无法解决，那么则进行停机检测。判断是不是专用瓦斯抽放管道异常或钻孔中瓦斯排出异常。
46.气渣水入料口104处设置有气体流量检测器、瓦斯含量检测器，气体排放口105处设置有气体流量检测器、瓦斯含量检测器，通过气体流量、瓦斯含量检测实时对气渣水入料口104的瓦斯输入流量和气体排放口105输出流量进行监控，评估瓦斯是否处于进出平衡状态，并通过压力和瓦斯含量检测进行实时验证，通过多个数据对比，评估本装置、或专用瓦斯抽放管道的工作状态是否健康。
47.设置上述连接结构连接第一内腔2和第二内腔3，连接结构能够控制第一内腔2和第二内腔3之间处于连通或断开；如果压力和瓦斯含量检测检测出第二内腔3的瓦斯含量异常，那么连接结构工作以连通第一内腔2和第二内腔3，使第二内腔3中的瓦斯能够从上述通孔或者导管抽出。
48.渣水排放管路106和气渣水入料口104上设置渣水流量检测器，用于检测评估煤渣水的进出是否均衡，监控渣水泵103或钻孔工作是否健康。
49.根据本发明的上述方案，能够保证装置整体运行安全平稳，保证瓦斯气体与渣水分离的充分彻底，保证巷道等工作场所保持安全稳定的工作状态，并且可以实时监控瓦斯
状况，保证在整个钻探过程中生命财产安全得到最大化保护，同时能够保证钻探效率，不会发生堵塞和停机检修的问题。
50.最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。