CN113027511A - 用于矿井的抽瓦斯通风综合系统及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于矿井的抽瓦斯通风综合系统及工艺，其包括预设在开采区上方的地表面；在地表面上方设置有地表换风房，在地表换风房中设置有地表风道，在地表换风房中钻探有下插入矿井顶部的送气立管组件及抽气立管，在地表换风房中挖坑并在坑中设置有地表泵站；送气立管组件用于向矿井中送入空气，抽气立管，用于将矿井中瓦斯抽取。本发明设计合理、结构紧凑且使用方便。

Description

用于矿井的抽瓦斯通风综合系统及工艺

技术领域

本发明涉及用于矿井的抽瓦斯通风综合系统及工艺。

背景技术

矿井瓦斯治理中的一个重要技术手段是对煤层进行采前预抽，即通过在煤层内施工若干预抽钻孔，借以降低煤层瓦斯含量，保障矿井工作面的安全回采。与此同时，瓦斯作为一种新能源，已逐步成为改变世界能源结构的重要组成部分。大量的优质能源资源被直接排空。其主要原因在于矿井抽采瓦斯浓度偏低，尚不能达到目前技术手段下商业利用的浓度阈值。

瓦斯抽采输送装置主要采用采用蛇形管、铁管弯头、铁管三通、铁丝、放水器等器材，将钻孔封孔管和抽放管路三通之间连接起来。这种联孔技术可以将钻孔内的瓦斯通过管路负压抽采到抽采管路中，并经管路抽采到主系统中，但是单孔连接工序繁杂，调整管路长度靠裁割蛇形管实现，现场作业不规范、漏气量大，材料重复使用率低，不能满足双抗要求；其次是由于抽采气体中存在较多水汽、尘粒，随着抽采时间及输送距离的变长，管路中逐渐积存有较多的积水与煤渣，不仅增大抽采管网的运行阻力，降低整个抽采系统运行的效率，但是目前矿井使用的除水除渣装置原理较为简单，只能将气体中的部分水及大粒度的煤渣搜集处理，无法清除气体中的颗粒较小的煤尘，除渣的效果均不理想。

CN201210350896.7公开了一组瓦斯抽采单元，所述瓦斯抽采单元包括连接弯头和三通，所述连接弯头的上口接有瓦斯抽采管，连接弯头的下接口和三通的上接口之间接有导气管，相邻瓦斯抽采单元之间通过一导气管使彼此的三通相连；所述瓦斯抽采单元组依次通过除水除渣器和孔板计量装置，最后与主系统管相连，该装置结构无法解决对瓦斯纯度提高，实现对瓦斯预先利用的技术难题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题总的来说是提供一种用于矿井的抽瓦斯通风综合系统及工艺。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：

一种用于矿井的抽瓦斯通风综合组件，包括预设在开采区上方的地表面；

在地表面上方设置有地表换风房，在地表换风房中设置有地表风道，在地表换风房中钻探有下插入矿井顶部的送气立管组件及抽气立管，在地表换风房中挖坑并在坑中设置有地表泵站；送气立管组件用于向矿井中送入空气，抽气立管，用于将矿井中瓦斯抽取。

作为上述技术方案的进一步改进：

地表风道沿着当地季风风向设置；

在矿井中铺设有井下抽气管道，以收集矿井中瓦斯气体；

井下抽气管道通过井下抽气换向阀后分两路，一路连通井下抽气旁通管路，另一路连通井下抽气排气网罩；井下抽气排气网罩下沉于井下洗气池中；在井下洗气池中设置有位于井下抽气排气网罩下方的井下洗气遮挡锥帽，在井下洗气遮挡锥帽下方设置有井下洗气减躁网，在井下洗气减躁网下方倾斜设置有井下洗气池的井下洗气导向斜面，在井下洗气导向斜面低位端设置有井下洗气帕斯卡沉淀注液观察连通池；

在井下洗气池上方设置有井下抽气回收管路的进口及井下抽气旁通管路的出口；

井下抽气旁通管路输出端还设置有井下抽气纯化器及井下抽气存储器。

一种用于矿井的抽瓦斯通风工艺，包括以下步骤，

步骤一，首先，根据预先勘探煤层地理位置、深度及走向，在煤层上方进行钻探勘探，并安装送气立管组件及抽气立管；然后，安装地表泵站；其次，搭建地表换风房；再次，启动地表泵站，抽气立管负压将矿井中的瓦斯上抽取并收集；之后，当需要向矿井中送风，自然风通过地表风道送入到矿井中；

步骤二，当进行井下采掘时，首先，井下抽气管道将收集矿井中瓦斯气体通过井下抽气排气网罩送入到井下洗气池中，通过井下抽气排气网罩使得瓦斯气体气泡细小化，井下洗气池振动减少；然后，井下洗气池对瓦斯进行洗涤，杂物沿着井下洗气遮挡锥帽及井下洗气减躁网，通过井下洗气导向斜面来到井下洗气帕斯卡沉淀注液观察连通池底部，通过井下洗气遮挡锥帽及井下洗气减躁网减少井下洗气池水振动对池底杂物的影响；其次，井下抽气回收管路将水洗后的瓦斯气体抽到井上；再次，通过井上的井下抽气纯化器进行净化后，在井下抽气存储器中存储；

