CN101413399A - 打钻喷孔安全防护系统 - Google Patents

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Abstract

打钻喷孔安全防护系统，其特征是系统构成包括一设置有钻杆通道的孔口多通装置；一可伸缩的连接管，是以高强长丝纤维布为材质，高强长丝纤维布的夹层中通过缝制呈螺旋设置柔性钢丝；一对软质储煤排渣装置，呈对称连接在三通排渣装置的两侧排出口上；一煤气净化器，具有收尘箱，收尘箱的一侧壁通过进气管与孔口多通装置的抽采通道连通；另一侧通过出气管与抽采通道形成连通。本发明可以保证在钻杆正常进退和旋转的同时，既能封挡孔内煤和瓦斯的正向喷射，又能将孔内喷出的煤粉和瓦斯顺利引流到设定的装置内，从根本上消除钻孔强烈喷孔或钻孔突出带来的安全隐患。

Description

打钻喷孔安全防护系统
技术领域
本发明涉及煤矿井下施工钻孔时防止巷道瓦斯超限的安全防护系统。更具体地说是一种应用在突出煤层施工抽采钻孔过程中的喷孔安全防护系统。
背景技术
通过钻孔抽采瓦斯是煤矿井下综合治理瓦斯的主要手段之一，但是突出煤层，尤其是严重突出煤层在实施打钻过程中经常在瞬间发生喷孔，大量煤粉和高浓度瓦斯瞬间从钻孔喷出，极易造成巷道瓦斯超限和煤粉堆积，使瓦斯处于失控状态，不仅造成瓦斯超限、气煤冲击伤人、使人员窒息，同时还可能引发瓦斯爆炸事故。
在治理瓦斯喷孔方面，已有使用防喷装置，是将喷孔时的煤与瓦斯通过密封的管路引导到设定的容器内，防止煤与瓦斯进入巷道，造成超限。但在实际使用过程中，由于管路本身在喷孔时经常发生堵塞，高压力的原始瓦斯在各管路接头处溢出，大量的煤粉堵塞钻孔，使钻机发生埋钻事故，同时铁质储煤容器体积笨重、加上井下巷道空间有限，已有使用的防喷装置体积大、占巷道空间大，在煤层瓦斯压力较大或喷孔严重时不但难以储存大量的煤粉，而且使用十分不便，国内外许多煤矿对此做了许多研究，但至今仍未能有比较实用的方法，阻碍了打钻进度，使瓦斯治理工作严重滞后，矿井生产出现困难。
发明内容
本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种打钻喷孔安全防护系统，以保证在钻杆正常进退和旋转的同时，既能封挡孔内煤和瓦斯的正向喷射，又能将孔内喷出的煤粉和瓦斯顺利引流到设定的装置内，使喷出的瓦斯大部分通过气流通道引入到抽放系统，煤粉进入储渣装置，同时煤粉中的所携带的高浓度瓦斯也能迅速抽入抽采系统，防止巷道瓦斯超限和煤粉堆积；为突出煤层的安全钻进创造更为有利的条件，从根本上消除钻孔强烈喷孔或钻孔突出带来的安全隐患。
本发明打钻喷孔安全防护系统的特点是其系统构成包括：
一设置有钻杆通道的孔口多通装置，在钻杆通道的内侧壁上设置喷雾器；煤粉通道呈支路连接在钻杆通道朝向下方的侧部，出口朝下；抽采通道呈支路连接在钻杆通道上朝向上方的侧部，出口朝上；
一可伸缩的连接管，是以高强长丝纤维布为材质，高强长丝纤维布的夹层中通过缝制呈螺旋设置柔性钢丝；连接管的上口小、底口大，以其上口与孔口多通装置中的煤粉通道相连通，其底口为煤渣出口，并与三通排渣装置连通；
一对软质储煤排渣装置，呈对称连接在所述三通排渣装置的两侧排出口上，远端设置瓦斯抽采装置，瓦斯抽采装置的瓦斯排出口通过抽采支路与抽采通道形成连通；
一煤气净化器，具有收尘箱，收尘箱的正面为可打开的除渣门，收尘箱的一侧壁通过进气管与孔口多通装置的抽采通道连通；另一侧通过出气管与抽采通道形成连通。
本发明打钻喷孔安全防护系统的结构特点也在于：
在煤气净化器的收尘箱内，位于进气管的进气流道前方设置挡板；位于进气管的进气流道上方设置喷淋器；位于出气管的气流入口处设置滤网。
所述软质储煤排渣装置呈倾斜设置，与所述三通排渣装置相连接的一端为高端，与瓦斯抽采装置相连接的一端为低端。
本发明的使用使得在打钻发生喷孔时能迅速将煤与瓦斯通过设定的通道进行分流，瓦斯进入抽采通道排走，煤粉进入储煤排渣装置，同时煤粉中的瓦斯也被迅速排出，解决了喷孔后巷道瓦斯超限和煤粉堆积问题。
与已有技术相比，本发明有益效果体现在：
1、本发明是中设置在孔口位置上的孔口多通装置能迅速将煤粉与瓦斯分流。
2、本发明中可伸缩的连接管能在瞬间喷孔成为煤粉与瓦斯的快速流动通道，防止孔口多通装置堵塞。
3、本发明中三通排渣装置的设置能在瞬间喷孔时将煤粉通过三通排渣装置迅速向两侧分流，并导入软质储煤快速排渣装置中。
4、本发明中软质储煤排渣装置能有效防止煤粉进入井下巷道内造成瓦斯超限和煤粉堆积。
