CN112228143A - 一种多级瓦斯抽采钻孔孔口排水、排渣、排气、防喷、防尘装置 - Google Patents
一种多级瓦斯抽采钻孔孔口排水、排渣、排气、防喷、防尘装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及瓦斯抽采技术领域，一种多级瓦斯抽采钻孔孔口自动排水、排渣、排气、防喷、防尘装置，其中钻杆尾部下方设有开口，多用分离器包括两个侧面开口、一个顶部开口和一个底部开口，该开口通过多用出口管与多用分离器的一个侧面开口连接，多用分离器的另一个侧面开口与排水组件连接，多用分离器的顶部开口通过抽瓦斯管与汇流管连接，多用分离器的底部开口连接煤渣出口管。本装置可以引导多用自动合理的排出，提高瓦斯的利用，降低钻场内瓦斯浓度和粉尘，保障工人作业环境安全和职业健康，减少工人劳动强度。
Description
技术领域
本发明涉及瓦斯抽采技术领域，特别涉及一种多级瓦斯抽采钻孔孔口自动排水、排渣、排气、防喷、防尘装置。
背景技术
瓦斯是煤矿井下灾害的第一“杀手”，钻孔抽采瓦斯是目前治理瓦斯和利用瓦斯的主要方式。在钻进时及对瓦斯进行抽采，瓦斯抽采管路往往容易被水和碎煤渣堵塞造成管路不畅，堵塞严重时一旦瓦斯浓度突然加大造成喷出，影响抽采效果和人员安全；在钻进过程中，钻孔内多用任意排出，钻场内瓦斯浓度升高，粉尘增大，水和煤渣任意倾泻，影响工人安全和瓦斯利用，增加工人清理作业工作量。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出一种多级瓦斯抽采钻孔孔口排水、排渣、排气、防喷、防尘装置，其可以引导多用自动合理的排出，提高瓦斯的利用，降低钻场内瓦斯浓度和粉尘，保障工人作业环境安全和职业健康，减少工人劳动强度。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种多级瓦斯抽采钻孔孔口排水、排渣、排气、防喷、防尘装置，包括钻杆、孔口多通装置、多用出口管、多用分离器、煤渣出口管、抽瓦斯管、汇流管和排水组件，其中钻杆插装在井下钻孔中，所述钻杆尾部下方设有开口，多用分离器包括两个侧面开口、一个顶部开口和一个底部开口，该开口通过多用出口管与多用分离器的一个侧面开口连接，多用分离器的另一个侧面开口与排水组件连接，所述多用分离器的顶部开口通过抽瓦斯管与汇流管连接，多用分离器的底部开口连接煤渣出口管。
作为优选的，所述孔口多通装置还包括上侧开设的开口以及，该开口通过防喷抽采管与汇流管连接。
作为优选的，所述多用分离器底部开口下方设有煤渣池。
作为优选的，所述多用分离器的两个侧面开口中与多用出口管连接的开口的位置高于与排水组件连接开口的位置。
作为优选的，所述汇流管内部设有防尘网，汇流管通过管路连接排水箱，排水箱与汇流管的连接处位于防尘前方且临近防尘网。
作为优选的，所述排水组件包括二次分离器和排水沟，其中二次分离器的入口通过管路与多用分离器的一个侧面开口连接，二次分离器的出口连入排水沟。
作为优选的，所述多级瓦斯抽采钻孔孔口排水、排渣、排气、防喷、防尘装置还包括矿用PLC控制箱，所述孔口多通装置和防喷抽采管的连接处设有防喷管瓦斯浓度传感器和防喷管矿用电动控制阀，且防喷管瓦斯浓度传感器和防喷管矿用电动控制阀分别与矿用PLC控制箱信号连接，所述矿用PLC控制箱通过防喷管瓦斯浓度传感器采集的信号控制防喷管矿用电动控制阀的开闭时机。