当瓦斯气体中含尘量小于设定阈值时，打开井下抽气旁通管路直接输送瓦斯给井下抽气回收管路。

一种用于矿井的抽瓦斯通风组件，包括在矿井中前行移动的带支腿行走部，在带支腿行走部上纵向移动有工作组件；

工作组件包括在带支腿行走部上行走的移动底座；在移动底座上设置有机械臂部；

在机械臂部上纵向设置有工作主轴部；

在工作主轴部的空心轴前端处具有前连接部；

前连接部包括仿形矿井截面形状的充气气囊；在充气气囊外周上设置有充气囊外胎部，以与矿井四周侧壁接触；

在充气气囊背面设置有套装在工作主轴部上的充气气囊后连接滑套，在工作主轴部上还设置有充气气囊前固定部，在充气气囊的前面设置有充气气囊前固定部，充气气囊前固定部固体密封套装在工作主轴部上；

当充气气囊充气后，充气囊外胎部被张开与矿井横截面内侧壁压力密封接触；若在对被张开的充气囊外胎部与矿井横截面内侧壁之间存在泄露缝隙，在缝隙处添加封堵物；

在空心轴前端端头处设置有前支撑架体，前支撑架体与矿井侧壁或底部支撑接触，在前支撑架体前端设置有前中心顶尖，以用于与矿井采掘面煤壁顶接；

在前支撑架体上设置有前水刀刀头和/或配件连接部；

前水刀刀头用于对煤壁进行水切割，使得煤层中夹杂的瓦斯气体得以释放；

配件连接部用于外接锚杆机或掘进炮头。

作为上述技术方案的进一步改进：

在充气气囊下部贯穿设置有给水胶管；

在充气气囊上部贯穿设置有通气胶管；

在移动底座上设置有用于输出水的蓄水部及用于向矿井送入空气的送气接管；

蓄水部用于对给水胶管和/或前水刀刀头增压给水。

一种用于矿井的抽瓦斯通风综合组件，包括在工作主轴部上设置的旋转轴向移动驱动滑套，在机械臂部上设置有用于驱动旋转轴向移动驱动滑套轴向移动的推杆，在推杆上设置有带动旋转轴向移动驱动滑套旋转角度的旋转马达；

在工作主轴部外侧壁上直接铰接或通过支撑套间接铰接有第一后支撑挡臂、第二后支撑挡臂及第三后支撑挡臂的根部；

在旋转轴向移动驱动滑套上设置有第一伸缩旋转驱动弯臂的根部，在第一伸缩旋转驱动弯臂轴向端头设置有套装在工作主轴部上的第一后顶套；

在第一后顶套上铰接有第一牵动臂的根部，第一牵动臂的头部通过铰接轴或铰接滑块与第一后支撑挡臂的背面铰接，以使得第一后支撑挡臂张开或收拢；在第一伸缩旋转驱动弯臂一侧设置有靠近根部的第一收拢挡板，在第一伸缩旋转驱动弯臂另一侧设置有第一仿形弯臂的根部，第一仿形弯臂为弧形，在第一仿形弯臂端部设置有第一张开驱动拨板；

在旋转轴向移动驱动滑套上设置有驱动滑套导向环槽，

在驱动滑套导向环槽中周向滑动设置有第二联动旋转中间臂的根部，在第二联动旋转中间臂轴向端头设置有套装在工作主轴部上且位于第一后顶套后侧的第二中间顶套，在第二中间顶套上设置有第二牵动臂的根部，在第二牵动臂上设置有第二仿形弯臂，在第二仿形弯臂另一侧设置有第二张开联动拨板，在第二联动旋转中间臂头部另一侧设置有第二张开联动板，第二张开联动板与第一张开驱动拨板勾手搭接，第二牵动臂的头部通过铰接轴或铰接滑块与第二后支撑挡臂的背面铰接，以使得第二后支撑挡臂张开或收拢；第二仿形弯臂为弧形；

在驱动滑套导向环槽中周向滑动设置有第三联动旋转从动臂的根部，在第三联动旋转从动臂轴向端头设置有套装在工作主轴部上且位于第二中间顶套后侧的第三从动后顶套，在第三从动后顶套上轴向设置有第三牵动臂的根部；在第三从动后顶套上径向设置有第三张开从动板的根部；在第三张开从动板与第二张开联动拨板勾手搭接；第三牵动臂的头部通过铰接轴或铰接滑块与第三后支撑挡臂的背面铰接，以使得第三后支撑挡臂张开或收拢。

作为上述技术方案的进一步改进：

第一伸缩旋转驱动弯臂轴向伸缩设置；

在第二中间顶套与第一后顶套之间、第二中间顶套与第三从动后顶套之间和/或第三从动后顶套与旋转轴向移动驱动滑套之间设置有间隔弹簧；

在移动底座上设置有预存有三个层叠设置的护板件手套的护板存储框；在护板存储框底部设置有护板上料推送机械手，以将带有盲口的护板件手套依次纵向前推，逐个套插在水平状态的第一后支撑挡臂、第二后支撑挡臂及第三后支撑挡臂的头端部。

