煤層瓦斯抽采氣水渣分離模擬試驗(yàn)裝置的制作方法

本實(shí)用新型設(shè)計(jì)一種煤層試驗(yàn)?zāi)M設(shè)備，具體涉及一種煤層瓦斯抽采氣水渣分離模擬試驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)：

煤礦瓦斯、粉塵事故是井下的重大災(zāi)害之一，若發(fā)生瓦斯、粉塵事故，不僅會嚴(yán)重破壞生產(chǎn)環(huán)境，而且造成人員傷亡，給人民、企業(yè)、國家造成巨大損失，因此，消除瓦斯超限和粉塵是預(yù)防瓦斯、粉塵事故的前提條件，也是礦井安全生產(chǎn)的重要保障之一；

由于地質(zhì)沉積作用，煤層中積壓了大量的瓦斯等有毒有害氣體，為了實(shí)現(xiàn)安全采掘，通常情況下，采掘前首先要布置專用瓦斯抽采巷道，采用巷道鉆機(jī)施工抽采鉆孔提前實(shí) 施瓦斯抽采，待抽采達(dá)標(biāo)后，方能開始采掘煤層，然而在施工抽采鉆孔過程中，特別是許多 礦井進(jìn)入深部水平后，煤層瓦斯含量、壓力都將增大，施鉆噴孔、甚至鉆孔延時噴孔造成的 瓦斯超限不安全問題，鉆孔垮孔問題也越來越突出，為了克服垮孔和瓦斯超限問題，不得不 采取壓風(fēng)排粉施工工藝，同時大量鉆渣和水的混合物沖刷、沉淀堆積后，減小了巷道有效通風(fēng)端面，不僅對礦井通風(fēng)造成影響，而且還給礦井抽采安全質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)造成安全隱患；

現(xiàn)有技術(shù)中并沒有針對這嚴(yán)重問題的專用氣水渣分離出來設(shè)備，因此施鉆過程中大量的瓦斯、粉塵、煤渣、水仍然會被釋放在巷道中，因此如何解決改善現(xiàn)有問題，亟需解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、可以煤層中氣水渣分離工作的煤層瓦斯抽采氣水渣分離模擬試驗(yàn)裝置。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：煤層瓦斯抽采氣水渣分離模擬試驗(yàn)裝置，包括試驗(yàn)箱，試驗(yàn)箱的頂部左側(cè)開設(shè)有混合物進(jìn)口，試驗(yàn)箱的頂部右側(cè)開設(shè)有瓦斯抽氣口，試驗(yàn)箱內(nèi)安裝有振動篩分裝置和輸送煤渣裝置，試驗(yàn)箱的左側(cè)箱壁從高到低依次設(shè)有出泥口、出渣口和出水口；

振動篩分裝置位于試驗(yàn)箱上部，振動篩分裝置包括振動篩框和振動機(jī)構(gòu)，振動篩框的頂部通過拉伸彈簧連接到試驗(yàn)箱頂部，振動篩框的左側(cè)和右側(cè)均通過復(fù)位彈簧連接有緩沖板，兩個緩沖板分別固定在試驗(yàn)箱左側(cè)箱壁和右側(cè)箱壁上，左側(cè)的緩沖板高于右側(cè)的緩沖板，振動篩框的底部設(shè)有篩網(wǎng)，篩網(wǎng)的右側(cè)開設(shè)有出口；振動機(jī)構(gòu)包括振動電機(jī)，振動電機(jī)固定在篩網(wǎng)底部，振動電機(jī)主軸鍵連接有凸輪；

輸送煤渣裝置位于振動篩分裝置的下方，輸送煤渣裝置的進(jìn)渣口位于出口的下方，輸送煤渣裝置通過斜板與出渣口連接，斜板的前側(cè)邊沿和后側(cè)邊沿分別固定在試驗(yàn)箱前側(cè)箱壁和后側(cè)箱壁上；

振動篩分裝置與輸送煤渣裝置之間設(shè)有導(dǎo)流板，導(dǎo)流板的前側(cè)邊沿和后側(cè)邊沿分別固定在試驗(yàn)箱的前側(cè)箱壁和后側(cè)箱壁上，導(dǎo)流板位于篩網(wǎng)的下方，導(dǎo)流板的左側(cè)邊沿與出泥口下邊沿連接，導(dǎo)流板的右側(cè)邊沿位于出口的左側(cè)，導(dǎo)流板的右側(cè)邊沿高于導(dǎo)流板的左側(cè)邊沿。

輸送煤渣裝置包括驅(qū)動輥、從動輥和驅(qū)動電機(jī)，驅(qū)動輥和從動輥沿左右方向并排轉(zhuǎn)動連接在試驗(yàn)箱內(nèi)，驅(qū)動電機(jī)與驅(qū)動輥傳動連接，驅(qū)動輥和從動輥上設(shè)有傳送帶，傳送帶的左端位于出口的正下方，傳送帶上設(shè)有透水孔，斜板的左側(cè)邊沿與出渣口下邊沿連接，斜板的右側(cè)邊沿位于傳送帶右端的正下方，斜板的右側(cè)邊沿高于斜板的左側(cè)邊沿。

試驗(yàn)箱內(nèi)設(shè)有防濺板，防濺板的前側(cè)邊沿和后側(cè)邊沿分別固定在試驗(yàn)箱前側(cè)箱壁和后側(cè)箱壁上，防濺板的左側(cè)邊沿位于出口的正下方且位于傳送帶右端的正上方，防濺板的右側(cè)邊沿固定在試驗(yàn)箱右側(cè)箱壁上且高于防濺板的左側(cè)邊沿。

采用上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型具有以下有益效果：本試驗(yàn)裝置可通過一些列的機(jī)械動作將模擬煤層中的氣水渣混合物分離出來，最終水由出水口流出，氣體由試驗(yàn)箱頂部的瓦斯抽氣口排出，煤渣由出渣口向外排出，具體的工作原理為：模擬氣水渣混合物的煤層樣品由混合物進(jìn)口裝入試驗(yàn)箱內(nèi)，之后煤層樣品內(nèi)的氣體由瓦斯抽氣口向外排出，瓦斯抽氣口處可連接抽氣裝置和集氣裝置，將煤層樣品內(nèi)的氣體收集起來，煤層樣品由混合物進(jìn)口進(jìn)入試驗(yàn)箱，首先煤層樣品落在振動篩框上，煤層樣品內(nèi)的水透過篩網(wǎng)落至導(dǎo)流板上表面，由于導(dǎo)流板的右側(cè)邊沿高于左側(cè)邊沿，所以導(dǎo)流板呈傾斜設(shè)置，導(dǎo)流板上表面的水沿導(dǎo)流板向左側(cè)流動并由出泥口向外排出；其次振動電機(jī)啟動，振動電機(jī)帶動凸輪轉(zhuǎn)動，凸輪由于慣性左右?guī)诱駝雍Y框晃動，由于與振動篩網(wǎng)右側(cè)連接的緩沖板的高度低于與振動篩網(wǎng)左側(cè)連接的緩沖板的高度，所以振動篩網(wǎng)呈左高右低傾斜設(shè)置，在振動篩框晃動下，煤層樣品的煤塊破碎并散開，煤礦內(nèi)的氣體擴(kuò)散出并由瓦斯抽氣口向外排出，煤層樣品接著又出口落至傳送帶的右端，驅(qū)動電機(jī)帶動驅(qū)動輥轉(zhuǎn)動，驅(qū)動輥帶動傳送帶轉(zhuǎn)動，傳送帶帶動煤樣繼續(xù)向左移動，在移動的同時，由于導(dǎo)流板呈左低右高傾斜設(shè)置，所以導(dǎo)流板與傳送帶之間的距離從右至左逐漸減小，傳送帶上的煤層樣品進(jìn)一步擠壓，煤層樣品內(nèi)的水分在擠壓下流出并通過傳送帶上的透水孔流下，最終流至試驗(yàn)箱的底部，可由出水口向外排出；傳送帶上的煤樣向左移動并由出渣口向外排出；最后通過一系列的機(jī)械運(yùn)動，氣水渣混合物的煤層樣品內(nèi)的氣體、水以及煤渣分開，完成試驗(yàn)?zāi)康模?/p>

其中，防濺板用于防止煤層樣品從振動篩框上的出口落至傳送帶的過程中，煤層樣品濺出，落至試驗(yàn)箱其它地方。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

在本實(shí)用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、 “長度”、 “上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖1所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的設(shè)備或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實(shí)用新型的限制。

如圖1所示，本實(shí)用新型的煤層瓦斯抽采氣水渣分離模擬試驗(yàn)裝置，包括試驗(yàn)箱1，試驗(yàn)箱1的頂部左側(cè)開設(shè)有混合物進(jìn)口2，試驗(yàn)箱1的頂部右側(cè)開設(shè)有瓦斯抽氣口3，試驗(yàn)箱1內(nèi)安裝有振動篩分裝置和輸送煤渣裝置，試驗(yàn)箱1的左側(cè)箱壁從高到低依次設(shè)有出泥口4、出渣口5和出水口6；

振動篩分裝置位于試驗(yàn)箱1上部，振動篩分裝置包括振動篩框7和振動機(jī)構(gòu)，振動篩框7的頂部通過拉伸彈簧23連接到試驗(yàn)箱1頂部，振動篩框7的左側(cè)和右側(cè)均通過復(fù)位彈簧8連接有緩沖板9，兩個緩沖板9分別固定在試驗(yàn)箱1左側(cè)箱壁和右側(cè)箱壁上，左側(cè)的緩沖板9高于右側(cè)的緩沖板9，振動篩框7的底部設(shè)有篩網(wǎng)10，篩網(wǎng)10的右側(cè)開設(shè)有出口11；振動機(jī)構(gòu)包括振動電機(jī)12，振動電機(jī)12固定在篩網(wǎng)10的底部，振動電機(jī)12主軸鍵連接有凸輪14；

輸送煤渣裝置位于振動篩分裝置的下方，輸送煤渣裝置的進(jìn)渣口位于出口11的下方，輸送煤渣裝置通過斜板16與出渣口5連接，斜板16的前側(cè)邊沿和后側(cè)邊沿分別固定在試驗(yàn)箱1前側(cè)箱壁和后側(cè)箱壁上；

振動篩分裝置與輸送煤渣裝置之間設(shè)有導(dǎo)流板17，導(dǎo)流板17的前側(cè)邊沿和后側(cè)邊沿分別固定在試驗(yàn)箱1的前側(cè)箱壁和后側(cè)箱壁上，導(dǎo)流板17位于篩網(wǎng)10的下方，導(dǎo)流板17的左側(cè)邊沿與出泥口4下邊沿連接，導(dǎo)流板17的右側(cè)邊沿位于出口11的左側(cè)，導(dǎo)流板17的右側(cè)邊沿高于導(dǎo)流板17的左側(cè)邊沿。

輸送煤渣裝置包括驅(qū)動輥18、從動輥19和驅(qū)動電機(jī)，驅(qū)動輥18和從動輥19沿左右方向并排轉(zhuǎn)動連接在試驗(yàn)箱1內(nèi)，驅(qū)動電機(jī)與驅(qū)動輥18傳動連接，驅(qū)動輥18和從動輥19上設(shè)有傳送帶21，傳送帶21的左端位于出口11的正下方，傳送帶21上設(shè)有透水孔，斜板16的左側(cè)邊沿與出渣口5下邊沿連接，斜板16的右側(cè)邊沿位于傳送帶21右端的正下方，斜板16的右側(cè)邊沿高于斜板16的左側(cè)邊沿。

試驗(yàn)箱1內(nèi)設(shè)有防濺板22，防濺板22的前側(cè)邊沿和后側(cè)邊沿分別固定在試驗(yàn)箱1前側(cè)箱壁和后側(cè)箱壁上，防濺板22的左側(cè)邊沿位于出口11的正下方且位于傳送帶21右端的正上方，防濺板22的右側(cè)邊沿固定在試驗(yàn)箱1右側(cè)箱壁上且高于防濺板22的左側(cè)邊沿。

本試驗(yàn)裝置在進(jìn)行模擬礦井煤層氣水渣試驗(yàn)分離時，具體工作過稱為：

首先取井下瓦斯抽采過程中得到的氣水渣混合物作為試驗(yàn)用的煤層樣品，然后將煤層樣品由混合物進(jìn)口2緩慢加入到試驗(yàn)箱1內(nèi)，瓦斯抽氣口連接有抽氣裝置和集氣裝置（圖中未示意出來），抽氣裝置將試驗(yàn)箱內(nèi)的氣體由瓦斯抽采口向外抽到集氣裝置內(nèi)，將煤層樣品內(nèi)的氣體收集起來，煤層樣品由混合物進(jìn)口2進(jìn)入試驗(yàn)箱1，首先煤層樣品落在振動篩框7上，煤層樣品內(nèi)的水透過篩網(wǎng)10落至導(dǎo)流板17上表面，由于導(dǎo)流板17的右側(cè)邊沿高于左側(cè)邊沿，所以導(dǎo)流板17呈傾斜設(shè)置，導(dǎo)流板17上表面的水沿導(dǎo)流板17向左側(cè)流動并由出泥口4向外排出；其次振動電機(jī)12啟動，振動電機(jī)12帶動凸輪14轉(zhuǎn)動，凸輪14由于慣性左右?guī)诱駝雍Y框7晃動，由于與振動篩網(wǎng)10右側(cè)連接的緩沖板9的高度低于與振動篩網(wǎng)10左側(cè)連接的緩沖板9的高度，所以振動篩網(wǎng)10呈左高右低傾斜設(shè)置，在振動篩框7晃動下，煤層樣品的煤塊破碎并散開，煤礦內(nèi)的氣體擴(kuò)散出并由瓦斯抽氣口3向外排出，煤層樣品接著又出口11落至傳送帶21的右端，驅(qū)動電機(jī)帶動驅(qū)動輥18轉(zhuǎn)動，驅(qū)動輥18帶動傳送帶21轉(zhuǎn)動，傳送帶21帶動煤樣繼續(xù)向左移動，在移動的同時，由于導(dǎo)流板17呈左低右高傾斜設(shè)置，所以導(dǎo)流板17與傳送帶21之間的距離從右至左逐漸減小，傳送帶21上的煤層樣品進(jìn)一步擠壓，煤層樣品內(nèi)的水分在擠壓下流出并通過傳送帶21上的透水孔流下，最終流至試驗(yàn)箱1的底部，可由出水口6向外排出；傳送帶21上的煤樣向左移動并由出渣口5向外排出；最后通過一系列的機(jī)械運(yùn)動，氣水渣混合物的煤層樣品內(nèi)的氣體、水以及煤渣分開，完成試驗(yàn)?zāi)康摹?/p>

本實(shí)施例并非對本實(shí)用新型的形狀、材料、結(jié)構(gòu)等作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍。