CN102996160A - 一种用于水射流割缝增透的安全防护装置及方法 - Google Patents
一种用于水射流割缝增透的安全防护装置及方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种用于水射流割缝增透的安全防护装置及方法，装置包括依次由连接的密封圈、伸缩筒、排渣箱组合在一起的孔口防护装置，孔口防护装置上设有钻机夹持器，排渣箱上设有瓦斯抽放口、排渣管，排渣管的出口端铰接有储渣器。利用孔口防护装置掩护住作业钻孔的孔口，通过排渣管将割缝排出的及钻孔内喷涌出的煤渣和瓦斯输送到渣气分离箱，渣气分离箱上设有瓦斯抽排孔，可以完全消除钻孔喷孔造成的煤渣和瓦斯气体伤人的危险，割缝作业中的喷涌的瓦斯收集率达到85%以上，煤渣收集率达95%以上，大大提高了钻孔内水射流割缝作业中作业人员的安全性，有效降低了作业巷道瓦斯浓度值。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于水射流割缝增透的安全防护装置及方法，尤其适用于煤矿井下水射流割缝增透过程中的安全防护及施工巷道瓦斯浓度的超限预防。
背景技术
矿井瓦斯灾害是制约我国煤矿安全高效生产的重要因素。根据国家煤矿安全会诊结果，45户重点监控国有煤矿企业中高瓦斯及煤与瓦斯突出矿井占56.4%，煤与瓦斯突出矿井占34.2%。随着开采深度的增加，地应力升高、瓦斯压力增大，导致瓦斯灾害日趋严重，并成为煤矿重特大事故的根源。预抽煤层瓦斯的区域性瓦斯治理方法得到广泛的认可和应用，由于我国煤层透气性差，极大的减低了预抽钻孔瓦斯抽采的效率，因此各种钻孔内人工增透的技术得到发展和应用。高压水射流割缝及割缝诱喷方法是一种较为有效的卸除围压作用，释放瓦斯膨胀能，消除地应力影响的增透方法，实际现场效果得到较好的验证，但是由于煤层瓦斯大、煤质松软、地应力高等特点，导致水射流作业过程中钻孔煤与瓦斯喷射严重，巷道瓦斯浓度升高，即钻孔喷孔现象严重，影响作业人员的人身安全及矿井生产安全，因此，研究和开发水射流割缝安全防护装置及方法十分必要，对提高割缝作业的安全性，提高煤层瓦斯抽采效率具有重要意义。
发明内容
技术问题：本发明的目的的克服已有技术中的不足，提供一种结构简单、操作方便、使用效果好的用于水射流割缝增透的安全防护装置及方法。
技术方案：本发明的用于水射流割缝增透的安全防护装置，包括依次由连接的密封圈、伸缩筒、排渣箱组合在一起的孔口防护装置，孔口防护装置上设有钻机夹持器，所述的排渣箱上设有与巷道瓦斯抽采管网连接的瓦斯抽放口，排渣箱的一侧设有排渣管，排渣管的出口端铰接有储渣器，储渣器的下部设有可在巷道导轨上行走的轨道小车，所述的储渣器包括与排渣管相连的转盘、与转盘相连的筒体，筒体的上部设有瓦斯抽排孔，筒体的下部设有排水口，筒体的前部设有带有密封器的排渣门，排渣门上设有把手。
所述的筒体下部排水口处设有防堵水孔板；所述的筒体上部瓦斯抽排孔处设有防堵气孔板；所述的排渣箱内设有多个防冲击的挡板；所述的瓦斯抽排口处设有防堵气孔罩。
本发明用于水射流割缝增透的安全防护装置的方法，包括如下步骤：
a、在井下工作面内，通过钻机夹持器将孔口防护装置固定在工作钻机的钻杆夹持器上；
b、调整钻机，使防护装置中的伸缩筒罩在钻孔上，并使密封圈紧压钻孔口周围的巷道壁面；
c、将排渣管分别与排渣箱、储渣器相连接，储渣器的转盘与排渣管随钻机的升降调整转动；
d、分别将瓦斯抽入口、瓦斯抽排孔与巷道瓦斯抽采管网相连接；
e、开启钻机进行水射流割缝作业，待储渣器内的煤渣积满之后停止作业，打开排渣门将煤渣清除后继续作业；
f、施工完成一个钻孔后，调整钻机夹持器使伸缩筒解除压紧状态，继续下一个孔位的割缝作业。
有益效果：本发明利用孔口防护装置掩护住作业钻孔的孔口，孔口防护装置上设有瓦斯抽排口并与井下瓦斯抽采管路连接，通过排渣管将割缝排出的及钻孔内喷涌出的煤渣和瓦斯输送到渣气分离箱，渣气分离箱上设有瓦斯抽排孔，通过连接井下瓦斯抽采总管路进行渣气分离，可以完全消除钻孔喷孔造成的煤渣和瓦斯气体伤人的危险，割缝作业中的喷涌的瓦斯收集率达到85%以上，煤渣收集率达95%以上，作业巷道瓦斯浓度无超限危险，大大提高了钻孔内水射流割缝作业中作业人员的安全性，并有效降低了作业巷道瓦斯浓度值，而且提高了水射流割缝作业效率，有效解决了割缝作业中的会造成钻孔喷孔，工作巷道瓦斯浓度超限，作业人员不安全等问题，对水射流割缝增透技术的安全实施，提高煤层瓦斯抽施工效率即矿井的安全生产，具有重要的意义。
附图说明
图1是本发明的的主视结构图；
图2是本发明的的侧视结构图；
图3是本发明的孔口防护装置的结构图；