一种用于矿井的抽瓦斯通风综合系统，在矿井之上设置有组件且通气胶管连通井下抽气管道和/或在工作主轴部上设置有组件且张开后的护板件手套抵靠在充气气囊背面。

一种用于矿井的抽瓦斯通风工艺，包括以下步骤，

S1，首先，带支腿行走部行走到矿井中的待抽瓦斯位置；然后，机械臂部向前伸出，前支撑架体与矿井侧壁或底部支撑接触，前中心顶尖与矿井采掘面煤壁顶接；

S2，首先，给仿形矿井截面形状的充气气囊充气，使得其膨胀张开；然后，充气囊外胎部与矿井四周侧壁密封接触；其次，若在对被张开的充气囊外胎部与矿井横截面内侧壁之间存在泄露缝隙，在缝隙处添加封堵物，并根据工况，在充气气囊上悬挂配重；

S3，启动给水胶管，对充气气囊正面与煤层壁之间冲入水，使得充气气囊正面与煤层壁之间瓦斯气体通过通气胶管抽取并外排；

S4，当瓦斯抽取量达到设定阈值之后，通过外接锚杆机或通过掘进炮头或通过前水刀刀头与煤层壁抵接并切割释放瓦斯。

一种用于矿井的抽瓦斯通风工艺，在进行对煤层壁瓦斯抽取之前，执行以下步骤；

步骤A，将三个层叠设置的带有盲口的护板件手套放置到护板存储框中，驱动护板上料推送机械手，将护板件手套依次纵向前推，逐个套插在水平状态的第一后支撑挡臂、第二后支撑挡臂及第三后支撑挡臂的头端部；

步骤B，对第一后支撑挡臂作业；首先，旋转轴向移动驱动滑套，机械旋转，使得第一伸缩旋转驱动弯臂带动第一后支撑挡臂位于护板存储框的正前方，驱动护板上料推送机械手，将护板件手套纵向前推套插在水平状态的第一后支撑挡臂上；其次，第一牵动臂驱动第一后支撑挡臂张开摆动；当收拢时候，第一收拢挡板回拨动收拢；

步骤C，对第二后支撑挡臂作业；首先，旋转轴向移动驱动滑套继续旋转；然后，第一伸缩旋转驱动弯臂通过第一张开驱动拨板牵动第二张开联动板旋转；其次，第二联动旋转中间臂沿着滑套导向环槽转动到护板存储框的正前方，驱动护板上料推送机械手，将护板件手套纵向前推套插在水平状态的第二后支撑挡臂的头端部；再次，第二牵动臂驱动第二后支撑挡臂张开摆动；

步骤D，对第三后支撑挡臂作业；首先，旋转轴向移动驱动滑套继续旋转；然后，第一伸缩旋转驱动弯臂通过第一张开驱动拨板牵动第二张开联动板摆动，使得第二中间顶套带动第三张开从动板旋转；其次，第三联动旋转从动臂滑套导向环槽转动到护板存储框的正前方，驱动护板上料推送机械手，将护板件手套纵向前推套插在水平状态的第三后支撑挡臂的头端部；

步骤E，旋转轴向移动驱动滑套前行，使得第一后支撑挡臂、第二后支撑挡臂及第三后支撑挡臂抵接充气气囊背面并支撑。

本发明设计合理、成本低廉、结实耐用、安全可靠、操作简单、省时省力、节约资金、结构紧凑且使用方便。

附图说明

图1是本发明的地表抽瓦斯使用结构示意图。

图2是本发明的井下送瓦斯结构示意图。

图3是本发明的瓦斯开采结构示意图。

图4是本发明的工作组件结构示意图。

图5是本发明的前支撑架体使用结构示意图。

图6是本发明的第三牵动臂结构示意图。

其中：1、地表面；2、地表换风房；3、地表风道；4、送气立管组件；5、抽气立管；6、地表泵站；7、井下抽气管道；8、井下抽气换向阀；9、井下抽气旁通管路；10、井下抽气排气网罩；11、井下洗气池；12、井下洗气遮挡锥帽；13、井下洗气减躁网；14、井下洗气导向斜面；15、井下洗气帕斯卡沉淀注液观察连通池；16、井下抽气回收管路；17、井下抽气纯化器；18、井下抽气存储器；19、带支腿行走部；20、工作组件；21、移动底座；22、蓄水部；23、送气接管；24、机械臂部；25、护板存储框；26、护板件手套；27、护板上料推送机械手；28、工作主轴部；29、旋转轴向移动驱动滑套；30、空心轴前端；31、充气气囊；32、充气囊外胎部；33、充气气囊后连接滑套；34、充气气囊前固定部；35、前支撑架体；36、前中心顶尖；37、前水刀刀头；38、配件连接部；39、驱动滑套导向环槽；40、第一伸缩旋转驱动弯臂；41、第一后顶套；42、第一牵动臂；43、第一收拢挡板；44、第一后支撑挡臂；45、第一仿形弯臂；46、第一张开驱动拨板；47、第二联动旋转中间臂；48、第二仿形弯臂；49、第二张开联动板；50、第二张开联动拨板；51、第二中间顶套；52、第二牵动臂；53、第二后支撑挡臂；54、第三联动旋转从动臂；55、第三张开从动板；56、第三牵动臂；57、第三后支撑挡臂；58、第三从动后顶套；59、给水胶管；60、通气胶管；61、间隔弹簧。

