CN111156047B - 一种预防煤与瓦斯突出的瓦斯抽取装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及瓦斯抽取技术领域，公开了一种预防煤与瓦斯突出的瓦斯抽取装置，包括：至少一个瓦斯抽采单元，所述瓦斯抽采单元包括：支撑架、安装板、瓦斯抽采装置和密封罩，密封罩套设在支撑架的外侧，第一导气管穿过第一通孔与缓冲罐的进气口密封连接，缓冲罐上设有第一压力测量仪表和瓦斯浓度监测仪，缓冲罐的排气管通过第二导气管A可拆卸连接储气罐的进气管，第二导气管A上设有气体流量计，储气罐上设有第二压力测量仪表，还包括控制系统，瓦斯抽采装置、第一压力测量仪表、瓦斯浓度监测仪、气体流量计和第二压力测量仪表分别与控制系统连接，这种预防煤与瓦斯突出的瓦斯抽取装置，避免煤与瓦斯突出给煤矿带来安全隐患，保障了煤矿的安全。

Description

一种预防煤与瓦斯突出的瓦斯抽取装置

技术领域

本发明涉及瓦斯抽取技术领域，特别涉及一种预防煤与瓦斯突出的瓦斯抽取装置。

背景技术

煤与瓦斯突出是指在压力作用下，破碎的煤与瓦斯由煤体内突然向采掘空间大量喷出，是另一种类型的瓦斯特殊涌出的现象。它具有极大的破坏性。

随着煤矿资源开采逐渐向深部发展，煤与瓦斯突出的发生频次越来越多，其危害性也愈加增大，对煤矿安全生产造成极大的危害。煤与瓦斯突出是煤矿井下生产的一种强大的自然灾害，严重威胁着煤矿的安全生产。

如果能在采煤前对待挖掘煤层中的瓦斯进行抽采，避免在采煤过程中瓦斯大量涌出导致煤与瓦斯突出问题，将是保障煤矿安全生产的关键措施。

发明内容

本发明提供一种预防煤与瓦斯突出的瓦斯抽取装置，能够避免煤与瓦斯突出给煤矿带来安全隐患，保障了煤矿的安全生产。

本发明提供了一种预防煤与瓦斯突出的瓦斯抽取装置，包括：至少一个瓦斯抽采单元，所述瓦斯抽采单元包括：支撑架、安装板、瓦斯抽采装置和密封罩，支撑架上竖向设有两条燕尾滑槽，安装板的背面左右两侧分别设有与燕尾滑槽匹配连接的滑块，安装板通过滑块和燕尾滑槽与支撑架滑动连接，瓦斯抽采装置固定设置在安装板的前侧面上，密封罩套设在支撑架的外侧，瓦斯抽采装置上设有将抽采的瓦斯导出的第一导气管，密封罩的顶部设有一第一通孔，第一导气管穿过第一通孔与缓冲罐的进气口密封连接，第一导气管上设有第一气阀，缓冲罐上设有第一压力测量仪表和瓦斯浓度监测仪，缓冲罐上设有排气口，排气口上设有排气管，排气管上设有第二气阀，缓冲罐的排气管通过第二导气管A可拆卸连接储气罐的进气管，第二导气管A上设有气体流量计，储气罐的进气管上设有第三气阀，储气罐上设有第二压力测量仪表，还包括控制系统，瓦斯抽采装置、第一压力测量仪表、瓦斯浓度监测仪、气体流量计和第二压力测量仪表分别与控制系统连接。

所述瓦斯抽采装置包括：螺旋钻杆、螺旋钻杆的下端设有锥形钻头，螺旋钻杆内设有空腔，螺旋钻杆的周向侧壁上设有多个透气口，透气口与空腔相连通，螺旋钻杆的空腔内设有防尘网，螺旋钻杆的上部外侧固定套设有第一齿轮，还包括驱动电机，驱动电机的输出轴上固定设有第二齿轮，第二齿轮与第一齿轮啮合连接，第一齿轮与第二齿轮均设置在箱体内，驱动电机的输出轴通过第一轴承与箱体的内侧底部连接，箱体固定在安装板的前侧面上，螺旋钻杆的上端通过第二轴承与箱体连接，箱体上设有连通箱体外部与螺旋钻杆内部空腔的气道，第一导气管的下端正对气道密封设置在箱体上，抽气泵设置在密封罩的外部，第一导气管通过抽气泵与缓冲罐的进气口连接，驱动电机通过控制开关连接电源，驱动电机与控制系统连接。

所述密封罩上设有第二通孔，第二通孔上密封设有第二导气管B，第二导气管B与第一导气管相连通。

所述密封罩的下部周向边缘设有翻边，还包括多个用于对密封罩的翻边进行压紧的固定装置。

所述固定装置包括：至少两块横向压板和两块纵向压板，两块横向压板上对称设有两组凹型槽口，两块纵向压板通过两组凹型槽口与两块横向压板可拆卸连接，还包括用于对两块横向压板和两块纵向压板进行支撑的支撑装置。

所述支撑装置为固定有液压缸的机动车，液压缸的伸缩端上固定设有多个顶杆，多个顶杆分别与两块横向压板和两块纵向压板一一对应。

所述密封罩上设有加强层，第一导气管和第二导气管B分别穿过加强层。

所述缓冲罐的进气口上设有进气管，进气管上设有第四气阀。

所述进气管上设有管接头，管接头上设有多个与第一导气管匹配的进气孔，进气孔上可拆卸设有密封塞。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明通过瓦斯抽采装置将煤层中的瓦斯抽出，抽采的瓦斯通过第一导气管进入缓冲罐中，通过支撑架和安装板固定瓦斯抽采装置，同时支撑架用于对密封罩进行支撑，密封罩用于避免瓦斯抽采过程中，瓦斯从瓦斯抽采装置与煤层之间逸出对煤矿造成安全隐患，通过储气罐连接缓冲罐对瓦斯进行存储，通过第一压力测量仪表监测缓冲罐中的气体压力，通过瓦斯浓度监测仪监测缓冲罐中的瓦斯浓度，避免煤与瓦斯突出给煤矿带来安全隐患，保障了煤矿的安全。

附图说明

图1为本发明提供的一种预防煤与瓦斯突出的瓦斯抽取装置的总体结构示意图。

图2为本发明提供的一种预防煤与瓦斯突出的瓦斯抽取装置中瓦斯抽采装置的结构示意图。

图3为本发明提供的一种预防煤与瓦斯突出的瓦斯抽取装置中支撑框的结构示意图。

图4为本发明提供的一种预防煤与瓦斯突出的瓦斯抽取装置中管接头的结构示意图。

附图标记说明：

1-锥形钻头，2-螺旋钻杆，3-透气口，4-防尘网，5-第一齿轮，6-第一轴承，7-第二齿轮，8-箱体，9-驱动电机，10-第二轴承，11-抽气泵，12-第一导气管，13-支撑架，14-安装板，15-燕尾滑槽，16-第二导气管B，17-密封罩，18-加强层，19-进气管，20-第四气阀，21-缓冲罐，22-第一压力测量仪表，23-瓦斯浓度监测仪，24-储气罐，25-第二导气管A，26-气体流量计，27-第二气阀，28-第二压力测量仪表，29-管接头，30-进气孔，31-横向压板，32-纵向压板，33-第一气阀。

具体实施方式

下面结合附图1-4，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明的技术方案和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1和图3所示，本发明实施例提供的一种预防煤与瓦斯突出的瓦斯抽取装置，包括：至少一个瓦斯抽采单元，所述瓦斯抽采单元包括：支撑架13、安装板14、瓦斯抽采装置和密封罩17，支撑架13上竖向设有两条燕尾滑槽15，安装板14的背面左右两侧分别设有与燕尾滑槽15匹配连接的滑块，安装板14通过滑块和燕尾滑槽15与支撑架13滑动连接，瓦斯抽采装置固定设置在安装板14的前侧面上，密封罩17套设在支撑架13的外侧，瓦斯抽采装置上设有将抽采的瓦斯导出的第一导气管12，密封罩17的顶部设有一第一通孔，第一导气管12穿过第一通孔与缓冲罐21的进气口密封连接，第一导气管12上设有第一气阀33，缓冲罐21上设有第一压力测量仪表22和瓦斯浓度监测仪23，缓冲罐21上设有排气口，排气口上设有排气管，排气管上设有第二气阀27，缓冲罐21的排气管通过第二导气管A25可拆卸连接储气罐24的进气管，第二导气管A25上设有气体流量计26，储气罐24的进气管上设有第三气阀，储气罐24上设有第二压力测量仪表28，还包括控制系统，瓦斯抽采装置、第一压力测量仪表22、瓦斯浓度监测仪23、气体流量计26和第二压力测量仪表28分别与控制系统连接。

本发明通过瓦斯抽采装置将煤层中的瓦斯抽出，瓦斯抽采装置随着抽采深度的增加沿着两条燕尾滑槽15在支撑架13上向下滑动，抽采的瓦斯通过第一导气管12进入缓冲罐21中，通过支撑架13和安装板14固定瓦斯抽采装置，同时支撑架13用于对密封罩17进行支撑，密封罩17用于避免瓦斯从瓦斯抽采装置与煤层之间的间隙大量逸出对煤矿造成安全隐患，通过第一压力测量仪表22检测缓冲罐21中的气体压力，通过瓦斯浓度监测仪23监测缓冲罐21中的瓦斯浓度，储气罐24通过第二导气管A25连接缓冲罐21对抽取的瓦斯进行存储，避免煤与瓦斯突出给煤矿带来安全隐患，通过本发明的瓦斯抽取装置先对煤层中的瓦斯抽采后再挖掘煤层采煤，避免煤与瓦斯突出，保障了煤矿的安全。

