CN109653703B - 一种瓦斯防喷装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种瓦斯防喷装置，包括具有排渣通道的混合介质捕捉器，所述混合介质捕捉器包括主体位于钻孔内的内筒，内筒外周滑动设有外筒，内筒里端形成有倒锥面胀套，倒锥面胀套小端朝向钻孔孔口；外筒里端固定连接有胶套，胶套能够由所述倒锥面胀套胀大后并与钻孔内壁形成密封和胀紧；所述内筒和外筒位于钻孔外部的两个外端之间形成有楔块机构，该楔块机构用于通过敲击楔子驱动所述内筒移动，以由倒锥面胀套扩张所述胶套，并形成对所述钻孔的胀紧固定。优选，混合介质捕捉器通过圆形连接筒连接有伸缩结构的集渣器。本发明的有益效果是，混合介质捕捉器结构简单、装拆方便，收集空间容积可根据需要调整，且运输方便，制造成本低，分离功能可靠。

Description

一种瓦斯防喷装置

技术领域

本发明涉及煤层瓦斯抽采技术领域的封孔技术，特别是一种瓦斯防喷装置及封孔方法。

背景技术

目前很多矿井在钻孔施工过程中，存在严重喷钻现象，导致回风侧粉尘浓度大。为此，本领域的技术人员研发了一种用于煤矿井下钻孔的气渣分离一体化临抽装置。该临抽装置主要由粉尘瓦斯捕捉筒和水气渣分离箱组成，其中，捕捉筒由同轴心的内筒和外筒组成，捕捉筒上连接有防尘喷雾水管，捕捉筒伸入钻孔孔内，水气渣分离箱设在孔外，水气渣分离箱的瓦斯气出口与具有负压环境的瓦斯抽排管连通，钻孔时含有粉尘的瓦斯混合气从套筒，经喷雾加湿后与瓦斯一起在负压作用下进入水气渣分离箱，加湿后粉尘受重力作用自然下坠沉积，水从排水口排出，瓦斯在负压作用下进入瓦斯抽排管被收集，从而实现煤矿井下钻孔的区域治理。该捕捉器不仅成功解决了施工钻孔时，回风侧粉尘浓度大的问题，还通过转动头上设置的钻头导向孔，避免钻头与内筒接触而随钻头转动，从而有效了消除了因内筒转动而导致的密封装置早期损坏隐患。但由于现有捕捉器是通过外筒固定在钻孔孔口，利用法兰和膨胀螺栓固定，其固定连接和拆除操作繁琐，效率低，时间长。另外，现有的水气渣分离箱为刚性结构，容积较小且固定不变，在用于粉尘较大的钻孔时，箱内很快集满粉尘而难以正常发挥作用。为此，需要对水气渣分离箱进行改进。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术中的捕捉器装拆不方便的不足，提供一种结构简单、装拆方便的瓦斯防喷装置。

为实现前述目的，本发明采用如下技术方案。

一种瓦斯防喷装置，包括具有排渣通道的混合介质捕捉器，所述混合介质捕捉器包括主体位于钻孔内的内筒，内筒外周滑动设有外筒，内筒里端形成有倒锥面胀套，倒锥面胀套小端朝向钻孔孔口；外筒里端固定连接有胶套，胶套能够由所述倒锥面胀套胀大后并与钻孔内壁形成密封和胀紧；所述内筒和外筒位于钻孔外部的两个外端之间形成有楔块机构，该楔块机构用于通过敲击楔子驱动所述内筒移动，以由倒锥面胀套扩张所述胶套，并形成对所述钻孔的胀紧固定。

采用前述技术方案的本发明，混合介质捕捉器通过内筒捕捉钻孔过程中产生的粉尘、瓦斯和水等混合介质。混合介质捕捉器通过内筒的倒锥面胀大胶套后，使胶套与钻孔内壁张紧，从而形成混合介质捕捉器与钻孔的膨胀式固定，内筒的移动通过敲击楔块机构的楔子即可方便的实现，并且楔块机构位于孔口外部的内外筒外露部分之间。在装拆扑捉器时，只需敲击楔子即可固定或拆除。其结构简单、操作方便，拆装效率高。

