CN104120989B - 一种煤矿冲孔用气渣收集分离装置 - Google Patents

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Abstract

一种煤矿冲孔用气渣收集分离装置，涉及气渣分离装置，包括收集箱和分离箱，收集箱的一侧设置有用于固定在瓦斯抽采孔内的固定装置，所述固定装置的内部设有通过收集箱上设置的流体入口Ⅰ与收集箱内部连通的流体通道，收集箱上与固定装置相对的另一侧设置有供冲孔钻杆穿过的开孔，该开孔与所述流体通道相对设置，所述收集箱上设置有流体出口，该流体出口通过管道与分离箱上设置的流体入口Ⅱ连接，流体入口Ⅱ与分离箱内设置的分离室连通，分离室的上部设置有瓦斯抽放口，下部设有排渣口。本发明能够对冲孔过程中产生的瓦斯、水和煤渣等物组成的混合流体进行收集并进行分离，从而实现了防止瓦斯突出、喷孔的目的。

Description

一种煤矿冲孔用气渣收集分离装置
技术领域
本发明涉及气渣分离装置，具体涉及一种煤矿冲孔用气渣收集分离装置。
背景技术
随着煤矿开采难度越来越大，瓦斯突出问题也越来越严重，为了解决此问题，现阶段最为理想的方法就是采用冲孔技术。在钻好瓦斯抽放孔后通过注入高压水，将煤层内部冲成腔体，这样有效增大了钻孔直径，增强了煤层透气性，有利于瓦斯释放。但是，冲孔过程中会产生大量的瓦斯及水和煤渣等物，瓦斯与水、煤渣等混合在一起，不便于瓦斯气体的收集排放。并且，还会遇到瓦斯突出、喷孔等问题。另外，使用的大量水与煤渣等物混合，使得冲孔场地环境变得恶劣，上述问题使得冲孔技术难以得到广泛应用。
发明内容
本发明的目的就是提供一种煤矿冲孔用气渣收集分离装置，用于对冲孔过程中产生的瓦斯、水和煤渣等混合流体进行收集分离，以解决冲孔过程中遇到的瓦斯突出、喷孔问题以及冲孔场地环境恶劣的问题。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种煤矿冲孔用气渣收集分离装置，包括收集箱和分离箱，收集箱的一侧设置有用于固定在瓦斯抽采孔内的固定装置，所述固定装置的内部设有通过收集箱上设置的流体入口Ⅰ与收集箱内部连通的流体通道，收集箱上与固定装置相对的另一侧设置有供冲孔钻杆穿过的开孔，该开孔与所述流体通道相对设置，使冲孔钻杆能够穿过流体通道进入瓦斯抽采孔，所述收集箱上设置有流体出口，该流体出口通过管道与分离箱上设置的流体入口Ⅱ连接，流体入口Ⅱ与分离箱内设置的分离室连通，分离室的上部设置有瓦斯抽放口，下部设有排渣口。
所述收集箱上供冲孔钻杆穿过的开孔处设置有密封件，该密封件由密封部和连接在密封部四周的固定部组成，所述密封部为弹性材料制成的具有连续的波峰和波谷的波纹结构，密封部上设置有供冲孔钻杆穿过的环状密封唇，密封唇的密封面与冲孔钻杆的外圆周面相匹配，在密封唇的内部设置有支撑骨架。
所述的收集箱内在供冲孔钻杆穿过的开孔与流体入口Ⅰ之间设有隔板，所述隔板将收集箱内部分隔成两个腔室，流体出口设置在设有流体入口Ⅰ的一个腔室的侧壁上，所述的隔板上设有与所述流体通道相对应的钻杆孔。
有益效果：本发明能够在冲孔过程中，对产生的瓦斯、水和煤渣等物组成的混合流体进行收集并进行分离，从而实现了防止瓦斯突出、喷孔的目的，同时改善了冲孔场地的环境。本发明在收集箱上设置的密封件，能够使钻杆自由通过，并能够跟随钻杆的摆动角度进行自适应调整，起到良好的密封作用，从而使得进入收集箱的流体不会沿钻杆流出。在收集箱内部设置的隔板能够对进入收集箱的流体进行缓冲，使流体不直接作用在密封件上，防止流体的泄漏。在分离室排渣口处设置的挡板和柔性挡帘，其能够根据流体流量的多少进行自适应调节排渣口的大小，起到防止瓦斯泄漏的作用，提高分离效果。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的收集箱的结构示意图。
附图标记：1、固定装置，2、收集箱，3、分离箱，4、管道，5、流体入口Ⅱ，6、分离室，7、备用瓦斯抽放口，8、瓦斯抽放口，9、密封件，91、密封唇，92、密封部，93、固定部，94、支撑骨架，10、柔性挡帘，11、挡板，12、注水口，13、锁扣，14、流体出口，15、管道接头，16、隔板，17、流体入口Ⅰ。