具体实施方式

如图1所示，本实施例的用于矿井的抽瓦斯通风综合组件，包括预设在开采区上方的地表面1；

在地表面1上方设置有地表换风房2，在地表换风房2中设置有地表风道3，在地表换风房2中钻探有下插入矿井顶部的送气立管组件4及抽气立管5，在地表换风房2中挖坑并在坑中设置有地表泵站6；送气立管组件4用于向矿井中送入空气，抽气立管5，用于将矿井中瓦斯抽取。

地表风道3沿着当地季风风向设置；

在矿井中铺设有井下抽气管道7，以收集矿井中瓦斯气体；

井下抽气管道7通过井下抽气换向阀8后分两路，一路连通井下抽气旁通管路9，另一路连通井下抽气排气网罩10；井下抽气排气网罩10下沉于井下洗气池11中；在井下洗气池11中设置有位于井下抽气排气网罩10下方的井下洗气遮挡锥帽12，在井下洗气遮挡锥帽12下方设置有井下洗气减躁网13，在井下洗气减躁网13下方倾斜设置有井下洗气池11的井下洗气导向斜面14，在井下洗气导向斜面14低位端设置有井下洗气帕斯卡沉淀注液观察连通池15；

在井下洗气池11上方设置有井下抽气回收管路16的进口及井下抽气旁通管路9的出口；

井下抽气旁通管路9输出端还设置有井下抽气纯化器17及井下抽气存储器18。

本实施例的用于矿井的抽瓦斯通风工艺，包括以下步骤，

步骤一，首先，根据预先勘探煤层地理位置、深度及走向，在煤层上方进行钻探勘探，并安装送气立管组件4及抽气立管5；然后，安装地表泵站6；其次，搭建地表换风房2；再次，启动地表泵站6，抽气立管5负压将矿井中的瓦斯上抽取并收集；之后，当需要向矿井中送风，自然风通过地表风道3送入到矿井中；

步骤二，当进行井下采掘时，首先，井下抽气管道7将收集矿井中瓦斯气体通过井下抽气排气网罩10送入到井下洗气池11中，通过井下抽气排气网罩10使得瓦斯气体气泡细小化，井下洗气池11振动减少；然后，井下洗气池11对瓦斯进行洗涤，杂物沿着井下洗气遮挡锥帽12及井下洗气减躁网13，通过井下洗气导向斜面14来到井下洗气帕斯卡沉淀注液观察连通池15底部，通过井下洗气遮挡锥帽12及井下洗气减躁网13减少井下洗气池11水振动对池底杂物的影响；其次，井下抽气回收管路16将水洗后的瓦斯气体抽到井上；再次，通过井上的井下抽气纯化器17进行净化后，在井下抽气存储器18中存储；

当瓦斯气体中含尘量小于设定阈值时，打开井下抽气旁通管路9直接输送瓦斯给井下抽气回收管路16。

本实施例的用于矿井的抽瓦斯通风组件，包括在矿井中前行移动的带支腿行走部19，在带支腿行走部19上纵向移动有工作组件20；

工作组件20包括在带支腿行走部19上行走的移动底座21；在移动底座21上设置有机械臂部24；

在机械臂部24上纵向设置有工作主轴部28；

在工作主轴部28的空心轴前端30处具有前连接部；

前连接部包括仿形矿井截面形状的充气气囊31；在充气气囊31外周上设置有充气囊外胎部32，以与矿井四周侧壁接触；

在充气气囊31背面设置有套装在工作主轴部28上的充气气囊后连接滑套33，在工作主轴部28上还设置有充气气囊前固定部34，在充气气囊31的前面设置有充气气囊前固定部34，充气气囊前固定部34固体密封套装在工作主轴部28上；

当充气气囊31充气后，充气囊外胎部32被张开与矿井横截面内侧壁压力密封接触；若在对被张开的充气囊外胎部32与矿井横截面内侧壁之间存在泄露缝隙，在缝隙处添加封堵物；

在空心轴前端30端头处设置有前支撑架体35，前支撑架体35与矿井侧壁或底部支撑接触，在前支撑架体35前端设置有前中心顶尖36，以用于与矿井采掘面煤壁顶接；

在前支撑架体35上设置有前水刀刀头37和/或配件连接部38；

前水刀刀头37用于对煤壁进行水切割，使得煤层中夹杂的瓦斯气体得以释放；

配件连接部38用于外接锚杆机或掘进炮头。

在充气气囊31下部贯穿设置有给水胶管59；

在充气气囊31上部贯穿设置有通气胶管60；

在移动底座21上设置有用于输出水的蓄水部22及用于向矿井送入空气的送气接管23；

蓄水部22用于对给水胶管59和/或前水刀刀头37增压给水。

本实施例的用于矿井的抽瓦斯通风综合组件，包括在工作主轴部28上设置的旋转轴向移动驱动滑套29，在机械臂部24上设置有用于驱动旋转轴向移动驱动滑套29轴向移动的推杆，在推杆上设置有带动旋转轴向移动驱动滑套29旋转角度的旋转马达；