优选的，所述楔块机构包括楔子，楔子可移动的设在楔槽内，楔槽设在锁紧框上，锁紧框帮在外筒的外壁并向上延伸，锁紧框上还设有锁紧所述楔子的锁止螺钉；所述内筒上焊接固定有环形框，环形框上径向延伸有连接耳，连接耳上开设有穿过所述锁紧框的穿孔；所述楔槽在高度方向上的一部分被所述连接耳遮挡。捕捉器固定或拆除时，楔子的两个锁紧工作面一面与锁紧框抵接，另一面与连接耳抵接，从而使内外筒形成相对移动。其中，锁紧框，楔子和连接耳均按对称的两个设置，以使内筒移动受力均匀，锁紧和解锁动作灵活，无卡阻。为防止施钻过程中楔子松动，最好在锁紧框上设置锁止螺钉，以锁止固定楔子。

优选的，所述混合介质捕捉器的排渣通道与水平设置的圆形连接筒连通，圆形连接筒两端筒口分别连接有第一集渣器和第二集渣器，第一集渣器和第二集渣器均呈伸缩管结构，第一集渣器的自由端管口封闭，第二集渣器的自由端管口与矿井回风管连通。由圆形连接筒和两个伸缩管结构的集渣器组成，圆形连接筒与混合介质捕捉器的排渣通道连接；其中，一个集渣器中的自由端管口封闭，另一个集渣器的自由端管口与矿井回风管连通。从而利用回风负压将粉尘收集在气渣分离器内。构成分离器的粉尘收集空间主要由两个集渣器提供，并且两个集渣器均呈伸缩管式结构，因此，其内部空间相对较大，且容积可根据需要进行缩小或扩大，以在收集粉尘时伸出扩大，增大粉尘收集量，避免频繁除渣，提高钻孔效率；在转运时收缩变小，便于运输。

进一步优选的，所述圆形连接筒顶部设有第一接头和第二接头，第一接头和第二接头均通过对应的出口与圆形连接筒内部连通，第一接头的进口通过主排渣软管与混合介质捕捉器的主排渣口连通；第二接头的第二接口通过辅助排渣软管与混合介质捕捉器的辅助排渣口连通。以形成双保险的两路粉尘收集通道，确保混合介质捕捉器排渣通畅，保证钻孔持续进行，提高钻孔效率。

更进一步优选的，所述第一接头和第二接头均呈三通结构；所述三通的第一接口和第二接口分别构成所述进口和出口，三通的第三接口构成直排口，且所述三通的三个接口上均设有控制阀。以通过控制阀形成单通道或双通道粉尘收集，也可将任一通道或两个通道设置为直排通道，以便不停钻对气渣分离器进行粉尘清除。

再进一步优选的，所述控制阀为手动蝶阀。通过手动操作确保可靠性，消除电控系统在多尘环境下可靠性差的隐患。

进一步优选的，所述圆形连接筒下部设有放水管，放水管的进口端设有滤网，放水管的出口端设有连接法兰。以排出气渣分离器内的积水，从而形成气水渣三相分离效果。

更进一步优选的，所述放水管的进口端焊接有滤网挡板；所述滤网通过压板和螺纹紧固件压固在所述滤网挡板上。以避免粉尘从放水管处排出，消除或降低排水通道堵塞隐患。

进一步优选的，所述圆形连接筒包括圆形筒体，圆形筒体的两侧分别设有两个支腿，两个支腿的末端固定连接在角钢上；两个所述角钢内侧相向设置。以形成对圆形连接筒的稳固支撑结构，且两个角钢内侧相向设置，可确保角钢的水平支撑边不外露，消除角钢支撑边外露存在的安全隐患。