具体实施方式
如图1所示，一种煤矿冲孔用气渣收集分离装置，包括收集箱2和分离箱3，收集箱2的一侧设置有用于固定在瓦斯抽采孔内的固定装置1，所述固定装置1的内部设有通过收集箱2上设置的流体入口Ⅰ17与收集箱2内部连通的流体通道，收集箱2上与固定装置1相对的另一侧设置有供冲孔钻杆穿过的开孔，该开孔与所述流体通道相对设置，使冲孔钻杆能够穿过流体通道进入瓦斯抽采孔，所述收集箱2上设置有流体出口14，该流体出口14通过管道4与分离箱3上设置的流体入口Ⅱ5连接，流体入口Ⅱ5与分离箱3内设置的分离室6连通，分离室6的上部设置有瓦斯抽放口8，下部设有排渣口。
如图2所示，所述收集箱2上供冲孔钻杆穿过的开孔处设置有密封件9，密封件9通过快速连接锁扣13连接在收集箱2上，该密封件9由密封部92和连接在密封部92四周的固定部93组成，固定部93与收集箱2连接，所述密封部92为弹性材料制成具有连续的波峰和波谷的波纹结构，密封部92上设置有供冲孔钻杆穿过的环状密封唇91，密封唇91的密封面与冲孔钻杆的外圆周面相匹配，在密封唇91的内部设置有支撑骨架94。
冲孔过程中，随着冲孔钻杆的摆动和旋转，密封部92的波纹结构可以随钻杆进行伸缩，保证了密封唇91与冲孔钻杆之间的密封性。其中，支撑骨架94起到保持密封唇91形状的目的，在冲孔钻杆的摆动过程中，使密封唇91紧密地包在冲孔钻杆的外部，提高密封效果。所述密封唇91的厚度大于密封部92其他部分的厚度，这样可以增大密封唇91的密封面，提高与冲孔钻杆之间的密封面积。所述密封唇91的密封面上可以设置耐磨元件，如铜套、盘根等物。
所述收集箱2内在供冲孔钻杆穿过的开孔与流体入口Ⅰ17之间设有隔板16，所述隔板16将收集箱2内部分隔成两个腔室，流体出口14设置在设有流体入口Ⅰ17的一个腔室的侧壁上，所述的隔板16上设有与所述流体通道相对应的钻杆孔。隔板16能够对进入收集箱2的流体进行缓冲，使流体不直接作用在收集箱2底部的密封件9上，防止流体的泄漏。
隔板16倾斜设置，且其倾斜方向为靠近流体出口14的一侧向远离流体入口Ⅰ17的方向倾斜，这样能够引导液体向流体出口14的方向流动，便于排出。
所述收集箱2上设置有备用瓦斯抽放口7，备用瓦斯抽放口7设置在设有流体入口Ⅰ17的一个腔室的侧壁上，且与流体出口14相对。所述的备用瓦斯抽放口7和瓦斯抽放口8均连接有负压管。
所述排渣口处设置有挡板11，挡板11上端铰接在分离箱3上，挡板11的下部连接有柔性挡帘10，挡板11和柔性挡帘10共同将排渣口挡住。水及煤渣等流体排出时，柔性挡帘10会根据流体量的多少自动适应排渣口的大小，这样可防止瓦斯从排渣口逸出，提高瓦斯分离效果。当分离室6内有煤渣堆积时，则可翻起挡板11进行人工清理。
所述分离室6由相互连通的竖直段和水平段组成，水平段连接在竖直段的下部，所述瓦斯抽放口8和流体入口Ⅱ5设置在竖直段上，排渣口设置在水平段上，流体入口Ⅱ5朝向分离室6内部的下方倾斜设置，且其中心轴线的延伸线与分离室6竖直段的侧壁相交。这样可以使进入到分离室6内的流体打在竖直段上，对流体进行缓冲后，水和煤渣等从排渣口排出，另外使进入到分离室6的流体进一步形成涡流，便于瓦斯气体上浮，然后从瓦斯抽放口8排出。
所述固定装置1包括一个管道，在管道的圆周外壁上设置有弹性气囊，气囊和管道圆周外壁之间密封连接，气囊上设置有注水口12。工作过程中，在煤层上钻孔时，先钻一较大直径的瓦斯抽采孔，将固定装置1放入瓦斯抽采孔中，向注水口12通入压力水，气囊膨胀卡在孔内，起到固定作用。
冲孔钻杆从环状密封唇91中间的开孔穿过，经隔板16上设置的钻杆孔，最终从固定装置1内部的流体通道伸出，进行水力冲孔。冲孔过程中产生的水、煤渣和瓦斯会经固定装置1进入到收集箱2内进行收集，经管道4进入分离箱3内进行气渣分离，瓦斯气体从瓦斯抽放口8分离出去，水和煤渣等物经排渣口排出，从而完成分离。其中，排渣口处设置的柔性挡帘10能够根据流体的多少自适应调节排渣口的大小，以防止瓦斯气体的泄漏。