在工作主轴部28外侧壁上直接铰接或通过支撑套间接铰接有第一后支撑挡臂44、第二后支撑挡臂53及第三后支撑挡臂57的根部；

在旋转轴向移动驱动滑套29上设置有第一伸缩旋转驱动弯臂40的根部，在第一伸缩旋转驱动弯臂40轴向端头设置有套装在工作主轴部28上的第一后顶套41；

在第一后顶套41上铰接有第一牵动臂42的根部，第一牵动臂42的头部通过铰接轴或铰接滑块与第一后支撑挡臂44的背面铰接，以使得第一后支撑挡臂44张开或收拢；在第一伸缩旋转驱动弯臂40一侧设置有靠近根部的第一收拢挡板43，在第一伸缩旋转驱动弯臂40另一侧设置有第一仿形弯臂45的根部，第一仿形弯臂45为弧形，在第一仿形弯臂45端部设置有第一张开驱动拨板46；

在旋转轴向移动驱动滑套29上设置有驱动滑套导向环槽39，

在驱动滑套导向环槽39中周向滑动设置有第二联动旋转中间臂47的根部，在第二联动旋转中间臂47轴向端头设置有套装在工作主轴部28上且位于第一后顶套41后侧的第二中间顶套51，在第二中间顶套51上设置有第二牵动臂52的根部，在第二牵动臂52上设置有第二仿形弯臂48，在第二仿形弯臂48另一侧设置有第二张开联动拨板50，在第二联动旋转中间臂47头部另一侧设置有第二张开联动板49，第二张开联动板49与第一张开驱动拨板46勾手搭接，第二牵动臂52的头部通过铰接轴或铰接滑块与第二后支撑挡臂53的背面铰接，以使得第二后支撑挡臂53张开或收拢；第二仿形弯臂48为弧形；

在驱动滑套导向环槽39中周向滑动设置有第三联动旋转从动臂54的根部，在第三联动旋转从动臂54轴向端头设置有套装在工作主轴部28上且位于第二中间顶套51后侧的第三从动后顶套58，在第三从动后顶套58上轴向设置有第三牵动臂56的根部；在第三从动后顶套58上径向设置有第三张开从动板55的根部；在第三张开从动板55与第二张开联动拨板50勾手搭接；第三牵动臂56的头部通过铰接轴或铰接滑块与第三后支撑挡臂57的背面铰接，以使得第三后支撑挡臂57张开或收拢。

第一伸缩旋转驱动弯臂40轴向伸缩设置；

在第二中间顶套51与第一后顶套41之间、第二中间顶套51与第三从动后顶套58之间和/或第三从动后顶套58与旋转轴向移动驱动滑套29之间设置有间隔弹簧61；

在移动底座21上设置有预存有三个层叠设置的护板件手套26的护板存储框25；在护板存储框25底部设置有护板上料推送机械手27，以将带有盲口的护板件手套26依次纵向前推，逐个套插在水平状态的第一后支撑挡臂44、第二后支撑挡臂53及第三后支撑挡臂57的头端部。

本实施例的用于矿井的抽瓦斯通风综合系统，在矿井之上设置有组件且通气胶管60连通井下抽气管道7和/或在工作主轴部28上设置有组件且张开后的护板件手套26抵靠在充气气囊31背面。

本实施例的用于矿井的抽瓦斯通风工艺，包括以下步骤，

S1，首先，带支腿行走部19行走到矿井中的待抽瓦斯位置；然后，机械臂部24向前伸出，前支撑架体35与矿井侧壁或底部支撑接触，前中心顶尖36与矿井采掘面煤壁顶接；

S2，首先，给仿形矿井截面形状的充气气囊31充气，使得其膨胀张开；然后，充气囊外胎部32与矿井四周侧壁密封接触；其次，若在对被张开的充气囊外胎部32与矿井横截面内侧壁之间存在泄露缝隙，在缝隙处添加封堵物，并根据工况，在充气气囊31上悬挂配重；

S3，启动给水胶管59，对充气气囊31正面与煤层壁之间冲入水，使得充气气囊31正面与煤层壁之间瓦斯气体通过通气胶管60抽取并外排；

S4，当瓦斯抽取量达到设定阈值之后，通过外接锚杆机或通过掘进炮头或通过前水刀刀头37与煤层壁抵接并切割释放瓦斯。

本实施例的用于矿井的抽瓦斯通风工艺，在进行对煤层壁瓦斯抽取之前，执行以下步骤；

步骤A，将三个层叠设置的带有盲口的护板件手套26放置到护板存储框25中，驱动护板上料推送机械手27，将护板件手套26依次纵向前推，逐个套插在水平状态的第一后支撑挡臂44、第二后支撑挡臂53及第三后支撑挡臂57的头端部；

步骤B，对第一后支撑挡臂44作业；首先，旋转轴向移动驱动滑套29，机械旋转，使得第一伸缩旋转驱动弯臂40带动第一后支撑挡臂44位于护板存储框25的正前方，驱动护板上料推送机械手27，将护板件手套26纵向前推套插在水平状态的第一后支撑挡臂44上；其次，第一牵动臂42驱动第一后支撑挡臂44张开摆动；当收拢时候，第一收拢挡板43回拨动收拢；

步骤C，对第二后支撑挡臂53作业；首先，旋转轴向移动驱动滑套29继续旋转；然后，第一伸缩旋转驱动弯臂40通过第一张开驱动拨板46牵动第二张开联动板49旋转；其次，第二联动旋转中间臂47沿着滑套导向环槽39转动到护板存储框25的正前方，驱动护板上料推送机械手27，将护板件手套26纵向前推套插在水平状态的第二后支撑挡臂53的头端部；再次，第二牵动臂52驱动第二后支撑挡臂53张开摆动；