更进一步优选的，所述支腿由圆管构成；支腿两端均采用焊接固定；所述圆形筒体上焊接固定有瓦形帮衬；所述支腿焊接在所述瓦形帮衬上，支腿通过所述瓦形帮衬与所述圆形筒体固定连接。以较少的材料消耗形成较大的支撑截面，提高支撑稳定性；并利用施工简单、方便和连接牢固可靠的焊接方式，降低制造成本；并通过帮衬方式提高圆形筒体强度，降低筒体壁厚，节省材料。

本发明与现有技术相比的有益效果是，混合介质捕捉器结构简单、装拆方便，收集空间容积可根据需要调整，且运输方便，制造成本低，分离功能可靠。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明中混合介质捕捉器的结构示意图。

图3是本发明中混合介质捕捉器的部分结构示意图。

图4是本发明图2中的A向局部示意图。

图5是本发明中圆形连接筒的结构示意图。

图6是本发明图5中的A向局部视图。

图7是本发明图5中的B向局部视图。

图8是本发明图5中的C向局部视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

参见图1、图2、图3、图4，一种瓦斯防喷装置，包括具有排渣通道的混合介质捕捉器5，所述混合介质捕捉器5包括主体位于钻孔内的内筒51，内筒51外周滑动设有外筒52，内筒51里端形成有倒锥面胀套51a，倒锥面胀套51a小端朝向钻孔孔口；外筒52里端固定连接有胶套53，胶套53能够由所述倒锥面胀套51a胀大后并与钻孔内壁形成密封和胀紧；所述内筒51和外筒52位于钻孔外部的两个外端之间形成有楔块机构，该楔块机构用于通过敲击楔子54驱动所述内筒51移动，以由倒锥面胀套51a扩张所述胶套53，并形成对所述钻孔的胀紧固定。

其中，倒锥面胀套51a呈多瓣的弹性胀套结构，所述楔块机构包括楔子54，楔子54可移动的设在楔槽内，楔槽设在锁紧框55上，锁紧框55帮在外筒52的外壁并向上延伸，锁紧框55上还设有紧定所述楔子54的锁止螺钉57；所述内筒51上焊接固定有环形框56，环形框56上径向延伸有连接耳，连接耳上开设有穿过所述锁紧框55的穿孔；所述楔槽在高度方向上的一部分被所述连接耳遮挡。所述混合介质捕捉器5的排渣通道与水平设置的圆形连接筒1连通，圆形连接筒1两端筒口分别连接有第一集渣器7和第二集渣器8，第一集渣器7和第二集渣器8均呈伸缩管结构，第一集渣器7的自由端管口封闭，第二集渣器8的自由端管口与矿井回风管连通。参见图5、图6、图7和图8，所述圆形连接筒1顶部设有第一接头2和第二接头3，第一接头2和第二接头3均通过对应的出口与圆形连接筒1内部连通，第一接头2的进口通过主排渣软管4与混合介质捕捉器5的主排渣口连通；第二接头3的第二接口通过辅助排渣软管6与混合介质捕捉器5的辅助排渣口连通。且第一接头2和第二接头3均呈三通结构；两个三通的第一接口和第二接口分别构成所述进口和出口，两个三通的第三接口构成直排口，且所述三通的三个接口上均设有手动蝶阀的控制阀9。所述圆形连接筒1下部设有放水管10，放水管10的进口端设有滤网，放水管10的出口端设有连接法兰13；放水管10的进口端焊接有滤网挡板11；所述滤网通过压板12和螺纹紧固件压固在所述滤网挡板11上。