第二导气管A25上还设有微型抽气泵，微型抽气泵一端与第二导气管A25相连通，另一端与缓冲罐21相连通，在更换储气罐24前将第二导气管A25内的气体排空，避免在更换储气罐24时瓦斯排出。

控制系统包括单片机、无线通信模块和远程监控系统，瓦斯抽采装置、第一压力测量仪表22、瓦斯浓度监测仪23、气体流量计26和第二压力测量仪表28分别与单片机连接，单片机通过无线通信模块与远程监控系统无线通信，远程监控系统设有报警装置，当第一压力测量仪表22、瓦斯浓度监测仪23和第二压力测量仪表28检测的数据超过设定的数据时，通过报警装置报警提醒人们停止瓦斯抽取，更换储气罐24。

具体的，如图2所示，所述瓦斯抽采装置包括：螺旋钻杆2、螺旋钻杆2的下端设有锥形钻头1，螺旋钻杆2内设有空腔，螺旋钻杆2的周向侧壁上设有多个透气口3，透气口3与空腔相连通，螺旋钻杆2的空腔内设有防尘网4，螺旋钻杆2的上部外侧固定套设有第一齿轮5，还包括驱动电机9，驱动电机9的输出轴上固定设有第二齿轮7，第二齿轮7与第一齿轮5啮合连接，第一齿轮5与第二齿轮7均设置在箱体8内，驱动电机9的输出轴通过第一轴承6与箱体8的内侧底部连接，箱体8固定在安装板14的前侧面上，螺旋钻杆2的上端通过第二轴承10与箱体8连接，箱体8上设有连通箱体8外部与螺旋钻杆2内部空腔的气道，第一导气管12的下端正对气道密封设置在箱体8上，抽气泵11设置在密封罩17的外部，第一导气管12通过抽气泵11与缓冲罐21的进气口连接，驱动电机9通过控制开关连接电源，驱动电机9与控制系统连接。

工作过程：驱动电机9带动第二齿轮7转动，第二齿轮7带动第一齿轮5转动，第一齿轮5带动螺旋钻杆2转动，通过锥形钻头1插入煤层中，随着驱动电机9的转动，螺旋钻杆2逐渐进入煤层中，螺旋钻杆2带动安装板14在支撑架13上滑动，煤层中的瓦斯通过螺旋钻杆2上的透气口3进入螺旋钻杆2内，防尘网4用于阻挡煤尘进入堵塞瓦斯抽采管道，瓦斯通过螺旋钻杆2上的透气口3空腔内并沿空腔进入进入第一导气管12内，沿第一导气管12进入缓冲罐21中，然后进入储气罐24中。

为了排出密封罩17内的瓦斯，所述密封罩17上设有第二通孔，第二通孔上密封设有第二导气管B16，第二导气管B16与第一导气管12相连通。

为了避免瓦斯从瓦斯抽采装置的周围逸出，所述密封罩17的下部周向边缘设有翻边，还包括多个用于对密封罩17的翻边进行压紧的固定装置，翻边便于对密封罩17的周围进行压紧密封。

为了对密封罩17的周围进行固定，如图1所示，所述固定装置包括：至少两块横向压板31和两块纵向压板32，两块横向压板31上对称设有两组凹型槽口，两块纵向压板32通过两组凹型槽口与两块横向压板31可拆卸连接，还包括用于对两块横向压板31和两块纵向压板32进行支撑的支撑装置，通过至少两块横向压板31和两块纵向压板32对密封罩17的周向翻边进行压紧，通过两组凹型槽口使得两块横向压板31和两块纵向压板32组合在一起，能够密封密封罩17的周向边缘，方便对密封罩进行密封。

为了方便对侧面的煤层进行瓦斯抽采，方便对固定装置进行压紧，所述支撑装置为固定有液压缸的机动车，液压缸的伸缩端上固定设有多个顶杆，多个顶杆分别与横向压板31和纵向压板32一一对应，说明书附图中未画出。