步骤D，对第三后支撑挡臂57作业；首先，旋转轴向移动驱动滑套29继续旋转；然后，第一伸缩旋转驱动弯臂40通过第一张开驱动拨板46牵动第二张开联动板49摆动，使得第二中间顶套51带动第三张开从动板55旋转；其次，第三联动旋转从动臂54滑套导向环槽39转动到护板存储框25的正前方，驱动护板上料推送机械手27，将护板件手套26纵向前推套插在水平状态的第三后支撑挡臂57的头端部；

步骤E，旋转轴向移动驱动滑套29前行，使得第一后支撑挡臂44、第二后支撑挡臂53及第三后支撑挡臂57抵接充气气囊31背面并支撑。

如图1-6，本发明创新点之一在于，在矿之上的地表面1，利用简易建筑物搭建地表换风房2，在他们之间产生地表风道3，形成高压气流，从而增加送入空气的压力，送气立管组件4的负荷减少，抽气立管5通过烟囱效应、瓦斯轻的特点，实现抽取瓦斯，地表泵站6可以是风机或空压机、真空机组合等。其设计合理，减少了瓦斯在矿井内的存积。

本发明创新点之一在于，井下抽气管道7，井下抽气换向阀8，井下抽气旁通管路9，井下抽气排气网罩10，井下洗气池11，井下洗气遮挡锥帽12，井下洗气减躁网13，减少进气的波动，井下洗气导向斜面14，使得杂物集中存积，井下洗气帕斯卡沉淀注液观察连通池15方便定时根据水位变化增减水，井下抽气回收管路16，井下抽气纯化器17，井下抽气存储器18实现瓦斯气体的收集利用。

本发明创新点之一在于，带支腿行走部19实现行走控制，工作组件20，移动底座21，蓄水部22实现给水，送气接管23实现抽气，机械臂部24实现操控，工作主轴部28实现了旋转驱动，空心轴前端30扩展性好，充气气囊31利用气囊的柔软性实现密封，当然，为了保证抵抗水压，气囊可以增加钢丝网、拉紧等工艺，为了避免被刺破，可以在外表面增加橡胶层，充气囊外胎部32优选耐磨橡胶或塑料，充气气囊后连接滑套33在工作时被驱动将气囊撑开，在不工作的时候，将气囊尽可能的收缩，节约优选的井下空间，充气气囊前固定部34启动定位作用，前支撑架体35，前中心顶尖36避免产生悬臂梁，改善受力性能，前水刀刀头37与配件连接部38对煤层破碎或钻孔，释放瓦斯等气体，由于水存在，避免明火，提高了安全性。通过辅助的沙袋或其他填充物实现对缝隙封堵，当然，实际作业中，只要进水量大于出水量即视为密封。

本发明创新点之一在于，护板存储框25存储模拟护板件手套26，通过模拟护板件手套26实现对气囊支撑，提高气囊抗水压护板上料推送机械手27，驱动滑套导向环槽39，模拟人手，使得三个臂逐个打开，其收缩后，可以极大节约空间，旋转轴向移动驱动滑套29实现驱动，第一伸缩旋转驱动弯臂40，第一后顶套41，第一牵动臂42，第一收拢挡板43，第一后支撑挡臂44，第一仿形弯臂45，第一张开驱动拨板46，第二联动旋转中间臂47，第二仿形弯臂48，第二张开联动板49，第二张开联动拨板50，第二中间顶套51，第二牵动臂52，第二后支撑挡臂53，第三联动旋转从动臂54，第三张开从动板55，第三牵动臂56，第三后支撑挡臂57，第三从动后顶套58实现了联动控制，设计巧妙，就像孔雀开屏，在实践中，优选在三个顶套可以合成一个，为了方便手套带在挡臂上，挡臂在主轴上铰接处设置有一个中心架，从而将其中心距加宽，从而工艺合理，给水胶管59、通气胶管60在气囊中的部分可以是弹性管或预留部分余量。间隔弹簧61避免碰撞，实现柔性调整间隙，从而避免因为挡臂不共面造成的工艺组装不方便问题。

本发明占地面积小，节约空间，安全可靠。

作为优选以上方案组合使用为佳，但也是单独使用。

本发明充分描述是为了更加清楚的公开，而对于现有技术就不再一一列举。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；作为本领域技术人员对本发明的多个技术方案进行组合是显而易见的。而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种用于矿井的抽瓦斯通风综合组件，其特征在于：包括预设在开采区上方的地表面(1)；

在地表面(1)上方设置有地表换风房(2)，在地表换风房(2)中设置有地表风道(3)，在地表换风房(2)中钻探有下插入矿井顶部的送气立管组件(4)及抽气立管(5)，在地表换风房(2)中挖坑并在坑中设置有地表泵站(6)；送气立管组件(4)用于向矿井中送入空气，抽气立管(5)，用于将矿井中瓦斯抽取。

