杂物的堆积常常造成管道堵塞，以及引起灾害的可能。漂浮在瓦斯气流中的杂物会经管道直接进入瓦斯泵内，不仅缩短瓦斯泵检修周期和使用寿命，还会影响瓦斯利用率和泵站的安全。

抽采瓦斯管道内的水和杂物处理技术

现有处理技术存在问题

（1）间歇式放水器无法满足水量大的要求。目前使用的人工放水器和负压自动放水器均属于间歇式放水器。间歇式放水器具有蓄水时不放水、放水时不蓄水的缺点。放水器一旦开始放水，其进水管便开始蓄水，进气管一旦蓄满水，管道内积水就会继续增多或流向下游，直到放水器放完水再次蓄水时，管道积水才会逐渐减少。所以，间歇式放水器在水源充沛、来水量较大的地点应用，可能出现积水越来越多或流向下游形成新积水点的现象。管道低洼处积水不是流向下游，便是越积越多，最终会堵塞管道。

（2）被雾化的小水粒和未流入放水器的水会流向下游，并形成新的积水点。一些瓦斯流速较高的抽采管道中，被雾化的小水粒不仅会流向下游，也会被抽到瓦斯泵站。目前，不仅被雾化的小水粒会流向下游，沿管道底部流动的水只要流速高，在惯性作用下，也会有部分水流向下游，形成新的积水点。

（3）缺少清除管道内杂物的专项措施和技术。因管道中杂物没有像积水对瓦斯抽采的影响那样直接和明显，所以，人们仅通过放水放出部分杂物。部分密度和颗粒较大的杂物会滞留在管道内，并逐渐增多，增大管道阻力，甚至堵塞管道；漂浮在瓦斯气流中的杂物会经管道直接进入瓦斯泵内，不仅缩短瓦斯泵检修周期和使用寿命，还会影响瓦斯利用率和泵站的安全。随水进入放水器的杂物可随水一起放出，但这些杂物在经过自动放水器进、放水口的速度一旦减缓，个别细小杂物容易黏附在阀座或阀盖上，会导致进、放水阀关闭不严而使放水器不能正常蓄水或放水。

管道内的积水和杂物处理方法

1、水和杂物来源分析

（1）水的来源。鹤壁矿区为单一煤层，煤层顶底板都有砂岩含水层。受采动影响，顶底板含水层的水会通过裂隙进入煤层顶底板非含水层和煤层内。只要钻孔进入这些煤岩层，就会将部分水和水蒸气直接抽入瓦斯管道中。其次是抽采采空区瓦斯时，会将少量灌浆水和水蒸气抽入瓦斯管道中。

（2）杂物来源。进入抽采管道的杂物来源有4种：

①钻孔水携带部分钻屑和粉尘进入管道中；

②抽采采空区瓦斯的管道一旦漏气，会将部分泥浆抽入管道中；

③金属管道内壁的防腐层和氧化层会在长期使用中逐渐脱落而滞留在管道内；

④安装运输管道过程中，因疏忽大意而将少量杂物遗留在管道内。

2、水和杂物在管道中的流动形式

（1）水在瓦斯管道中的流动形式。

①进入管道的水在负压和自重作用下，大部分沿着管道底部做下向、水平流动，一旦遇到管道不平，便会积存在管道的低洼处；

②水蒸气会随瓦斯气体一起流动，一旦气温降低，部分水蒸气会很快凝聚成小水滴，先降落到管道底部，而后流向管道低洼处；

③在高速流动的瓦斯气体作用下，被雾化成小水粒的水可随瓦斯气体一起流动，一旦流速降低，也会降落到管道底部，并流向管道的低洼处。

（2）进入管道的粉尘、钻屑等杂物的流动形式。

①漂浮在瓦斯气体中的粉尘可随瓦斯气体一起流动，流速降低时，颗粒较大的粉尘会沉降到管道底部，颗粒较小的粉尘仍随气体一起被抽到泵站。

②不能随气体流动而被管道中流水冲动的杂物可随水一起沿着管道底部流动。当水的流速降低时，部分颗粒和密度较大的杂物会逐渐滞留在管道底部或低洼处，剩余杂物仍可随水继续流动。