为了增强密封罩17的使用寿命，所述密封罩17上设有加强层18，第一导气管12和第二导气管B16分别穿过加强层18。

为了更换缓冲罐21，所述缓冲罐21的进气口上设有进气管19，进气管19上设有第四气阀20。

为了使得多个瓦斯抽采装置使用同一个缓冲罐21进行瓦斯收集，如图4所示，所述进气管19上设有管接头29，管接头29上设有多个与第一导气管12匹配的进气孔30，进气孔30上可拆卸设有密封塞。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种预防煤与瓦斯突出的瓦斯抽取装置，其特征在于，包括：至少一个瓦斯抽采单元，所述瓦斯抽采单元包括：支撑架（13）、安装板（14）、瓦斯抽采装置和密封罩（17），支撑架（13）上竖向设有两条燕尾滑槽（15），安装板（14）的背面左右两侧分别设有与燕尾滑槽（15）匹配连接的滑块，安装板（14）通过滑块和燕尾滑槽（15）与支撑架（13）滑动连接，瓦斯抽采装置固定设置在安装板（14）的前侧面上，密封罩（17）套设在支撑架（13）的外侧，瓦斯抽采装置上设有将抽采的瓦斯导出的第一导气管（12），密封罩（17）的顶部设有一第一通孔，第一导气管（12）穿过第一通孔与缓冲罐（21）的进气口密封连接，第一导气管（12）上设有第一气阀（33），缓冲罐（21）上设有第一压力测量仪表（22）和瓦斯浓度监测仪（23），缓冲罐（21）上设有排气口，排气口上设有排气管，排气管上设有第二气阀（27），缓冲罐（21）的排气管通过第二导气管A（25）可拆卸连接储气罐（24）的进气管，第二导气管A（25）上设有气体流量计（26），储气罐（24）的进气管上设有第三气阀，储气罐（24）上设有第二压力测量仪表（28），还包括控制系统，瓦斯抽采装置、第一压力测量仪表（22）、瓦斯浓度监测仪（23）、气体流量计（26）和第二压力测量仪表（28）分别与控制系统连接；

所述瓦斯抽采装置包括：螺旋钻杆（2）、螺旋钻杆（2）的下端设有锥形钻头（1），螺旋钻杆（2）内设有空腔，螺旋钻杆（2）的周向侧壁上设有多个透气口（3），透气口（3）与空腔相连通，螺旋钻杆（2）的空腔内设有防尘网（4），螺旋钻杆（2）的上部外侧固定套设有第一齿轮（5），还包括驱动电机（9），驱动电机（9）的输出轴上固定设有第二齿轮（7），第二齿轮（7）与第一齿轮（5）啮合连接，第一齿轮（5）与第二齿轮（7）均设置在箱体（8）内，驱动电机（9）的输出轴通过第一轴承（6）与箱体（8）的内侧底部连接，箱体（8）固定在安装板（14）的前侧面上，螺旋钻杆（2）的上端通过第二轴承（10）与箱体（8）连接，箱体（8）上设有连通箱体（8）外部与螺旋钻杆（2）内部空腔的气道，第一导气管（12）的下端正对气道密封设置在箱体（8）上，抽气泵（11）设置在密封罩（17）的外部，第一导气管（12）通过抽气泵（11）与缓冲罐（21）的进气口连接，驱动电机（9）通过控制开关连接电源，驱动电机（9）与控制系统连接；

所述密封罩（17）上设有第二通孔，第二通孔上密封设有第二导气管B（16），第二导气管B（16）与第一导气管（12）相连通；

所述密封罩（17）的下部周向边缘设有翻边，还包括多个用于对密封罩（17）的翻边进行压紧的固定装置。

2.如权利要求1所述的预防煤与瓦斯突出的瓦斯抽取装置，其特征在于，所述固定装置包括：至少两块横向压板（31）和两块纵向压板（32），两块横向压板（31）上对称设有两组凹型槽口，两块纵向压板（32）通过两组凹型槽口与两块横向压板（31）可拆卸连接，还包括用于对两块横向压板（31）和两块纵向压板（32）进行支撑的支撑装置。

3.如权利要求2所述的预防煤与瓦斯突出的瓦斯抽取装置，其特征在于，所述支撑装置为固定有液压缸的机动车，液压缸的伸缩端上固定设有多个顶杆，多个顶杆分别与两块横向压板（31）和两块纵向压板（32）一一对应。

4.如权利要求1所述的预防煤与瓦斯突出的瓦斯抽取装置，其特征在于，所述密封罩（17）上设有加强层（18），第一导气管（12）和第二导气管B（16）分别穿过加强层（18）。

5.如权利要求1所述的预防煤与瓦斯突出的瓦斯抽取装置，其特征在于，所述缓冲罐（21）的进气口上设有进气管（19），进气管（19）上设有第四气阀（20）。

6.如权利要求5所述的预防煤与瓦斯突出的瓦斯抽取装置，其特征在于，所述进气管（19）上设有管接头（29），管接头（29）上设有多个与第一导气管（12）匹配的进气孔（30），进气孔（30）上可拆卸设有密封塞。

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