作为优选的，所述多级瓦斯抽采钻孔孔口排水、排渣、排气、防喷、防尘装置还包括抽采管瓦斯浓度传感器和水位矿用电动控制阀，抽采管瓦斯浓度传感器和水位矿用电动控制阀设置在多用分离器和抽瓦斯管的连接处，且抽采管瓦斯浓度传感器和水位矿用电动控制阀分别与矿用PLC控制箱信号连接，所述矿用PLC控制箱通过抽采管瓦斯浓度传感器采集的信号控制水位矿用电动控制阀的开闭时机。
作为优选的，所述多级瓦斯抽采钻孔孔口排水、排渣、排气、防喷、防尘装置还包括水位传感器和水位矿用电动控制阀，水位传感器和水位矿用电动控制阀分别设置在多用分离器与排水组件的连接处，且水位传感器和水位矿用电动控制阀分别与矿用PLC控制箱信号连接，所述矿用PLC控制箱通过水位传感器采集的信号控制水位矿用电动控制阀的开闭时机。
作为优选的，所述多级瓦斯抽采钻孔孔口排水、排渣、排气、防喷、防尘装置还包括重力传感器和重力矿用电动控制阀，重力传感器和重力矿用电动控制阀均设置在多用分离器的下开口处，重力传感器和重力矿用电动控制阀分别与矿用PLC控制箱信号连接，所述矿用PLC控制箱通过重力传感器采集的信号控制重力矿用电动控制阀的开闭时机。
使用本发明的有益效果是：
本装置钻机开孔钻进时即对孔内瓦斯进行抽采，保证钻场内的瓦斯浓度和粉尘保持在规定范围内。通过气、水、煤渣分离器将气、水、煤渣由各通道排出，再经过煤、水二次分离器的作用，使煤屑和污水得到分离。在孔口设置防喷抽采管，使接抽工序更加安全，当瓦斯量突然增大时能将瓦斯气流及时引入抽采主管路中，避免事故的发生，有效控制钻场的瓦斯浓度以及做好煤渣的分离工作，降低工人劳动强度，保证安全钻进及煤、渣的分选和工人职业卫生健康。
附图说明
图1为本发明多级瓦斯抽采钻孔孔口排水、排渣、排气、防喷、防尘装置的结构示意图。
图2为本发明多级瓦斯抽采钻孔孔口排水、排渣、排气、防喷、防尘装置中气水分离器剖面示意图
图3为本发明多级瓦斯抽采钻孔孔口排水、排渣、排气、防喷、防尘装置中矿用PLC控制箱具体示意图
附图标记包括：
1-钻孔，2-钻杆，3-钻机，4-孔口多通装置，5-防喷抽采管，6-多用出口管，7-抽瓦斯管，8-多用分离器，9-煤渣出口管，10-煤渣池，11-汇流管，12-排水箱，13-二次分离器，14-矿用PLC控制箱，15-防喷管瓦斯浓度传感器，16-防喷管矿用电动控制阀，17-抽采管瓦斯浓度传感器，18-水位矿用电动控制阀，19-重力传感器，20-重力矿用电动控制阀，21-水位传感器，22-水位矿用电动控制阀，23-防尘网，24-抽放主管，25-排水沟。
具体实施方式
为使本技术方案的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式，对本技术方案进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而不是要限制本技术方案的范围。
如图1-图3所示，本实施例提出的一种多级瓦斯抽采钻孔1孔口排水、排渣、排气、防喷、防尘装置，包括钻杆2、孔口多通装置4、多用出口管6、多用分离器8、煤渣出口管9、抽瓦斯管7、汇流管11和排水组件，其中钻杆2插装在井下钻孔1中，钻杆2尾部下方设有开口，多用分离器8包括两个侧面开口、一个顶部开口和一个底部开口，该开口通过多用出口管6与多用分离器8的一个侧面开口连接，多用分离器8的另一个侧面开口与排水组件连接，多用分离器8的顶部开口通过抽瓦斯管7与汇流管11连接，多用分离器8的底部开口连接煤渣出口管9。
