一種定位銷式煤層瓦斯含量測量取樣裝置及取樣方法
2023-10-11 05:27:49 2
一種定位銷式煤層瓦斯含量測量取樣裝置及取樣方法
【專利摘要】本發明涉及煤層瓦斯含量測量領域，具體地說是一種取樣地點準確且不受開採打鑽等因素影響的定位銷式煤層瓦斯含量測量取樣裝置及取樣方法，包括定位銷、中心鑽、鑽頭套和鑽杆，其中中心鑽和鑽頭套的前端均設有鑽頭，所述中心鑽的後端設有用於存放煤樣的鑽杆，所述中心鑽的後端即插入該鑽杆中並通過定位銷與所述鑽杆相連，所述中心鑽的前端則伸入至所述鑽頭套中並與所述鑽頭套之間為止口配合，所述鑽頭套套裝在所述鑽杆上，所述定位銷在獲取煤樣時通過鑽機推力作用剪斷。本發明不受開採打鑽、退鑽、換鑽頭等因素影響，有效解決了瓦斯的解吸問題。
【專利說明】一種定位銷式煤層瓦斯含量測量取樣裝置及取樣方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及煤層瓦斯含量測量領域，具體地說是一種不受開採打鑽等因素影響且取樣地點準確的定位銷式煤層瓦斯含量測量取樣裝置及取樣方法。
【背景技術】
[0002]在煤炭採掘過程中，煤層瓦斯含量的測定對於安全生產十分重要。現有技術中，在獲取用於測量瓦斯含量的煤樣時，通常須鑽孔到指定的煤層位置，然後退出鑽杆，將鑽頭卸下並換上巖心管，然後再使鑽杆沿原鑽孔重新鑽入煤層鑽取煤樣，用巖心管鑽取煤樣後，再將鑽杆連同巖心管一同退出完成煤樣米集。
[0003]這種採集方式不但工序複雜，效率較低，而且所述鑽杆退出並更換巖心管的過程需要花費一定時間，而在這段時間中，鑽孔內要進行取樣的煤層已經暴露在大氣層中，這會使一部分瓦斯解吸掉，影響瓦斯含量測試的準確度，而且煤層的瓦斯壓力越大(一般煤層的瓦斯壓力在0.5?1.21？3?最大可超過101？幻，這部分解吸掉的瓦斯就越多，對瓦斯含量測試的準確度影響也就越大。另外，由於巖心管前端是開放的，在將巖心管沿鑽孔送入取樣煤層時，鑽孔中殘留的煤渣會進入巖心管，很難確保獲取的煤樣就是鑽孔最底部的煤樣，無法實現定點取樣，同樣會影響瓦斯含量測定的精度。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在於提供一種不受開採打鑽等因素影響且取樣地點準確的定位銷式煤層瓦斯含量測量取樣裝置，有效解決取樣前煤樣的瓦斯的解吸問題。
[0005]本發明的目的是通過以下技術方案來實現的:
[0006]一種定位銷式煤層瓦斯含量測量取樣裝置，包括定位銷、中心鑽、鑽頭套和鑽杆，其中中心鑽和鑽頭套的前端均設有鑽頭，所述中心鑽的後端插入鑽杆中並通過定位銷與所述鑽杆相連，所述中心鑽的前端伸入所述鑽頭套中，所述鑽頭套套裝在所述鑽杆上；所述定位銷在獲取煤樣時通過打鑽機推力作用剪斷。
[0007]所述鑽頭套與鑽杆之間均布有傳遞旋轉力矩的連接鍵。
[0008]所述鑽頭套與鑽杆相連的一端設有一個長孔，一個螺栓容置於所述長孔中，並且該螺栓擰入鑽杆的側壁中。
[0009]所述中心鑽和鑽頭套之間為止口配合。