Claims (7)

1.一种煤矿冲孔用气渣收集分离装置，其特征在于：包括收集箱（2）和分离箱（3），收集箱（2）的一侧设置有用于固定在瓦斯抽采孔内的固定装置（1），所述固定装置（1）的内部设有通过收集箱（2）上设置的流体入口Ⅰ（17）与收集箱（2）内部连通的流体通道，收集箱（2）上与固定装置（1）相对的另一侧设置有供冲孔钻杆穿过的开孔，该开孔与所述流体通道相对设置，使冲孔钻杆能够穿过流体通道进入瓦斯抽采孔，所述收集箱（2）上设置有流体出口（14），该流体出口（14）通过管道（4）与分离箱（3）上设置的流体入口Ⅱ（5）连接，流体入口Ⅱ（5）与分离箱（3）内设置的分离室（6）连通，所述分离室（6）由呈L形相互连通的竖直段和水平段组成，水平段的一端相接在竖直段下部的一侧，另一端形成一个排渣口，竖直段的顶部设置有瓦斯抽放口（8），流体入口Ⅱ（5）设置在竖直段的侧壁上，流体入口Ⅱ（5）朝向分离室（6）内部的下方倾斜设置，且其中心轴线的延伸线与分离室（6）竖直段的侧壁相交，流体入口Ⅱ（5）与所述排渣口分别位于分离室（6）相对的侧壁上，从流体入口Ⅱ（5）进入分离室（6）的流体在经过竖直段进行缓冲后，从水平段另一端的排渣口排出。
2.如权利要求1所述的一种煤矿冲孔用气渣收集分离装置，其特征在于：所述收集箱（2）上供冲孔钻杆穿过的开孔处设置有密封件（9），该密封件（9）由密封部（92）和连接在密封部（92）四周的固定部（93）组成，所述密封部（92）为弹性材料制成的具有连续的波峰和波谷的波纹结构，密封部（92）上设置有供冲孔钻杆穿过的环状密封唇（91），密封唇（91）的密封面与冲孔钻杆的外圆周面相匹配，在密封唇（91）的内部设置有支撑骨架（94）。
3.如权利要求1所述的一种煤矿冲孔用气渣收集分离装置，其特征在于：所述的收集箱（2）内在供冲孔钻杆穿过的开孔与流体入口Ⅰ（17）之间设有隔板（16），所述隔板（16）将收集箱（2）内部分隔成两个腔室，流体出口（14）设置在设有流体入口Ⅰ（17）的一个腔室的侧壁上，所述的隔板（16）上设有与所述流体通道相对应的钻杆孔。
4.如权利要求3所述的一种煤矿冲孔用气渣收集分离装置，其特征在于：所述的隔板（16）倾斜设置，且其倾斜方向为靠近流体出口（14）的一侧向远离流体入口Ⅰ（17）的方向倾斜。
5.如权利要求4所述的一种煤矿冲孔用气渣收集分离装置，其特征在于：所述收集箱（2）上设置有备用瓦斯抽放口（7），备用瓦斯抽放口（7）设置在设有流体入口Ⅰ（17）的一个腔室的侧壁上，且与流体出口（14）相对。
6.如权利要求1所述的一种煤矿冲孔用气渣收集分离装置，其特征在于：所述排渣口处设置有挡板（11），挡板（11）上端铰接在分离箱（3）上，挡板（11）的下部连接有柔性挡帘（10），挡板（11）和柔性挡帘（10）共同将排渣口挡住。
7.如权利要求1所述的一种煤矿冲孔用气渣收集分离装置，其特征在于：所述固定装置（1）包括一个管道，在管道的圆周外壁上设置有弹性气囊，气囊和管道圆周外壁之间密封连接，气囊上设置有注水口（12）。
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