作为优选的，孔口多通装置4还包括上侧开设的开口以及，该开口通过防喷抽采管5与汇流管11连接。多用分离器8底部开口下方设有煤渣池10。多用分离器8的两个侧面开口中与多用出口管6连接的开口的位置高于与排水组件连接开口的位置。汇流管11内部设有防尘网23，汇流管11通过管路连接排水箱12，排水箱12与汇流管11的连接处位于防尘前方且临近防尘网23。
排水组件包括二次分离器13和排水沟25，其中二次分离器13的入口通过管路与多用分离器8的一个侧面开口连接，二次分离器13的出口连入排水沟25。
多级瓦斯抽采钻孔1孔口排水、排渣、排气、防喷、防尘装置还包括矿用PLC控制箱14，孔口多通装置4和防喷抽采管5的连接处设有防喷管瓦斯浓度传感器15和防喷管矿用电动控制阀16，且防喷管瓦斯浓度传感器15和防喷管矿用电动控制阀16分别与矿用PLC控制箱14信号连接，矿用PLC控制箱14通过防喷管瓦斯浓度传感器15采集的信号控制防喷管矿用电动控制阀16的开闭时机。
多级瓦斯抽采钻孔1孔口排水、排渣、排气、防喷、防尘装置还包括抽采管瓦斯浓度传感器17和第一水位矿用电动控制阀18，抽采管瓦斯浓度传感器17和第一水位矿用电动控制阀18设置在多用分离器8和抽瓦斯管7的连接处，且抽采管瓦斯浓度传感器17和第一水位矿用电动控制阀18分别与矿用PLC控制箱14信号连接，矿用PLC控制箱14通过抽采管瓦斯浓度传感器17采集的信号控制第一水位矿用电动控制阀18的开闭时机。
多级瓦斯抽采钻孔1孔口排水、排渣、排气、防喷、防尘装置还包括水位传感器21和第二水位矿用电动控制阀22，水位传感器21和第二水位矿用电动控制阀22分别设置在多用分离器8与排水组件的连接处，且水位传感器21和第二水位矿用电动控制阀22分别与矿用PLC控制箱14信号连接，矿用PLC控制箱14通过水位传感器21采集的信号控制第二水位矿用电动控制阀22的开闭时机。
多级瓦斯抽采钻孔1孔口排水、排渣、排气、防喷、防尘装置还包括重力传感器19和重力矿用电动控制阀20，重力传感器19和重力矿用电动控制阀20均设置在多用分离器8的下开口处，重力传感器19和重力矿用电动控制阀20分别与矿用PLC控制箱14信号连接，矿用PLC控制箱14通过重力传感器19采集的信号控制重力矿用电动控制阀20的开闭时机。
实施例1
一种水、气、煤渣分离防喷防尘瓦斯抽采系统，包括在钻孔1与钻机3之间的钻孔1孔口处设孔口多通装置4，孔口多通装置4上端设有防喷管瓦斯浓度传感器15和防喷管矿用电动控制阀16后，由防喷抽采管5顺序连接汇流管11、防尘网23、抽放主管24，孔口多通装置4下端通过多用出口管6连接多用分离器8左侧，多用分离器8上端设有抽采管瓦斯浓度传感器17和抽采管矿用电动控制阀后，由抽采管连接汇流管11，气水煤渣分离器下端设有水位传感器21和第二水位矿用电动控制阀22，水煤渣出口管9与煤渣池10相对应，气水煤渣分离器右侧设有水位传感器21和第二水位矿用电动控制阀22，随后顺序连接水煤渣二次分离器13、排水沟25。
如图1所示，本发明所提供的一种多级瓦斯抽采钻孔1孔口自动排水、排渣、排气、防喷、防尘系统包括孔口多通装置4、防喷抽采管5、多用分离器8、水、煤屑二次分离器13、控制系统、防尘网23。
孔口多通装置4安装在钻孔1孔口处与钻杆2连接钻机3，孔口多通装置4上口与防喷抽采管5进气口间设置防喷管矿用电动控制阀16，防喷管矿用电动控制阀16上设置瓦斯浓度传感器；孔口多通装置4下口与多用出口管9入口连接，钻孔1中排出的气、水、煤渣通过该管进入多用分离器8内。