所述圆形连接筒1包括圆形筒体，圆形筒体的两侧分别设有两个支腿14，两个支腿14的末端固定连接在角钢15上；两个所述角钢15内侧相向设置。其中，支腿14由圆管构成；支腿14两端均采用焊接固定；圆形筒体上还焊接固定有瓦形帮衬16；所述支腿14焊接在所述瓦形帮衬16上，支腿14通过所述瓦形帮衬16与所述圆形筒体固定连接。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种瓦斯防喷装置，包括具有排渣通道的混合介质捕捉器（5），其特征在于，所述混合介质捕捉器（5）包括主体位于钻孔内的内筒（51），内筒（51）外周滑动设有外筒（52），内筒（51）里端形成有倒锥面胀套（51a），倒锥面胀套（51a）小端朝向钻孔孔口；外筒（52）里端固定连接有胶套（53），胶套（53）能够由所述倒锥面胀套（51a）胀大后并与钻孔内壁形成密封和胀紧；所述内筒（51）和外筒（52）位于钻孔外部的两个外端之间形成有楔块机构，该楔块机构用于通过敲击楔子（54）驱动所述内筒（51）移动，以由倒锥面胀套（51a）扩张所述胶套（53），并形成对所述钻孔的胀紧固定；所述楔块机构包括楔子（54），楔子（54）可移动的设在楔槽内，楔槽设在锁紧框（55）上，锁紧框（55）帮在外筒（52）的外壁并向上延伸，锁紧框（55）上还设有锁紧所述楔子（54）的锁止螺钉；所述内筒（51）上焊接固定有环形框（56），环形框（56）上径向延伸有连接耳，连接耳上开设有穿过所述锁紧框（55）的穿孔；所述楔槽在高度方向上的一部分被所述连接耳遮挡；所述混合介质捕捉器（5）的排渣通道与水平设置的圆形连接筒（1）连通，圆形连接筒（1）两端筒口分别连接有第一集渣器（7）和第二集渣器（8），第一集渣器（7）和第二集渣器（8）均呈伸缩管结构，第一集渣器（7）的自由端管口封闭，第二集渣器（8）的自由端管口与矿井回风管连通。

2.根据权利要求1所述的瓦斯防喷装置，其特征在于，所述圆形连接筒（1）顶部设有第一接头（2）和第二接头（3），第一接头（2）和第二接头（3）均通过对应的出口与圆形连接筒（1）内部连通，第一接头（2）的进口通过主排渣软管（4）与混合介质捕捉器（5）的主排渣口连通；第二接头（3）的第二接口通过辅助排渣软管（6）与混合介质捕捉器（5）的辅助排渣口连通。

3.根据权利要求2所述的瓦斯防喷装置，其特征在于，所述第一接头（2）和第二接头（3）均呈三通结构；所述三通的第一接口和第二接口分别构成所述进口和出口，三通的第三接口构成直排口，且所述三通的三个接口上均设有控制阀（9）。

4.根据权利要求3所述的瓦斯防喷装置，其特征在于，所述控制阀（9）为手动蝶阀。

5.根据权利要求1所述的瓦斯防喷装置，其特征在于，所述圆形连接筒（1）下部设有放水管（10），放水管（10）的进口端设有滤网，放水管（10）的出口端设有连接法兰（13）。

6.根据权利要求5所述的瓦斯防喷装置，其特征在于，所述放水管（10）的进口端焊接有滤网挡板（11）；所述滤网通过压板（12）和螺纹紧固件压固在所述滤网挡板（11）上。

7.根据权利要求1所述的瓦斯防喷装置，其特征在于，所述圆形连接筒（1）包括圆形筒体，圆形筒体的两侧分别设有两个支腿（14），两个支腿（14）的末端固定连接在角钢（15）上；两个所述角钢（15）内侧相向设置。

8.根据权利要求7所述的瓦斯防喷装置，其特征在于，所述支腿（14）由圆管构成；支腿（14）两端均采用焊接固定；所述圆形筒体上焊接固定有瓦形帮衬（16）；所述支腿（14）焊接在所述瓦形帮衬（16）上，支腿（14）通过所述瓦形帮衬（16）与所述圆形筒体固定连接。