[0010]一種根據所述定位銷式煤層瓦斯含量測量取樣裝置的取樣方法，其特徵在於:打鑽機在鑽孔深度距離取樣煤層還有一段距離時退出並卸下鑽頭；所述鑽杆在打鑽機卸下鑽頭後安裝在打鑽機上，所述中心鑽和鑽頭套依次安裝在所述鑽桿頭部；所述鑽杆在中心鑽和鑽頭套安裝完畢後重新進入鑽孔中繼續打鑽；打鑽機在所述中心鑽和鑽頭套到達取樣煤層時停止轉動並增大推進力剪斷定位銷；所述中心鑽在定位銷被剪斷後、在打鑽機繼續向前推進過程中被推入到鑽杆中，取樣煤層的鑽屑在中心鑽被推入鑽杆後進入並容置於所述鑽杆中；鑽屑在煤樣米集完成後隨所述鑽杆一冋退出。
[0011]打鑽機在鑽孔深度距離取樣煤層還有1?2米時退出並卸下鑽頭。
[0012]所述鑽杆在所述定位銷被剪斷後鑽入取樣煤層至少1米的深度。
[0013]本發明的優點與積極效果為:
[0014]1、在獲取煤樣時，本發明在鑽孔深度距離煤層取樣地點還有一段距離時即更換到鑽杆上，使待取樣地點的煤層沒有暴露在大氣層下，有效防止取樣前煤樣的瓦斯解吸。
[0015]2、本發明在獲取煤樣時，通過鑽機推力剪斷連接取樣器和鑽杆的定位銷，使鑽屑(即煤樣)進入到鑽杆中，整個結構簡單實用，而且獲取煤樣時，本發明依舊位於鑽孔中，有效防止瓦斯的解吸效應。
[0016]3、本發明在鑽取煤樣時使鑽杆深入取樣煤層至少1米的深度，保證鑽杆端部的煤樣就是待採煤層的煤樣，從而保證取樣地點準確。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1為本發明結構示意圖，
[0018]圖2為圖1中本發明的主視圖，
[0019]圖3為圖2中本發明的側視圖，
[0020]圖4為本發明取樣時的狀態示意圖。
[0021]其中，1為定位銷，2為中心鑽，3為鑽頭套，4為鑽杆，5為螺栓，6為連接鍵，7為長孔。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖對本發明作進一步詳述。
[0023]如圖1?3所示，本發明包括定位銷1、中心鑽2、鑽頭套3和鑽杆4，其中所述中心鑽2和鑽頭套3的前端均設有鑽頭，所述中心鑽2的後端插入所述鑽杆4中並通過一個定位銷1與所述鑽杆4相連，同時所述中心鑽2的前端伸入至所述鑽頭套3中，且所述中心鑽2與鑽頭套3之間為止口配合，所述鑽頭套3的後端套裝在所述鑽杆4上，所述鑽頭套3與所述鑽杆4之間為鍵連接，如圖3所示，所述鑽頭套3與鑽杆4之間均布有三個傳遞旋轉力矩的連接鍵6。
[0024]所述鑽頭套3與鑽杆4相連的一端設有一個長孔7，一個螺栓5容置於所述長孔7中，並且該螺栓5擰入鑽杆4的側壁中。如圖1和圖4所示，鑽杆4即通過所述連接鍵6和螺栓5帶動鑽頭套3—起移動。本實施例中，所述螺栓5為內六角螺栓，以防止退鑽過程中鑽頭3脫落。
[0025]本發明的工作原理為:
[0026]採取煤樣時，打鑽機在鑽孔深度達到距煤層取樣地點1?2米時退出並卸下鑽頭，這樣可以防止煤層取樣地點的瓦斯解吸，所述鑽杆4在打鑽機卸下鑽頭後安裝在打鑽機上，所述中心鑽2和鑽頭套3依次安裝在所述鑽杆4上，然後將本發明送入至鑽孔孔底，利用中心鑽2和鑽頭套3前端的鑽頭繼續向前打鑽1?2米後，使本發明到達煤層取樣地點，然後停止打鑽機的旋轉並增大打鑽機的推進力，本實施例中，當推進力達到2?4噸時(推進力大小可根據煤層強度，由不同強度的定位銷控制)，定位銷1會被剪斷，定位銷1被剪斷後，打鑽機推動本發明繼續向前打鑽。