多用分离器8顶部设置抽采管矿用电动控制阀，抽采管矿用电动控制阀上设置瓦斯浓度传感器，当气水煤渣分离器中瓦斯浓度达到1％时，PLC控制箱自动控制抽采管矿用电动控制阀开启，瓦斯气体由抽瓦斯管7抽入汇流管11；多用分离器8底部设置重力传感器19，当气水煤渣分离器中煤渣与水的质量达到5kg时，PLC控制箱控制重力矿用电动控制阀20自动开启将煤渣和水放出并排入煤渣池10中。
多用分离器8下部设置抽采管水位传感器21和第二水位矿用电动控制阀22，当气水煤渣分离器中水位超过水位传感器21位置时，水位传感器21向PLC控制箱传输信息，经过处理反馈，第二水位矿用电动控制阀22自动开启，水与煤屑由管路流入水、煤屑二次分离器13中，并在二次分离器1313中过滤、沉淀后排出至排水沟25。
防喷抽采与抽采瓦斯联合使用，钻杆2钻进过程中，钻孔1内瓦斯浓度达到4％时，抽采管瓦斯浓度传感器17通过信号线将信息传输至PLC控制箱，PLC控制箱自动控制抽采管矿用电动控制阀开启阀门，此时，防喷抽采与抽采瓦斯同时工作，将瓦斯抽人汇流管11，及时降低钻孔1内瓦斯浓度；汇流管11内设置防尘网23，能有效阻隔粉尘和水蒸气进入抽放主管24，粉尘与水混合物由漏口处流入排水箱12。
本发明中的一种多级瓦斯抽采钻孔1孔口自动排水、排渣、排气、防喷、防尘系统，全过程无需人工手动操作，能够有效的在钻孔1施工中自动排水、排渣、排气并通过各自通道运输，降低工人劳动强度；防喷抽采管5阀门的自动开启，可以防止煤渣和瓦斯喷出直接进入巷道，减少矿井危害；多用分离器8可以储存粉尘，瓦斯抽采装置能够将粉尘抽入汇流管11中，汇流管11内设置防尘网23能够防止粉尘进入抽放主管24，提高瓦斯利用。
以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本技术内容的思想，在具体实施方式及应用范围上可以作出许多变化，只要这些变化未脱离本发明的构思，均属于本专利的保护范围。
Claims (10)
1.一种多级瓦斯抽采钻孔孔口排水、排渣、排气、防喷、防尘装置，其特征在于：包括钻杆、孔口多通装置、多用出口管、多用分离器、煤渣出口管、抽瓦斯管、汇流管和排水组件，其中钻杆插装在井下钻孔中，所述钻杆尾部下方设有开口，多用分离器包括两个侧面开口、一个顶部开口和一个底部开口，该开口通过多用出口管与多用分离器的一个侧面开口连接，多用分离器的另一个侧面开口与排水组件连接，所述多用分离器的顶部开口通过抽瓦斯管与汇流管连接，多用分离器的底部开口连接煤渣出口管。
2.根据权利要求1所述的多级瓦斯抽采钻孔孔口排水、排渣、排气、防喷、防尘装置，其特征在于：所述孔口多通装置还包括上侧开设的开口以及，该开口通过防喷抽采管与汇流管连接。
3.根据权利要求1所述的多级瓦斯抽采钻孔孔口排水、排渣、排气、防喷、防尘装置，其特征在于：所述多用分离器底部开口下方设有煤渣池。
4.根据权利要求1所述的多级瓦斯抽采钻孔孔口排水、排渣、排气、防喷、防尘装置，其特征在于：所述多用分离器的两个侧面开口中与多用出口管连接的开口的位置高于与排水组件连接开口的位置。
5.根据权利要求1所述的多级瓦斯抽采钻孔孔口排水、排渣、排气、防喷、防尘装置，其特征在于：所述汇流管内部设有防尘网，汇流管通过管路连接排水箱，排水箱与汇流管的连接处位于防尘前方且临近防尘网。