5、本发明中瓦斯抽采装置能及时将煤粉中的高浓瓦斯抽走，防止瓦斯溢出造成超限。
6、本发明中煤气净化器能使煤与瓦斯再次得到迅速分离，防止煤粉直接进入到抽采主干管，从而净化抽采系统，确保抽采系统稳定可靠，实现高负压连续抽采。
附图说明
图1为本发明系统构成示意图。
图2为本发明孔口多通装置结构示意图。
图3为本发明可伸缩的连接管结构示意图。
图4为本发明软质储煤排渣装置结构示意图。
图5为本发明发明煤气净化器结构示意图。
图中标号：1孔口多通装置、11钻杆通道、12煤粉通道、13抽采通道、14喷雾器、2连接管、21柔性钢丝、3三通排渣装置、4软质储煤排渣装置、41拉链、5抽采装置、6煤气净化器、61收尘箱、62喷淋器、63滤网、64档板、65除渣门、66进气管、67出气管、7抽采通道、8封孔管、9抽采支路、10钻孔、20巷道。
以下通过具体实施方式，并结合附图对本发明作进一步说明。
具体实施方式
参见图1、图2，设置孔口多通装置1，其上具有钻杆通道11，在钻杆通道11的内侧壁上设置喷雾器14；煤粉通道12呈支路连接在钻杆通道11朝向下方的侧部，出口朝下；抽采通道13呈支路连接在钻杆通道11上朝向上方的侧部，出口朝上。发生喷孔时煤粉与瓦斯在孔口多通装置中按各自的通道分流、并实施喷雾降尘，以此可以保证正常的钻机进尺。
参见图1、图3，设置一可伸缩的连接管2，是以高强长丝纤维布为材质，高强长丝纤维布的夹层中通过缝制呈螺旋设置柔性钢丝21；连接管2的上口小、底口大，以其上口与孔口多通装置1中的煤粉通道12相连通，其底口为煤渣出口，并与三通排渣装置3连通；连接管2作为瞬间喷孔时煤粉快速流动通道，使孔口多通装置内喷出的煤粉迅速到达三通排渣装置3，防止孔口多通装置1被煤粉堵塞。
参见图1、图4，设置一对软质储煤排渣装置4，该装置为筒状体，采用高强长丝纤维布，侧部以拉链41封口，一对软质储煤排渣装置4在三通排渣装置3的两侧对称设置，软质储煤排渣装置4的一端与三通排渣装置3的排出口连通，另一端设置瓦斯抽采装置5，软质储煤排渣装置4呈倾斜设置，与三通排渣装置3相连接的一端为高端，与瓦斯抽采装置5相连接的一端为低端。瓦斯抽采装置5的瓦斯排出口通过抽采支路9与抽采通道7形成连通；瞬间喷孔时，来自连接管2的煤粉进入三通排渣装置3后，迅速向两侧分流，进入到软储煤排渣装置4。这一结构形式是为防止煤粉进入巷道内造成煤粉堆积和瓦斯超限，待喷孔稳定后清除煤粉，各接口部位使用快速接头进行连接，以利拆装。瓦斯抽采装置5可以及时将软质储煤排渣装置4中的高浓瓦斯抽走，防止瓦斯溢出造成超限。
参见图1、图5，煤气净化器6具有收尘箱61，收尘箱61的正面为可打开的除渣门65，收尘箱61的一侧壁通过进气管66与孔口多通装置1的抽采通道13连通；另一侧通过出气管67与抽采通道7形成连通；在收尘箱61内，位于进气管66的进气流道前方，设置挡板64；位于进气管66的进气流道上方设置喷淋器62；位于出气管67的气流入口处设置滤网63。
图5所示，设置进气管66和出气管67的中心轴线分别与直立的收尘箱61在竖直方向上成45°夹角，这样可以保持气体流通顺畅。这一结构形式使煤与瓦斯再次进行分离、防止煤粉直接进入到抽采主干管，从而净化抽采系统，确保抽采系统稳定可靠，实现高负压连续抽采，煤气净化器距离钻机的位置大于等于5米。
安装和使用过程：
1、将孔口多通装置1与钻孔10的封孔管8通过法兰连接紧密，螺丝固定，与法兰盘连接处加装皮带垫圈，垫圈内口直径略大于钻杆直径，防止摩擦带出火花。装置连接好后要稳定不得摆动。
2、在孔口多通装置1的煤粉通道出口上安装可伸缩的连接管2。使用快速接头并固定牢靠，防止喷孔时左右摆动；抽采通道13通过管路连接在煤气净化器6的进气管66上，再将煤气净化器6的出气管67通过管路与抽采通道7连通。
3、在可伸缩的连接管2的下方安装三通排渣装置3，为防止三通排渣装置3及连接管2堵塞，连接管2的底口最低点距道面不小于0.5米，用铁丝捆绑牢固，左右两个排渣口对称设置，避免歪斜。要求孔口多通装置1、连接管2和三通排渣装置设置在同一个竖直平面内，并呈直线连接。
4、在三通排渣装置3两侧出口对称安装高强度软质储煤排渣装置4。软质储煤排渣装置4吊挂在巷道20内生根的钢丝绳上，成直线并有一定的坡度，外端落地并连接瓦斯抽采装置5，以利于煤粉快速向两边分流，左右两端的长度大于等于5米，各连接口使用快速接头连接紧密，防止喷孔受力后脱节使煤粉和瓦斯溢出造成超限。
5、将瓦斯抽采装置5通过抽采支路与瓦斯抽采通道7连通。