[0027]如圖4所示，由於定位銷1已被剪斷，本發明中部的中心鑽2在繼續向前打鑽的過程中會被推入鑽杆4內，鑽屑(即煤樣)從而進入到鑽杆4中，本發明在鑽取煤樣時，使鑽杆4鑽入取樣煤層至少1米的深度，以保證鑽杆4內獲取的煤樣就是待採煤層的煤樣，最後退出鑽杆4，將煤樣隨鑽杆4 一同取出，此時鑽屑由於被壓實只會有少量掉落,鑽屑取出後，將鑽屑(即煤樣)倒入煤樣罐，開始瓦斯含量的測試工作。
【權利要求】
1.一種定位銷式煤層瓦斯含量測量取樣裝置，其特徵在於:包括定位銷(I)、中心鑽(2)、鑽頭套(3)和鑽杆(4)，其中中心鑽(2)和鑽頭套(3)的前端均設有鑽頭，所述中心鑽(2)的後端插入鑽杆⑷中並通過定位銷⑴與所述鑽杆⑷相連，所述中心鑽(2)的前端伸入所述鑽頭套(3)中，所述鑽頭套(3)套裝在所述鑽杆(4)上；所述定位銷(I)在獲取煤樣時通過打鑽機推力作用剪斷。
2.根據權利要求1所述的定位銷式煤層瓦斯含量測量取樣裝置，其特徵在於:所述鑽頭套(3)與鑽杆(4)之間均布有傳遞旋轉力矩的連接鍵(6)。
3.根據權利要求1或2所述的定位銷式煤層瓦斯含量測量取樣裝置，其特徵在於:所述鑽頭套(3)與鑽杆(4)相連的一端設有一個長孔(7)，一個螺栓(5)容置於所述長孔(7)中，並且該螺栓(5)擰入鑽杆(4)的側壁中。
4.根據權利要求1所述的定位銷式煤層瓦斯含量測量取樣裝置，其特徵在於:所述中心鑽(2)和鑽頭套(3)之間為止口配合。
5.一種根據權利要求1?4所述的定位銷式煤層瓦斯含量測量取樣裝置的取樣方法，其特徵在於:打鑽機在鑽孔深度距離取樣煤層還有一段距離時退出並卸下鑽頭；所述鑽杆(4)在打鑽機卸下鑽頭後安裝在打鑽機上，所述中心鑽(2)和鑽頭套(3)依次安裝在所述鑽杆(4)頭部；所述鑽杆(4)在中心鑽(2)和鑽頭套(3)安裝完畢後重新進入鑽孔中繼續打鑽；打鑽機在所述中心鑽(2)和鑽頭套(3)到達取樣煤層時停止轉動並增大推進力剪斷定位銷(I);所述中心鑽(2)在定位銷(I)被剪斷後、在打鑽機繼續向前推進過程中被推入到鑽杆(4)中，取樣煤層的鑽屑在中心鑽(2)被推入鑽杆(4)後進入並容置於所述鑽杆(4)中；鑽屑在煤樣採集完成後隨所述鑽杆(4) 一同退出。
6.根據權利要求5所述的定位銷式煤層瓦斯含量測量取樣裝置的取樣方法，其特徵在於:打鑽機在鑽孔深度距離取樣煤層還有I?2米時退出並卸下鑽頭。
7.根據權利要求5所述的定位銷式煤層瓦斯含量測量取樣裝置的取樣方法，其特徵在於:所述鑽杆(4)在所述定位銷(I)被剪斷後鑽入取樣煤層至少I米的深度。
【文檔編號】G01N1/08GK104316347SQ201410576992
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月24日 優先權日:2014年10月24日
【發明者】孫飛 申請人:瀋陽宇安科技有限公司