CN105937404A - 综采工作面短钻孔喷出瓦斯火焰的快速扑灭装置 - Google Patents

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Abstract

一种综采工作面短钻孔喷出瓦斯火焰的快速扑灭装置,包括排放瓦斯金属圆管、弹性封孔橡胶套、隔热阻燃橡胶套、阻火器、阻燃橡胶软管、铁丝防护网罩。排放瓦斯金属圆管一端通过焊接分别和阻火器及铁丝防护罩连为一体,另一端通过插接等方法和阻燃橡胶软管相连;排放瓦斯金属圆管插入短钻孔部分的外壁包覆有弹性封孔橡胶套,排放瓦斯金属圆管短钻孔外面部分的外壁则包裹一层阻燃隔热橡胶。当综采工作面煤壁短钻孔喷出瓦斯火焰时,将本装置的铁丝防护罩朝向喷火钻孔方向,快速插入喷火钻孔,不仅能迅速扑灭短钻孔的喷出火焰,而且能把短钻孔中的瓦斯气体安全地导引出来。

Description

综采工作面短钻孔喷出瓦斯火焰的快速扑灭装置
技术领域
本发明涉及一种快速扑灭装置,尤其是一种适用于高瓦斯或煤与瓦斯突出煤层综采工作面短钻孔突然喷出瓦斯火焰的快速扑灭装置。
背景技术
在煤矿生产中,高瓦斯及煤与瓦斯突出煤层综采工作面所占比例较大,为了预防瓦斯灾害,防止综采工作面瓦斯超限,往往采用在综采面煤壁上打短钻孔进行抽采瓦斯的方法。而短钻孔的钻掘及瓦斯的抽采均在检修班进行,往往出现有的短钻孔钻掘出来插管抽采的时间太短或短钻孔的前方接触到一些含有大量瓦斯的地质构造,到了生产班,拔出抽采管以后,由于没有得到充分的抽采,高浓度的瓦斯仍会通过短钻孔以较大流量继续向综采工作面空间持续涌出,在短钻孔出口处瓦斯气体便和短钻孔口周围的空气进行扩散混合。如果所采煤层中含有石英砂岩的夹矸,采煤机滚筒的高速切割石英砂岩时便会产生高温切痕和火花,高温切痕和火花就会引燃短钻孔出口处的瓦斯混合气体,形成短钻孔喷出瓦斯火焰。
在高瓦斯及煤与瓦斯突出煤层的综采工作面,当采用在煤壁布置短钻孔抽采瓦斯时,短钻孔喷出瓦斯火焰的状况屡有发生,若不及时有效地消除,容易引发火灾甚至瓦斯爆炸等大的煤矿灾害。因此是当前亟待解决的一大问题。
发明内容
技术问题:本发明的目的是提供一种结构简单、使用方便、能效地消除短钻孔喷出瓦斯火焰的综采工作面短钻孔喷出瓦斯火焰的快速扑灭装置。
技术方案:为实现上述目的,本发明的综采工作面短钻孔喷出瓦斯火焰的快速扑灭装置,包括排放瓦斯金属圆管、套装在排放瓦斯金属圆管上的弹性封孔橡胶套和隔热阻燃橡胶套,所述排放瓦斯金属圆管的前端部设有阻火器和铁丝防护罩,后端部设有阻燃橡胶软管。
所述的弹性封孔橡胶套包括弹性橡胶基层、设在弹性橡胶基层上的多个环绕排放的凸起弹性橡胶条,相邻凸起弹性橡胶条之间留有变形间隙,每条凸起弹性橡胶条的外径均相等且大于综采工作面短钻孔的内径。
所述的隔热阻燃橡胶套包覆在排放瓦斯金属圆管外壁上,和弹性封孔橡胶套紧靠在一起。
所述的阻火器呈礼帽状,由用平带和斜条波纹带制成的圆柱侧面、圆形底面和环形连接端面构成。
所述的阻燃橡胶软管通过插接件和排放瓦斯金属圆管连为一体。
所述的阻火器外部设有铁丝保护罩。
所述的铁丝保护罩由纵横交错的铁丝焊制而成,呈网格状的圆柱形。
所述的铁丝保护罩通过焊接或螺栓连接与排放瓦斯金属圆管连为一体。
有益效果:本发明适用于高瓦斯煤层或煤与瓦斯突出煤层的综采工作面,其煤壁短钻孔中突然喷出瓦斯火焰需进行快速扑灭的情况。钻孔内的瓦斯气体只能通过铁丝防护网罩、阻火器、排瓦斯金属圆管、阻燃橡胶软管排到远离钻孔口火焰的综采工作面断面的中部,而综采工作面断面中部的风速最快,阻燃橡胶软管出口处的瓦斯瞬间被冲淡,浓度大大降低,并且此处远离短钻孔瓦斯火焰,从而避免了瓦斯火灾。其中包覆在排放瓦斯金属圆管外壁上的隔热阻燃橡胶套和弹性封孔橡胶套紧靠在一起,主要起到隔绝外部瓦斯火焰的高温对排瓦斯圆管的传热作用。阻火器是由平带和斜条波纹带制成,按一层平带、一层波纹带、一层平带、一层波纹带……的次序进行叠放,中间形成众多的小三角形间隙,因为这些间隙小于甲烷最大不传爆间隙1.14mm和甲烷最大熄火直径2.5mm能有效地防止甲烷爆炸的传播和阻止甲烷火焰的蔓延。和通畅的钻孔相比,单位面积阻火器通过气体的能力大大降低,为了让阻火器通过气体的能力不小于钻孔,本发明增加了阻火器的通流面积,即阻火器的底、侧、环形端面3个面都能让钻孔过来的气体通过,并起到熄灭火焰的作用。