2.根据权利要求1所述的用于矿井的抽瓦斯通风综合系统，其特征在于：地表风道(3)沿着当地季风风向设置；

在矿井中铺设有井下抽气管道(7)，以收集矿井中瓦斯气体；

井下抽气管道(7)通过井下抽气换向阀(8)后分两路，一路连通井下抽气旁通管路(9)，另一路连通井下抽气排气网罩(10)；井下抽气排气网罩(10)下沉于井下洗气池(11)中；在井下洗气池(11)中设置有位于井下抽气排气网罩(10)下方的井下洗气遮挡锥帽(12)，在井下洗气遮挡锥帽(12)下方设置有井下洗气减躁网(13)，在井下洗气减躁网(13)下方倾斜设置有井下洗气池(11)的井下洗气导向斜面(14)，在井下洗气导向斜面(14)低位端设置有井下洗气帕斯卡沉淀注液观察连通池(15)；

在井下洗气池(11)上方设置有井下抽气回收管路(16)的进口及井下抽气旁通管路(9)的出口；

井下抽气旁通管路(9)输出端还设置有井下抽气纯化器(17)及井下抽气存储器(18)。

3.一种用于矿井的抽瓦斯通风工艺，其特征在于：包括以下步骤，

步骤一，首先，根据预先勘探煤层地理位置、深度及走向，在煤层上方进行钻探勘探，并安装送气立管组件(4)及抽气立管(5)；然后，安装地表泵站(6)；其次，搭建地表换风房(2)；再次，启动地表泵站(6)，抽气立管(5)负压将矿井中的瓦斯上抽取并收集；之后，当需要向矿井中送风，自然风通过地表风道(3)送入到矿井中；

步骤二，当进行井下采掘时，首先，井下抽气管道(7)将收集矿井中瓦斯气体通过井下抽气排气网罩(10)送入到井下洗气池(11)中，通过井下抽气排气网罩(10)使得瓦斯气体气泡细小化，井下洗气池(11)振动减少；然后，井下洗气池(11)对瓦斯进行洗涤，杂物沿着井下洗气遮挡锥帽(12)及井下洗气减躁网(13)，通过井下洗气导向斜面(14)来到井下洗气帕斯卡沉淀注液观察连通池(15)底部，通过井下洗气遮挡锥帽(12)及井下洗气减躁网(13)减少井下洗气池(11)水振动对池底杂物的影响；其次，井下抽气回收管路(16)将水洗后的瓦斯气体抽到井上；再次，通过井上的井下抽气纯化器(17)进行净化后，在井下抽气存储器(18)中存储；

当瓦斯气体中含尘量小于设定阈值时，打开井下抽气旁通管路(9)直接输送瓦斯给井下抽气回收管路(16)。

4.一种用于矿井的抽瓦斯通风组件，其特征在于：包括在矿井中前行移动的带支腿行走部(19)，在带支腿行走部(19)上纵向移动有工作组件(20)；

工作组件(20)包括在带支腿行走部(19)上行走的移动底座(21)；在移动底座(21)上设置有机械臂部(24)；

在机械臂部(24)上纵向设置有工作主轴部(28)；

在工作主轴部(28)的空心轴前端(30)处具有前连接部；

前连接部包括仿形矿井截面形状的充气气囊(31)；在充气气囊(31)外周上设置有充气囊外胎部(32)，以与矿井四周侧壁接触；

在充气气囊(31)背面设置有套装在工作主轴部(28)上的充气气囊后连接滑套(33)，在工作主轴部(28)上还设置有充气气囊前固定部(34)，在充气气囊(31)的前面设置有充气气囊前固定部(34)，充气气囊前固定部(34)固体密封套装在工作主轴部(28)上；

当充气气囊(31)充气后，充气囊外胎部(32)被张开与矿井横截面内侧壁压力密封接触；若在对被张开的充气囊外胎部(32)与矿井横截面内侧壁之间存在泄露缝隙，在缝隙处添加封堵物；

在空心轴前端(30)端头处设置有前支撑架体(35)，前支撑架体(35)与矿井侧壁或底部支撑接触，在前支撑架体(35)前端设置有前中心顶尖(36)，以用于与矿井采掘面煤壁顶接；

在前支撑架体(35)上设置有前水刀刀头(37)和/或配件连接部(38)；

前水刀刀头(37)用于对煤壁进行水切割，使得煤层中夹杂的瓦斯气体得以释放；

配件连接部(38)用于外接锚杆机或掘进炮头。

5.根据权利要求4所述的用于矿井的抽瓦斯通风综合组件，其特征在于：

在充气气囊(31)下部贯穿设置有给水胶管(59)；

在充气气囊(31)上部贯穿设置有通气胶管(60)；

在移动底座(21)上设置有用于输出水的蓄水部(22)及用于向矿井送入空气的送气接管(23)；

蓄水部(22)用于对给水胶管(59)和/或前水刀刀头(37)增压给水。

6.一种用于矿井的抽瓦斯通风综合组件，其特征在于：包括在工作主轴部(28)上设置的旋转轴向移动驱动滑套(29)，在机械臂部(24)上设置有用于驱动旋转轴向移动驱动滑套(29)轴向移动的推杆，在推杆上设置有带动旋转轴向移动驱动滑套(29)旋转角度的旋转马达；

