一、项目背景

瓦斯抽采泵站是煤矿瓦斯抽采系统中的核心部分。现有煤矿地面瓦斯抽采泵站普遍采用低位水池、高位水池、冷却塔、瓦斯抽采泵及必要防火隔爆装置等组成，形成半开式循环系统，造成了极大的水资源浪费，预计每天消耗5~120吨的清洁水。同时，瓦斯抽采泵站耗电量巨大，约占整个煤矿用电系统的四分之一以上，且现有瓦斯抽采泵运行效率极低。

为解决瓦斯抽采泵能耗高、效率低的现状，中国专利CN107152399A公开了一种采用高分子减阻剂提高瓦斯抽放液环真空泵效率的方法，极大地提高了瓦斯抽采泵的运行效率，该方法已成功应用于煤矿井下移动瓦斯抽采泵站，取得了显著的经济效益。然而，对于地面永久抽采泵站的大型或特大型瓦斯抽采泵，采用现有的瓦斯抽采系统并不特别适用，主要原因有两点：一是，大型瓦斯抽采泵耗水量极大，减阻工作液循环利用率低，导致需要频繁添加减阻工作液；二是，循环水池体积巨大，甚至达一千立方以上，减阻剂用量大，成本上升，节能净效益降低，阻碍了该技术在煤矿地面抽采泵站的应用。

二、技术方案

基于减阻工作液的全封闭瓦斯抽采泵节能系统，包括瓦斯净化系统、瓦斯抽采泵工作液循环系统、补液系统以及监控系统；所述的瓦斯净化系统包括旋风降尘装置和粉尘浓度传感器，旋风降尘装置和粉尘浓度传感器依次安装在瓦斯抽采进气管路上；所述的瓦斯抽采泵工作液循环系统包括瓦斯抽采泵、气液分离器、液-液换热器、减阻液添加装置、温度传感器I、压差传感器、电磁流量计、温度传感器II和电机参数监测仪，所述气液分离器的出液口通过瓦斯抽采泵进液管路连接瓦斯抽采泵的进液口，温度传感器I、液-液换热器、减阻液添加装置、电磁流量计、温度传感器II依次安装在所述瓦斯抽采泵进液管路上，压差传感器的两个探测端分别设置在液-液换热器的两端，瓦斯抽采泵的排放口连接所述气液分离器的入口，瓦斯抽采泵连接电机参数监测仪；所述的补液系统包括低阻力脱水器、煤粉沉淀池、潜水泵、液位传感器和补液连接口，所述气液分离器的出气口通过瓦斯抽采排气管路连接低阻力脱水器，煤粉沉淀池设置在低阻力脱水器下方，潜水泵设置在煤粉沉淀池内，潜水泵通过补液管路依次连接补液连接口和所述气液分离器的回液口，所述液位传感器设置在所述气液分离器中，且位于回液口上方，液位传感器与潜水泵信号连接；所述监控系统包括上位机，所述粉尘浓度传感器、压差传感器、电磁流量计、温度传感器I、温度传感器II、液位传感器以及电机参数监测仪分别与所述上位机信号连接。

三、技术优点

利用地面瓦斯泵站已有的低位水池、高位水池及冷却塔，为液-液换热器提供冷却高温减阻液的循环冷却水；利用气液分离器中的少量减阻液作为瓦斯抽采泵的供液源，取代了特大体积的循环水池，实现了减阻液的低成本投入和净效益的高回报；通过瓦斯进气管路上的旋风降尘装置，减少了煤粉进入瓦斯抽采泵的数量，降低了煤粉对瓦斯抽采泵叶片和泵体的磨损，并可有效防止液-液换热器的堵塞，保证系统的稳定运行；通过安装有除雾器的气液分离器和低阻力脱水器的串联，可高效地回收排出瓦斯抽采泵外的减阻液，节约了大量的水资源，并进一步降低了减阻剂的成本；通过温度传感器、压差传感器、电磁流量计的实时监测，可直观地反映液-液换热器的工作状况和运行效果。

提供的全封闭式节能系统，可用于提高瓦斯抽采泵的运行功率，实现了减阻工作液的高效循环与利用，尤其适用于煤矿地面永久式大型瓦斯抽采泵站。本系统占地空间小、智能化水平高、操作方便，节水节能效果显著，具有广泛的实用性。