高突煤層自動防強噴裝置製造方法
2023-06-19 10:22:21 3
高突煤層自動防強噴裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種高突煤層自動防強噴裝置，包括殼體和鑽杆，殼體的後側、前側和下側分別連接有後管、前管和第二排渣管，第二排渣管與總排渣管相連接，殼體還連接有第二排氣管，第二排氣管與抽採管路連接，第二排氣管和總排渣管之間連接有連接管，前管與第二排氣管之間連接有第一排氣管，前管通過第一排渣管連接總排渣管；所述鑽杆依次穿過後管、殼體和前管，後管與鑽杆之間設有密封套，所述殼體設有用於連接前管的前連接口，所述鑽杆的外圈固設有位於殼體內並擋在前連接口前側的移動擋板，在鑽杆外圈套設有夾在密封套與移動擋板之間的彈簧。本實用新型是一種針對煤層鑽孔、尤其是高強度噴孔可自動防噴的高突煤層自動防強噴裝置。
【專利說明】高突煤層自動防強噴裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型屬於煤礦安全生產領域，尤其涉及一種在高突煤層中施工鑽孔時可防止高強度噴孔的裝置。
【背景技術】
[0002]目前煤炭作為主體能源，需求量非常大。隨著開採深度和開採強度的增大，煤層瓦斯含量和瓦斯壓力不斷增大，導致煤礦開採過程中瓦斯問題也越來越嚴重，尤其是高瓦斯和突出礦井。礦井在施工抽採鑽孔，或探水、探煤等鑽孔時，遇到局部煤層有高瓦斯壓力和高瓦斯含量往往導致噴孔現象發生，會突然造成施鑽工作面瓦斯嚴重超限問題，有時甚至發生瓦斯窒息、瓦斯爆炸等重大瓦斯災害，因此，研究設計一種有效的防噴裝置可保證鑽孔的安全施工。目前的防噴裝置遇到高強度噴孔時，瓦斯和鑽屑得不到及時、充分的排放，強大的噴孔衝擊力直接作用於鑽機上，對施鑽工人的身體安全造成重大威脅。
[0003]另外，施鑽過程中會產生大量的氣、水、煤混合物，尤其發生噴孔時，大量鑽屑隨噴孔一湧而出，如不能及時分離鑽屑混合物，水、煤將有可能堵塞鑽孔，影響打鑽進程。因此，在突出煤層施工鑽孔時，應需要一套具有自動防強噴並能高效分離氣、水、煤的一體化裝置，既可以保障打鑽的安全性，又可以保證打鑽進度。
實用新型內容
[0004]本實用新型的目的是提供一種針對煤層鑽孔、尤其是高強度噴孔可自動防噴的高突煤層自動防強噴裝置。
[0005]為實現上述目的，本實用新型採用如下技術方案:高突煤層自動防強噴裝置，包括殼體和鑽杆，殼體的後側、前側和下側分別連接有後管、前管和第二排渣管，第二排渣管與總排渣管相連接，殼體還連接有第二排氣管，第二排氣管與抽採管路連接，第二排氣管和總排渣管之間連接有連接管，前管與第二排氣管之間連接有第一排氣管，前管通過第一排渣管連接總排渣管；所述鑽杆依次穿過後管、殼體和前管，後管與鑽杆之間設有密封套，所述殼體設有用於連接前管的前連接口，所述鑽杆的外圈固設有位於殼體內並擋在前連接口前側的移動擋板，在鑽杆外圈套設有夾在密封套與移動擋板之間的彈簧。
[0006]所述殼體設有用於連接第二排渣管的排渣口，所述彈簧通過鋼絲連接一下擋板，下擋板覆蓋在排渣口的上側。
[0007]第二排氣管的管徑是第一排氣管管徑的2倍，第二排渣管的管徑是第一排渣管管徑的2倍。
[0008]所述前管前側對接一擴孔管,擴孔管與前管為法蘭連接。
[0009]所述連接管上設有開關閥。
[0010]所述開關閥位於連接管與總排渣管連接處的連接管上。
[0011 ] 所述第二排氣管連接於殼體的上側。
[0012]本實用新型所述的高突煤層自動防強噴裝置，其有益效果為:當遇到不同強度的噴孔均能實現自動防噴，尤其針對突出煤層的高強度噴孔，保障施工安全；伴隨噴孔產生的氣、水、煤混合物通過該裝置還可以高效地、自動地將混合物分離，保證施工進度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0014]由圖1所示的高突煤層自動防強噴裝置，包括殼體15和鑽杆1，殼體15為立方體形殼體，殼體15的後側、前側和下側分別連接有後管14、前管16和第二排渣管17，殼體15的上側還連接有第二排氣管5，殼體15的後側、前側、下側、上側分別相應設有用於連接後管14的後連接口、用於連接前管16的前連接口、用於連接第二排渣管17的排渣口 20和用於連接第二排氣管5的上連接口，使殼體15的後側通過後連接口連接後管14，殼體15的前側通過前連接口連接前管16，殼體15的下側通過排渣口 20連接第二排渣管17，殼體15的上側通過上連接口連接第二排氣管5。
[0015]第二排氣管5與抽採管路11連接，第二排渣管17與總排渣管18相連接，總排渣管18位於第二排渣管17的下側，第二排氣管5和總排渣管18之間連接有連接管13，連接管13上設有開關閥12，並且開關閥12位於連接管13與總排渣管18連接處的連接管13上。前管16與第二排氣管5之間連接有第一排氣管4，前管16通過第一排渣管3連接總排渣管18，第二排渣管17的底埠以及第一排渣管3的底埠均分別與總排渣管18的頂口連接，使第二排渣管17、第一排渣管3和總排渣管18呈「Y」字型設置，總排渣管18的底埠為總排渣口。第二排氣管5的管徑是第一排氣管4管徑的2倍，第二排渣管17的管徑是第一排渣管3管徑的2倍。
[0016]前管16前側對接一擴孔管10,擴孔管10與前管16為法蘭連接,擴孔管10的後埠以及前管16的前埠均相應設有法蘭盤2，兩法蘭盤2之間有密封皮墊以防止漏氣。所述鑽杆I從後至前依次從後管14、殼體15、前管16和擴孔管10中穿過,鑽杆I為前後水平延伸，後管14與鑽杆I之間設有圓環形的密封套8，密封套8套設在鑽杆I的外圈。所述鑽杆I的外圈固設有位於殼體15內並擋在前連接口前側的移動擋板9，移動擋板9與鑽杆I為焊接，在鑽杆I外圈套設有夾在密封套8與移動擋板9之間的彈簧7。彈簧7通過鋼絲19連接一下擋板6，下擋板6位於彈簧7的下側，所述下擋板6位於殼體15內並覆蓋在排渣口 20的上側，當彈簧7在不受力的常態下，下擋板6覆蓋在排渣口 20的上側，當鑽孔發生噴孔時，彈簧7壓縮，使下擋板6隨著彈簧7的壓縮從排渣口 20上移開，使殼體15與第二排渣管17連通。
[0017]本實用新型所述的高突煤層自動防強噴裝置，在工作時，首先使用擴孔鑽頭對預先施工的鑽孔進行擴孔到指定深度，插入擴孔管10並固定在煤體上，然後安裝高突煤層自動防強噴裝置其他部件，第二排氣管5通過抽採管路11接頭連接到抽採管路11，連接管13連接總排渣管18和第二排氣管5，使抽採管路11、第一排氣管4、第一排渣管3、第二排氣管
5、第二排渣管17、殼體15以及總排渣管18處於相互連通的狀態，因此該裝置均在負壓環境下工作。
[0018]鑽頭實施鑽進過程中，鑽孔中氣、水、煤混合物進入擴孔管10，瓦斯氣體在負壓作用下先通過第一排氣管4，被抽入到抽採管路11中；水、煤屑混合物也在負壓作用下從第一排渣管3自動進入總排渣管18中，避免堵塞鑽孔。當發生突出煤層的高強度噴孔時，第一排氣管4和第一排渣管3難以及時卸壓，氣、水、煤混合物的衝擊力直接作用在移動擋板9上，移動擋板9推動彈簧7收縮向後滑動，這時第二排氣管5可以自動打開，由於第二排氣管5的管徑是第一排氣管4管徑的2倍，第二排渣管17的管徑是第一排渣管3管徑的2倍，瓦斯壓力能夠瞬間減小，同時在負壓作用下大量的瓦斯氣體先被抽離，彈簧7繼續收縮，此時彈簧7壓縮將下擋板6打開，大量鑽屑混合物能夠快速進入第二排渣管17，防止鑽屑堵塞防噴裝置，噴孔的強大衝擊力得到及時卸除，降低了噴孔對鑽機的強烈衝擊度；待噴孔衝擊力得到充分釋放後，彈簧7在彈力作用下自動恢復，下擋板6回到最初位置將排渣口 20關閉，移動擋板9回到前端將前連接口覆蓋並關閉，通過彈簧7可實現移動擋板9和下擋板6的自動打開、關閉功能。另外，兩套排氣管與抽採管路11連接，通過連接管13將總排渣管18和第二排氣管5連接，當發生高強度噴孔時，部分瓦斯會隨鑽屑進入總排渣管18內，及時打開開關閥12抽離這些瓦斯，可防止總排渣管18瓦斯超限，可實現大量氣、水、煤混合物的自動快速分離。
【權利要求】
1.高突煤層自動防強噴裝置，其特徵在於:包括殼體和鑽杆，殼體的後側、前側和下側分別連接有後管、前管和第二排渣管，第二排渣管與總排渣管相連接，殼體還連接有第二排氣管，第二排氣管與抽採管路連接，第二排氣管和總排渣管之間連接有連接管，前管與第二排氣管之間連接有第一排氣管，前管通過第一排渣管連接總排渣管；所述鑽杆依次穿過後管、殼體和前管，後管與鑽杆之間設有密封套，所述殼體設有用於連接前管的前連接口，所述鑽杆的外圈固設有位於殼體內並擋在前連接口前側的移動擋板，在鑽杆外圈套設有夾在密封套與移動擋板之間的彈簧。
2.如權利要求1所述的高突煤層自動防強噴裝置，其特徵在於:所述殼體設有用於連接第二排渣管的排渣口，所述彈簧通過鋼絲連接一下擋板，下擋板覆蓋在排渣口的上側。
3.如權利要求1所述的高突煤層自動防強噴裝置，其特徵在於:第二排氣管的管徑是第一排氣管管徑的2倍，第二排渣管的管徑是第一排渣管管徑的2倍。
4.如權利要求1所述的高突煤層自動防強噴裝置，其特徵在於:所述前管前側對接一擴孔管，擴孔管與前管為法蘭連接。
5.如權利要求1所述的高突煤層自動防強噴裝置，其特徵在於:所述連接管上設有開關閥。
6.如權利要求5所述的高突煤層自動防強噴裝置，其特徵在於:所述開關閥位於連接管與總排渣管連接處的連接管上。
7.如權利要求1所述的高突煤層自動防強噴裝置，其特徵在於:所述第二排氣管連接於殼體的上側。
【文檔編號】E21B21/015GK203925355SQ201420321689
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年6月17日 優先權日:2014年6月17日
【發明者】陳向軍, 李建兵, 蘇偉偉, 李建軍, 李軍文, 王林, 常興中, 王軍傑, 楊峰峰 申請人:河南理工大學, 沁和能源集團有限公司