6.根据权利要求1所述的多级瓦斯抽采钻孔孔口排水、排渣、排气、防喷、防尘装置，其特征在于：所述排水组件包括二次分离器和排水沟，其中二次分离器的入口通过管路与多用分离器的一个侧面开口连接，二次分离器的出口连入排水沟。
7.根据权利要求2所述的多级瓦斯抽采钻孔孔口排水、排渣、排气、防喷、防尘装置，其特征在于：所述多级瓦斯抽采钻孔孔口排水、排渣、排气、防喷、防尘装置还包括矿用PLC控制箱，所述孔口多通装置和防喷抽采管的连接处设有防喷管瓦斯浓度传感器和防喷管矿用电动控制阀，且防喷管瓦斯浓度传感器和防喷管矿用电动控制阀分别与矿用PLC控制箱信号连接，所述矿用PLC控制箱通过防喷管瓦斯浓度传感器采集的信号控制防喷管矿用电动控制阀的开闭时机。
8.根据权利要求7所述的多级瓦斯抽采钻孔孔口排水、排渣、排气、防喷、防尘装置，其特征在于：所述多级瓦斯抽采钻孔孔口排水、排渣、排气、防喷、防尘装置还包括抽采管瓦斯浓度传感器和水位矿用电动控制阀，抽采管瓦斯浓度传感器和水位矿用电动控制阀设置在多用分离器和抽瓦斯管的连接处，且抽采管瓦斯浓度传感器和水位矿用电动控制阀分别与矿用PLC控制箱信号连接，所述矿用PLC控制箱通过抽采管瓦斯浓度传感器采集的信号控制水位矿用电动控制阀的开闭时机。
9.根据权利要求7所述的多级瓦斯抽采钻孔孔口排水、排渣、排气、防喷、防尘装置，其特征在于：所述多级瓦斯抽采钻孔孔口排水、排渣、排气、防喷、防尘装置还包括水位传感器和水位矿用电动控制阀，水位传感器和水位矿用电动控制阀分别设置在多用分离器与排水组件的连接处，且水位传感器和水位矿用电动控制阀分别与矿用PLC控制箱信号连接，所述矿用PLC控制箱通过水位传感器采集的信号控制水位矿用电动控制阀的开闭时机。
10.根据权利要求7所述的多级瓦斯抽采钻孔孔口排水、排渣、排气、防喷、防尘装置，其特征在于：所述多级瓦斯抽采钻孔孔口排水、排渣、排气、防喷、防尘装置还包括重力传感器和重力矿用电动控制阀，重力传感器和重力矿用电动控制阀均设置在多用分离器的下开口处，重力传感器和重力矿用电动控制阀分别与矿用PLC控制箱信号连接，所述矿用PLC控制箱通过重力传感器采集的信号控制重力矿用电动控制阀的开闭时机。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 113122 No.11 Binhe Road, Shenfu demonstration area, Fushun City, Liaoning Province Applicant after: Shenyang Research Institute Co.,Ltd. Address before: 113122 No. 11 Binhe Road, Fushun Economic Development Zone, Fushun City, Liaoning Province Applicant before: CCTEG SHENYANG Research Institute |
|
| CB02 | Change of applicant information | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20210115 |
|
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |