一種巷道掘進超前探放水安全裝置的製作方法

2023-05-04 05:45:21

專利名稱：一種巷道掘進超前探放水安全裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種超前鑽探安全防護裝置，尤其是一種能夠在突遇高承壓水體時， 有效控制出水量，防止高壓水傷人和防止鑽杆被高壓水頂出功能的巷道掘進超前探放水安
全裝置。
背景技術：
目前，在煤礦生產過程中，常常受到水的危害，特別是深部承壓水及陷落柱的威 脅。輕則影響生產，重則淹井傷人，給國家和人民財產造成巨大損失和政治影響。隨著礦井 開採深度增加，礦井受承壓水威脅越來越大。目前，礦井生產中有一種減壓、防突水裝置，在 礦井安全生產中起到了一定的作用，其缺點是不能防止鑽杆射出傷人。為避免在井下鑽探 施工過程中出現的「射箭、噴孔、淹井傷人」事故的發生和落實「有疑必探」 「逢掘必鑽」的安 全方針，設計一種能夠防止鑽杆射出、防高壓水傷人、防突水淹井的巷道掘進超前探放水安 全裝置，是目前需要解決的技術問題。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種能夠防止鑽杆射出、防高壓水傷人、防突 水淹井的巷道掘進超前探放水安全裝置。本發明解決其技術問題的技術方案是
一種巷道掘進超前探放水安全裝置，由孔口管、控水截門、法蘭式三通管和減壓截門組 成，控水截門直接與孔口管連接，三通管的直通管與控水截門連接，減壓截門與三通管的旁 通管連接，在三通管的直通管的另一端連接有開合式鑽杆夾持器，在開合式鑽杆夾持器與 三通管之間通過開合式鑽杆夾持器和三通管的連接法蘭之間設置有鑽杆密封組合墊，鑽杆 密封組合墊的孔徑略小於鑽杆的直徑。本發明解決其技術問題的技術方案還可以是
本發明所述的密封組合墊由兩層膠墊和一層鋼墊構成，鋼墊在兩層膠墊之間，膠墊的 孔徑略小於鑽杆的直徑，鋼墊的孔徑略大於鑽杆的直徑。本發明所述的開合式鑽杆夾持器由殼體、開合機構、夾持體和鎖緊裝置構成，其殼 體為法蘭短管，左端法蘭上有與三通管的法蘭匹配的連接孔，左端法蘭的直徑大於右端法 蘭的直徑，在法蘭短管的中部有與右端法蘭直徑相同的凸緣，右端法蘭與中部的凸緣構成 開合機構的支架，開合機構為兩個小於半圓環的環體，環體的內半徑等於或略大於右端法 蘭與中部凸緣之間的法蘭管的外半徑，前環體的上端通過前環體鉸軸鉸接在右端法蘭與中 部凸緣之間，後環體的上端通過前環體鉸軸鉸接在右端法蘭與中部凸緣之間，所述的夾持 體為兩個，前夾持體通過前夾持體螺栓螺母固定在前環體的中部，後夾持體通過後夾持體 螺栓螺母固定在後環體的中部，在右端法蘭與中部凸緣之間的管體上有夾持體通過口，所 述的鎖緊裝置設置在兩個環體的下端之間，左端法蘭與中部凸緣之間的法蘭管的內徑與法 蘭式三通管的內徑相當，右法蘭與中部凸緣之間的法蘭管的內徑略大於鑽杆的外徑。
本發明所述的鎖緊裝置為伸縮式鎖緊裝置，伸縮式鎖緊裝置的伸縮杆的尾端固定 有鉸軸，在前環體的下端有左右方向的鉸軸孔，在鉸軸孔後部的環體上有前後方向的與鉸 軸孔連通的伸縮杆通過孔，在後環體與前環體對應部位上也有伸縮杆通過孔，伸縮杆通過 鉸軸與前環體鉸接，伸縮杆穿過前、後環體上的伸縮杆通過孔從後環體伸出，在伸縮杆端部 設置有鎖緊動力裝置。本發明所述的鎖緊動力裝置為螺母，伸縮杆為螺杆。本發明所述的鎖緊動力裝置為油缸，伸縮杆為活塞杆，油缸為法蘭式連接油缸，油 缸通過其連接法蘭與後環體連接固定。本發明所述的鎖緊動力裝置為電動伸縮裝置，伸縮杆為電動伸縮裝置的伸縮杆， 電動伸縮裝置為法蘭式連接電動伸縮裝置，電動伸縮裝置通過其連接法蘭與後環體連接固定。與現有技術相比，本發明能夠有效防止鑽杆射出傷人、防高壓水傷人、防突水淹井事故。