③不能随水流动的钻屑等杂物，会很快沉淀到管道底部，逐渐缩小管道断面，增加管道阻力。

3、连续式自动放水器的研制

因间歇式放水器不能连续放水，无法将水源充沛的瓦斯抽采管道积水及时全部放出，为此研制了连续式自动放水器，以更好地解决抽采瓦斯管道内积水对抽采瓦斯的影响。该连续式负压自动放水器结构如图1所示，主要由蓄水胶管、进水分配系统、负压平衡阀、蓄水罐A 、负压平衡胶管、通大气阀、进水阀、浮漂组件、蓄水罐 B、放水阀等组成。在抽采负压的作用下，放水器蓄水罐内处于负压状态，通大气阀与放水阀均处于关闭位置；进水分配系统的进水阀打开。同时，瓦斯管路中积水通过蓄水胶管流入进水分配系统，优先进入蓄水罐A，蓄水罐 B处于待机进水状态。随着蓄水罐 A内积水的增多，浮漂逐步浮起，上浮到一定高度时，与抽采管道相通的负压平衡阀自动关闭，与大气相通的通气阀自动打开，空气自动进入蓄水罐A内，进水阀随即关闭，在积水的静压作用下，放水阀被打开，开始放水。随着积水的放出，蓄水罐A中水位下降到一定位置时，浮漂组件下降，使负压平衡阀打开，通大气阀与放水阀在气压差的作用下自动关闭，进水阀随即开启。蓄水罐A重新与瓦斯管路连通，罐内再次形成负压，进入下一循环。在蓄水罐A放水的同时，抽采管路里的水经过进水系统调配，进入蓄水罐B内，蓄水罐B开始蓄水。当蓄水罐 A放水结束后，抽采管路里的水会再次进入蓄水罐 A，蓄水罐 B停止进水继续待机。如此循环，蓄水罐 B始终作为蓄水罐A 的备用，在蓄水罐 A放水时，接替积蓄在抽采管路里的积水。如此周而复始，实现了连续负压自动放水器连续自动蓄水、自动放水。

该放水器的优点：

①可连续放出管道内积水，弥补了单罐放水器放水期间不能储水、储水期间不能放水的缺陷；

②故障率低；

③2 个罐体均能单独工作，当一个罐体出现故障时，另一个罐体可继续工作，还可在不影响放水的情况下对故障罐进行短暂的检查和维修；

④放水能力大，且来水量越大，放水效果越好；

⑤放水不受负压的影响。

4、分离器的研制

连续式自动放水器尽管有诸多优点，但仍未彻底避免杂物对进、放水阀的影响。各抽采矿井有众多的抽采钻孔，不可能在每一个或几个抽采钻孔处都装上放水器，即便全装上自动放水器，也仅能放出抽采管道中部分杂物，剩余杂物仍对瓦斯抽采和利用有一定影响。所以，根据抽采地点的不同条件，先后研制出适应抽采钻场和回采工作面两巷抽采地点使用的 HMF-Ⅰ型和 HMF-Ⅱ型分离器。

5、管道积水和杂物的放出方法

（1）钻孔附近。根据钻孔地点不同，可使用不同的分离器（抽采钻场使用 HMF-Ⅰ型分离器，回采工作面两巷使用 HMF-Ⅱ型分离器）与连续式自动放水器组成联合处理装置处理管道中的水和杂物。

（2）主干管道低洼处。因水和杂物主要来自抽采钻孔，只要用分离器和连续式自动放水器在钻孔附近将绝大部分管道中的水和杂物拦截和放出，再进入主干管道的水和杂物就十分有限，故主干管道低洼处积存的水和杂物较少，水质相对较好，所以安装性能较好的间歇式自动放水器就可满足放水排渣的要求。

（3）瓦斯泵进气侧或抽采井底。为了拦截瓦斯气体中残存的水和杂物，以及在更换和改建主干管道的过程中不慎留在管道中的杂物，可在瓦斯泵进气侧或抽采井底安装 HMF-Ⅱ型分离器和连续式自动放水器，再次拦截和处理管道中的水和杂物，确保进入泵站的瓦斯气体中没有杂物和雾化水。该处能拦截到的水和杂物不会太多，且由于该处较偏僻，抽采管理人员检查次数较少，所以，配备连续式自动放水器较为可靠。