由于铁丝保护罩由纵横交错的铁丝焊制而成,呈网格状的圆柱形,可用来保护阻火器,以免在搬运或插入钻孔的过程中损坏阻火器。由于铁丝保护罩的网格较大,而且钻孔内部的瓦斯气体以一定的流量持续向外涌出,所以在插入钻孔的过程中,钻孔外部的气体很少能带入钻孔内部,即使进入少量的带有火焰的外部气体(包括空气和瓦斯),短时间内会被已封闭的钻孔内大量瓦斯气体的混合冲淡,使其不会继续燃烧甚至爆炸。若有火焰不能瞬间熄灭,在钻孔内瓦斯气体的涌出压力下,会在通过阻火器向外流出的过程中,被阻火器熄灭。其结构简单,使用方便,能效地消除短钻孔喷出瓦斯火焰,具有广泛的实用性。
附图说明
图1是本发明的结构示意图;
图2是本发明的阻火器结构示意图;
图3-1是阻火器中平带和波纹带的叠放示意图;
图3-2是阻火器底面结构示意图;
图3-3是阻火器圆柱侧面展开结构示意图;
图3-4是阻火器圆环面结构示意图;
图4是铁丝防护罩结构示意图。
图中:1-排放瓦斯金属圆管,2-弹性封孔橡胶套,3-隔热阻燃橡胶套,4-阻火器,5-阻燃橡胶软管,6-铁丝防护罩,401-阻火器的底面,402-阻火器的圆柱侧面,403-阻火器的环形端面,8-波纹带,9-平带。
具体实施方式
下面结合附图对发明的一个实施例作进一步的描述:
如图1所示,本发明的综采工作面短钻孔喷出瓦斯火焰的快速扑灭装置,主要由排放瓦斯金属圆管1、弹性封孔橡胶套2,隔热阻燃橡胶套3,阻火器4,阻燃橡胶软管5和铁丝防护罩6构成;弹性封孔橡胶套2套装在排放瓦斯金属圆管1上,所述的弹性封孔橡胶套2包括弹性橡胶基层、设在弹性橡胶基层上的多个环绕排放的凸起弹性橡胶条,相邻凸起弹性橡胶条之间留有变形间隙,每条凸起弹性橡胶条的外径均相等且大于综采工作面短钻孔的内径;所述的隔热阻燃橡胶套3包覆在排放瓦斯金属圆管1外壁上,和弹性封孔橡胶套2紧靠在一起。排放瓦斯金属圆管1与弹性封孔橡胶套2之间设置隔热阻燃橡胶套3,所述排放瓦斯金属圆管1的前端部设有阻火器4,阻火器4外部设有铁丝保护罩6。排放瓦斯金属圆管1的后端部设有阻燃橡胶软管5,阻燃橡胶软管5通过插接件和排放瓦斯金属圆管1连为一体。
如图2所示,所述的阻火器4呈礼帽状,由用平带和斜条波纹带制成的圆柱侧面402、圆形底面401和环形连接端面403构成。圆形底面401封在圆柱侧面402的一侧,环形端面403固定在圆柱侧面402的另一端口。
如图3-1所示,阻火器是由平带和斜条波纹带制成,平带和波纹带的放置方法是按一层平带、一层波纹带、一层平带、一层波纹带……的次序进行叠放。形成众多的小三角形间隙小于1.14mm,能有效地防止甲烷爆炸的传播和阻止甲烷火焰的蔓延。
如图3-2、3-3、3-4分别为阻火器底面、侧面、环形端面的结构示意图,表示了平带和波纹带在阻火器底面、侧面、端面的叠放情况。
如图4所示,所述的铁丝保护罩6由纵横交错的铁丝焊制而成,呈网格状的圆柱形,铁丝保护罩6通过焊接或螺栓连接与排放瓦斯金属圆管1连为一体。
工作过程:当综采工作面煤壁短钻孔喷出瓦斯火焰时,拿起本装置,铁丝防护罩6朝向喷火钻孔,快速插入,弹性封孔橡胶套2应全部进入钻孔,确保密封良好,短时间即可扑灭钻孔喷出火焰。本装置插入钻孔后,由于弹性封孔橡胶套的密封作用,钻孔中的瓦斯气体便不能继续从钻孔口涌出,钻孔口处的瓦斯便不能得到补充,随着瓦斯火焰的燃烧,钻孔口处的本来不多的瓦斯愈来愈少,依靠瓦斯燃烧的火焰也逐渐变小,因而瓦斯火焰被很快扑灭。在本装置插入钻孔的过程中,由于钻孔中的瓦斯气体的压力高于钻孔外的气体压力,它以一定的流量稳定地向钻孔外涌出,而且铁丝保护罩6的网格较大,外部的带有火焰的气体很少(甚至不会)进入钻孔内。即使有少部分带有火焰的气体进入钻孔,由于钻孔内的气体往往是高浓度的瓦斯,其含有的氧气也会立即被冲淡,不仅不会继续扩大燃烧,甚至会被熄灭。本装置插入钻孔后,由于弹性封孔橡胶套的密封作用,若存在没熄灭的瓦斯火焰,它会和钻孔中的瓦斯气体一起通过阻火器4→排瓦斯金属圆管1→阻燃橡胶软管5排到远离钻孔口火焰的综采工作面横断面的中部,其中瓦斯火焰在通过阻火器时,被熄灭,从而到达工作面横断面中部的气体是没有火焰的。而综采工作面横断面中部的风速最快,橡胶软管出口处的瓦斯瞬间被冲淡,浓度大大降低,并且此处远离瓦斯火焰,从而避免了再次被引燃的可能。