圖1是本發明的結構示意圖的主視圖。圖2是圖1中沿A-A線的剖視圖(鎖緊動力裝置為螺母)。圖3是圖1中沿A-A線的剖視圖(鎖緊動力裝置為油缸或電動伸縮裝置)。
具體實施例方式如圖所示，一種巷道掘進超前探放水安全裝置，由孔口管1、控水截門2、法蘭式三 通管3和減壓截門7組成，控水截門2直接與孔口管1連接，三通管3的直通管與控水截門 2連接，減壓截門7與三通管3的旁通管連接，在三通管3的直通管的另一端連接有開合式 鑽杆夾持器5，在開合式鑽杆夾持器5與三通管3之間通過開合式鑽杆夾持器5和三通管3 的連接法蘭之間設置有鑽杆密封組合墊4，鑽杆密封組合墊4的孔徑略小於鑽杆的直徑。所 述的密封組合墊4由兩層膠墊和一層鋼墊構成，鋼墊在兩層膠墊之間，膠墊的孔徑略小於 鑽杆的直徑，鋼墊的孔徑略大於鑽杆的直徑。所述的開合式鑽杆夾持器5由殼體、開合機構、夾持體和鎖緊裝置構成，其殼體為 法蘭短管，左端法蘭上有與三通管3的法蘭匹配的連接孔，左端法蘭的直徑大於右端法蘭 的直徑，在法蘭短管的中部有與右端法蘭直徑相同的凸緣，右端法蘭與中部的凸緣構成開 合機構的支架，開合機構為兩個小於半圓環的環體，環體的內半徑等於或略大於右端法蘭 與中部凸緣之間的法蘭管的外半徑，前環體19的上端通過前環體鉸軸9鉸接在右端法蘭與 中部凸緣之間，後環體11的上端通過前環體鉸軸10鉸接在右端法蘭與中部凸緣之間，所述 的夾持體為兩個，前夾持體18通過前夾持體螺栓螺母17固定在前環體的中部，後夾持體13 通過後夾持體螺栓螺母12固定在後環體的中部，在右端法蘭與中部凸緣之間的管體上有 夾持體通過口，所述的鎖緊裝置設置在兩個環體的下端之間，左端法蘭與中部凸緣之間的 法蘭管的內徑與法蘭式三通管3的內徑相當，右法蘭與中部凸緣之間的法蘭管的內徑略大 於鑽杆的外徑。所述的鎖緊裝置為伸縮式鎖緊裝置，伸縮式鎖緊裝置的伸縮杆15的尾端固定有
4鉸軸16，在前環體19的下端有左右方向的鉸軸孔，在鉸軸孔後部的環體上有前後方向的與 鉸軸孔連通的伸縮杆通過孔，在後環體11與前環體19對應部位上也有伸縮杆通過孔，伸縮 杆15通過鉸軸16與前環體19鉸接，伸縮杆15穿過前、後環體上的伸縮杆通過孔從後環體 11伸出，在伸縮杆15端部設置有鎖緊動力裝置14。所述的鎖緊動力裝置14為螺母，伸縮杆15為螺杆。所述的鎖緊動力裝置14為油缸，伸縮杆15為活塞杆，油缸為法蘭式連接油缸，油 缸通過其連接法蘭與後環體連接固定。所述的鎖緊動力裝置14為電動伸縮裝置，伸縮杆15為電動伸縮裝置的伸縮杆， 電動伸縮裝置為法蘭式連接電動伸縮裝置，電動伸縮裝置通過其連接法蘭與後環體連接固定。以下分三個部分介紹本發明的具體功能 一、減壓、防突水部分
正常鑽進時按設計要求製作孔口裝置，在孔口裝置上安裝控制閘閥。經過試驗，達到設 計壓力不漏水後正常鑽進。減壓、防突水部分安裝在孔口裝置至鑽機之間，在正常鑽進中鑽機循環水通過該 裝置，進入循環水坑；遇突水，工作人員迅速關閉該部分配置的另一個防突閥門，達到防突 水的目的。該裝置配合防傷人及防射箭部分，使大水短時間控制在該裝置中，為治理水患贏 的時間。二、防傷人、密封部分
該部分安裝在「減壓、防突水」裝置之後。由一特殊密封裝置控制。正常打鑽時，該部 分處於微開啟狀態，遇大水突出時，該裝置迅速收縮，使大水通過其裝置後的水壓、水量迅 速減小，使人們在操作過程中，處於安全狀態，進行有條不紊的進行撤鑽杆等後續工作。三、防射箭部分
該部分於「防傷人、密封」裝置之後。當大水突出時，大量泥沙、水體將對鑽具有一 個外頂作用，該裝置通過人工控制的抱緊、鬆開動作，將鑽具牢牢的控制在鑽孔中。通過與 鑽機的聯動，達到了安全、平穩地起拔鑽杆的作用，使鑽具逐漸脫離孔口裝置以外，達到防 止射箭的目的。
權利要求