图4是本发明的储渣器的结构示意图。
图中：1-密封圈，2-伸缩筒，3-瓦斯抽放口，4-排渣箱，5-钻机夹持器，6-排渣管，7-储渣器，8-轨道小车，9-排水口，10-把手，11-转盘，12-瓦斯抽排口，13-密封器，14-排渣门，15-防堵孔板，16-挡板，17-密封圈，18-防堵孔板，19-排水孔板。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步的描述：
本发明的用于水射流割缝增透的安全防护装置，包括依次由连接的密封圈1、伸缩筒2、排渣箱4组合在一起的孔口防护装置，孔口防护装置上设有钻机夹持器5，所述的排渣箱4上设有与巷道瓦斯抽采管网连接的瓦斯抽放口3，瓦斯抽排口3处设有防堵气孔罩15。排渣箱4的一侧设有排渣管6，排渣箱4内设有多个防冲击的挡板16；排渣管6的出口端铰接有储渣器，储渣器的下部设有可在巷道导轨上行走的轨道小车8，所述的储渣器包括与排渣管6相连的转盘11、与转盘11相连的筒体7，筒体7的上部设有瓦斯抽排孔12，瓦斯抽排孔12处设有防堵气孔板19；筒体7的下部设有排水口9，筒体7的前部设有带有密封器13的排渣门14，排渣门14上设有把手10，内部设有密封圈17；所述的筒体7下部排水口9处设有防堵水孔板18。
本发明的用于水射流割缝增透的安全防护方法：
a、在井下工作面内，通过钻机夹持器5将孔口防护装置固定在工作钻机的钻杆夹持器上；
b、根据钻孔的位置及参数，调整钻机的位置和仰俯角度，使防护装置中的伸缩筒2罩在钻孔上，并使密封圈1紧压钻孔口周围的巷道壁面；
c、将排渣管6分别与排渣箱4、储渣器相连接，储渣器的转盘11与排渣管6随钻机的升降调整转动；
d、分别将瓦斯抽放口3、瓦斯抽排孔12与巷道瓦斯抽采管网相连接，此时整个装置内处于负压状态；
e、检查整个系统的密闭性和固定的安全性后，开启钻机进行水射流割缝作业，割缝排出的及喷孔排出的瓦斯和煤渣被孔口防护装置阻拦，部分瓦斯从瓦斯抽放口3抽离，部分瓦斯随同煤渣和水通过渣管6进入储渣器7，在储渣器7内瓦斯通被瓦斯抽排口12抽离，煤渣和水沉淀，部分水通过过滤后从排水口9排出，待储渣器内的煤渣积满之后停止作业，打开排渣门14将煤渣清除后继续作业；
f、施工完成一个钻孔后，调整钻机夹持器使伸缩筒2解除压紧状态，重复以上步骤，继续下一个孔位的割缝作业。
Claims (6)
1.一种用于水射流割缝增透的安全防护装置，其特征在于：它包括依次由连接的密封圈（1）、伸缩筒（2）、排渣箱（4）组合在一起的孔口防护装置，孔口防护装置上设有钻机夹持器（5），所述的排渣箱（4）上设有与巷道瓦斯抽采管网连接的瓦斯抽放口（3），排渣箱（4）的一侧设有排渣管（6），排渣管（6）的出口端铰接有储渣器，储渣器的下部设有可在巷道导轨上行走的轨道小车（8），所述的储渣器包括与排渣管（6）相连的转盘（11）、与转盘（11）相连的筒体（7），筒体（7）的上部设有瓦斯抽排孔（12），筒体（7）的下部设有排水口（9），筒体（7）的前部设有带有密封器（13）的排渣门（14），排渣门（14）上设有把手（10）。
2.根据权利要求1所述的用于水射流割缝增透的安全防护装置，其特征在于：所述的筒体（7）下部排水口（9）处设有防堵水孔板（18）。
3.根据权利要求1所述的用于水射流割缝增透的安全防护装置，其特征在于：所述的筒体（7）上部瓦斯抽排孔（12）处设有防堵气孔板（19）。
4.根据权利要求1所述的用于水射流割缝增透的安全防护装置，其特征在于：所述的排渣箱（4）内设有多个防冲击的挡板（16）。
5.根据权利要求1所述的用于水射流割缝增透的安全防护装置，其特征在于：所述的瓦斯抽排口（3）处设有防堵气孔罩（15）。
6.根据权利要求1-5所述用于水射流割缝增透的安全防护装置的方法，其特征在于包括如下步骤：
a、在井下工作面内，通过钻机夹持器（5）将孔口防护装置固定在工作钻机的钻杆夹持器上；
b、调整钻机，使防护装置中的伸缩筒（2）罩在钻孔上，并使密封圈（1）紧压钻孔口周围的巷道壁面；
c、将排渣管（6）分别与排渣箱（4）、储渣器相连接，储渣器的转盘（11）与排渣管（6）随钻机的升降调整转动；
d、分别将瓦斯抽放口（3）、瓦斯抽排孔（12）与巷道瓦斯抽采管网相连接；
e、开启钻机进行水射流割缝作业，待储渣器内的煤渣积满之后停止作业，打开排渣门（14）将煤渣清除后继续作业；
f、施工完成一个钻孔后，调整钻机夹持器使伸缩筒（2）解除压紧状态，继续下一个孔位的割缝作业。
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