Claims (3)

1、打钻喷孔安全防护系统，其特征是系统构成包括：
一设置有钻杆通道(11)的孔口多通装置(1)，在所述钻杆通道(11)的内侧壁上设置喷雾器(14)；煤粉通道(12)呈支路连接在钻杆通道(11)朝向下方的侧部，出口朝下；抽采通道(13)呈支路连接在钻杆通道上(11)朝向上方的侧部，出口朝上；
一可伸缩的连接管(2)，是以高强长丝纤维布为材质，高强长丝纤维布的夹层中通过缝制呈螺旋设置柔性钢丝(21)；所述连接管(2)的上口小、底口大，以其上口与所述孔口多通装置(1)中的煤粉通道(12)相连通，其底口为煤渣出口，并与三通排渣装置(3)连通；
一对软质储煤排渣装置(4)，呈对称连接在所述三通排渣装置(3)的两侧排出口上，远端设置瓦斯抽采装置(5)，所述瓦斯抽采装置(5)的瓦斯排出口通过抽采支路(9)与抽采通道(7)形成连通；
一煤气净化器(6)，具有收尘箱(61)，收尘箱(61)的正面为可打开的除渣门(65)，收尘箱(61)的一侧壁通过进气管(66)与所述孔口多通装置(1)的抽采通道(13)连通；另一侧通过出气管(67)与抽采通道(7)形成连通。
2、根据权利要求1所述的打钻喷孔安全防护系统，其特征在所述煤气净化器(6)，的收尘箱(61)内，位于进气管(66)的进气流道前方，设置挡板(64)；位于进气管(66)的进气流道上方设置喷淋器(62)；位于出气管(67)的气流入口处设置滤网(63)。
3、根据权利要求1所述的打钻喷孔安全防护系统，其特征是所述软质储煤排渣装置(4)呈倾斜设置，与所述三通排渣装置(3)相连接的一端为高端，与所述瓦斯抽采装置(5)相连接的一端为低端。
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Assignor: National Engineering Research Center for Gas Controlling of Pingan Mine

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Denomination of invention: Drill hole spray safety protection system

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License type: Common License

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