一種巷道掘進超前探放水安全裝置，由孔口管(1)、控水截門(2)、法蘭式三通管(3)和減壓截門(7)組成，控水截門(2)直接與孔口管(1)連接，三通管(3)的直通管與控水截門(2)連接，減壓截門(7)與三通管(3)的旁通管連接，其特徵在於在三通管(3)的直通管的另一端連接有開合式鑽杆夾持器(5)，在開合式鑽杆夾持器(5)與三通管(3)之間通過開合式鑽杆夾持器(5)和三通管(3)的連接法蘭之間設置有鑽杆密封組合墊(4)，鑽杆密封組合墊(4)的孔徑略小於鑽杆的直徑。
2.根據權利要求1所述的一種巷道掘進超前探放水安全裝置，其特徵在於所述的密 封組合墊(4)由兩層膠墊和一層鋼墊構成，鋼墊在兩層膠墊之間，膠墊的孔徑略小於鑽杆的 直徑，鋼墊的孔徑略大於鑽杆的直徑。
3.根據權利要求1或2所述的一種巷道掘進超前探放水安全裝置，其特徵在於所述 的開合式鑽杆夾持器(5)由殼體、開合機構、夾持體和鎖緊裝置構成，其殼體為法蘭短管，左 端法蘭上有與三通管(3)的法蘭匹配的連接孔，左端法蘭的直徑大於右端法蘭的直徑，在 法蘭短管的中部有與右端法蘭直徑相同的凸緣，右端法蘭與中部的凸緣構成開合機構的支 架，開合機構為兩個小於半圓環的環體，環體的內半徑等於或略大於右端法蘭與中部凸緣 之間的法蘭管的外半徑，前環體(19)的上端通過前環體鉸軸(9)鉸接在右端法蘭與中部凸 緣之間，後環體(11)的上端通過前環體鉸軸(10)鉸接在右端法蘭與中部凸緣之間，所述的 夾持體為兩個，前夾持體(18)通過前夾持體螺栓螺母(17)固定在前環體的中部，後夾持體 (13)通過後夾持體螺栓螺母(12)固定在後環體的中部，在右端法蘭與中部凸緣之間的管體 上有夾持體通過口，所述的鎖緊裝置設置在兩個環體的下端之間，左端法蘭與中部凸緣之 間的法蘭管的內徑與法蘭式三通管(3)的內徑相當，右法蘭與中部凸緣之間的法蘭管的內 徑略大於鑽杆的外徑。
4.根據權利要求3所述的一種巷道掘進超前探放水安全裝置，其特徵在於所述的鎖 緊裝置為伸縮式鎖緊裝置，伸縮式鎖緊裝置的伸縮杆(15)的尾端固定有鉸軸(16)，在前環 體(19)的下端有左右方向的鉸軸孔，在鉸軸孔後部的環體上有前後方向的與鉸軸孔連通的 伸縮杆通過孔，在後環體(11)與前環體(19 )對應部位上也有伸縮杆通過孔，伸縮杆(15 )通 過鉸軸(16)與前環體(19)鉸接，伸縮杆(15)穿過前、後環體上的伸縮杆通過孔從後環體 (11)伸出，在伸縮杆(15)端部設置有鎖緊動力裝置(14)。
5.根據權利要求4所述的一種巷道掘進超前探放水安全裝置，其特徵在於所述的鎖 緊動力裝置(14)為螺母，伸縮杆(15)為螺杆。
6.根據權利要求4所述的一種巷道掘進超前探放水安全裝置，其特徵在於所述的鎖 緊動力裝置(14)為油缸，伸縮杆(15)為活塞杆，油缸為法蘭式連接油缸，油缸通過其連接 法蘭與後環體連接固定。
7.根據權利要求4所述的一種巷道掘進超前探放水安全裝置，其特徵在於所述的鎖 緊動力裝置(14)為電動伸縮裝置，伸縮杆(15)為電動伸縮裝置的伸縮杆，電動伸縮裝置為 法蘭式連接電動伸縮裝置，電動伸縮裝置通過其連接法蘭與後環體連接固定。
全文摘要
本發明公開一種巷道掘進超前探放水安全裝置，由孔口管、控水截門、法蘭式三通管和減壓截門組成，控水截門直接與孔口管連接，三通管的直通管與控水截門連接，減壓截門與三通管的旁通管連接，在三通管的直通管的另一端連接有開合式鑽杆夾持器，在開合式鑽杆夾持器與三通管之間通過開合式鑽杆夾持器和三通管的連接法蘭之間設置有鑽杆密封組合墊，鑽杆密封組合墊的孔徑略小於鑽杆的直徑。是一種能夠有效防止鑽杆射出傷人、防高壓水傷人、防突水淹井事故的巷道掘進超前探放水安全裝置。
文檔編號E21F16/00GK101967994SQ20101050708
公開日2011年2月9日 申請日期2010年10月14日 優先權日2010年10月14日
發明者任金生, 劉礦生, 劉進山, 景魁英, 田金棟, 趙志軍 申請人:冀中能源峰峰集團有限公司羊渠河礦