Claims (8)

1.一种综采工作面短钻孔喷出瓦斯火焰的快速扑灭装置,其特征在于:它包括排放瓦斯金属圆管(1)、套装在排放瓦斯金属圆管(1)上的弹性封孔橡胶套(2)和隔热阻燃橡胶套(3),所述排放瓦斯金属圆管(1)的前端部设有阻火器(4)和铁丝防护罩(6),后端部设有阻燃橡胶软管(5)。
2.根据权利要求1所述的综采工作面短钻孔喷出瓦斯火焰的快速扑灭装置,其特征在于:所述的弹性封孔橡胶套(2)包括弹性橡胶基层、设在弹性橡胶基层上的多个环绕排放的凸起弹性橡胶条,相邻凸起弹性橡胶条之间留有变形间隙,每条凸起弹性橡胶条的外径均相等且大于综采工作面短钻孔的内径。
3.根据权利要求1所述的综采工作面短钻孔喷出瓦斯火焰的快速扑灭装置,其特征在于:所述的隔热阻燃橡胶套(3)包覆在排放瓦斯金属圆管外壁上,和弹性封孔橡胶套(2)紧靠在一起。
4.根据权利要求1所述的综采工作面短钻孔喷出瓦斯火焰的快速扑灭装置,其特征在于:所述的阻火器(4)呈礼帽状,由用平带和斜条波纹带制成的圆柱侧面(402)、圆形底面(401)和环形连接端面(403)构成。
5.根据权利要求1所述的综采工作面短钻孔喷出瓦斯火焰的快速扑灭装置,其特征在于:所述的阻燃橡胶软管(5)通过插接件和排放瓦斯金属圆管(1)连为一体。
6.根据权利要求1或4所述的综采工作面短钻孔喷出瓦斯火焰的快速扑灭装置,其特征在于:所述的阻火器(4)外部设有铁丝保护罩(6)。
7.根据权利要求6所述的综采工作面短钻孔喷出瓦斯火焰的快速扑灭装置,其特征在于:所述的铁丝保护罩(6)由纵横交错的铁丝焊制而成,呈网格状的圆柱形。
8.根据权利要求6所述的综采工作面短钻孔喷出瓦斯火焰的快速扑灭装置,其特征在于:所述的铁丝保护罩(6)通过焊接或螺栓连接与排放瓦斯金属圆管(1)连为一体。
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