在工作主轴部(28)外侧壁上直接铰接或通过支撑套间接铰接有第一后支撑挡臂(44)、第二后支撑挡臂(53)及第三后支撑挡臂(57)的根部；

在旋转轴向移动驱动滑套(29)上设置有第一伸缩旋转驱动弯臂(40)的根部，在第一伸缩旋转驱动弯臂(40)轴向端头设置有套装在工作主轴部(28)上的第一后顶套(41)；

在第一后顶套(41)上铰接有第一牵动臂(42)的根部，第一牵动臂(42)的头部通过铰接轴或铰接滑块与第一后支撑挡臂(44)的背面铰接，以使得第一后支撑挡臂(44)张开或收拢；在第一伸缩旋转驱动弯臂(40)一侧设置有靠近根部的第一收拢挡板(43)，在第一伸缩旋转驱动弯臂(40)另一侧设置有第一仿形弯臂(45)的根部，第一仿形弯臂(45)为弧形，在第一仿形弯臂(45)端部设置有第一张开驱动拨板(46)；

在旋转轴向移动驱动滑套(29)上设置有驱动滑套导向环槽(39)，

在驱动滑套导向环槽(39)中周向滑动设置有第二联动旋转中间臂(47)的根部，在第二联动旋转中间臂(47)轴向端头设置有套装在工作主轴部(28)上且位于第一后顶套(41)后侧的第二中间顶套(51)，在第二中间顶套(51)上设置有第二牵动臂(52)的根部，在第二牵动臂(52)上设置有第二仿形弯臂(48)，在第二仿形弯臂(48)另一侧设置有第二张开联动拨板(50)，在第二联动旋转中间臂(47)头部另一侧设置有第二张开联动板(49)，第二张开联动板(49)与第一张开驱动拨板(46)勾手搭接，第二牵动臂(52)的头部通过铰接轴或铰接滑块与第二后支撑挡臂(53)的背面铰接，以使得第二后支撑挡臂(53)张开或收拢；第二仿形弯臂(48)为弧形；

在驱动滑套导向环槽(39)中周向滑动设置有第三联动旋转从动臂(54)的根部，在第三联动旋转从动臂(54)轴向端头设置有套装在工作主轴部(28)上且位于第二中间顶套(51)后侧的第三从动后顶套(58)，在第三从动后顶套(58)上轴向设置有第三牵动臂(56)的根部；在第三从动后顶套(58)上径向设置有第三张开从动板(55)的根部；在第三张开从动板(55)与第二张开联动拨板(50)勾手搭接；第三牵动臂(56)的头部通过铰接轴或铰接滑块与第三后支撑挡臂(57)的背面铰接，以使得第三后支撑挡臂(57)张开或收拢。

7.根据权利要求6所述的用于矿井的抽瓦斯通风综合组件，其特征在于：第一伸缩旋转驱动弯臂(40)轴向伸缩设置；

在第二中间顶套(51)与第一后顶套(41)之间、第二中间顶套(51)与第三从动后顶套(58)之间和/或第三从动后顶套(58)与旋转轴向移动驱动滑套(29)之间设置有间隔弹簧(61)；

在移动底座(21)上设置有预存有三个层叠设置的护板件手套(26)的护板存储框(25)；在护板存储框(25)底部设置有护板上料推送机械手(27)，以将带有盲口的护板件手套(26)依次纵向前推，逐个套插在水平状态的第一后支撑挡臂(44)、第二后支撑挡臂(53)及第三后支撑挡臂(57)的头端部。

8.一种用于矿井的抽瓦斯通风综合系统，其特征在于：包括权利要求4所述的组件；

在矿井之上设置有所述权利要求1的组件且通气胶管(60)连通井下抽气管道(7)和/或在工作主轴部(28)上设置有所述权利要求6的组件且张开后的护板件手套(26)抵靠在充气气囊(31)背面。

9.一种用于矿井的抽瓦斯通风工艺，其特征在于：包括以下步骤，

S1，首先，带支腿行走部(19)行走到矿井中的待抽瓦斯位置；然后，机械臂部(24)向前伸出，前支撑架体(35)与矿井侧壁或底部支撑接触，前中心顶尖(36)与矿井采掘面煤壁顶接；

S2，首先，给仿形矿井截面形状的充气气囊(31)充气，使得其膨胀张开；然后，充气囊外胎部(32)与矿井四周侧壁密封接触；其次，若在对被张开的充气囊外胎部(32)与矿井横截面内侧壁之间存在泄露缝隙，在缝隙处添加封堵物，并根据工况，在充气气囊(31)上悬挂配重；

S3，启动给水胶管(59)，对充气气囊(31)正面与煤层壁之间冲入水，使得充气气囊(31)正面与煤层壁之间瓦斯气体通过通气胶管(60)抽取并外排；

S4，当瓦斯抽取量达到设定阈值之后，通过外接锚杆机或通过掘进炮头或通过前水刀刀头(37)与煤层壁抵接并切割释放瓦斯。

10.一种用于矿井的抽瓦斯通风工艺，其特征在于：在进行对煤层壁瓦斯抽取之前，执行以下步骤；

步骤A，将三个层叠设置的带有盲口的护板件手套(26)放置到护板存储框(25)中，驱动护板上料推送机械手(27)，将护板件手套(26)依次纵向前推，逐个套插在水平状态的第一后支撑挡臂(44)、第二后支撑挡臂(53)及第三后支撑挡臂(57)的头端部；

步骤B，对第一后支撑挡臂(44)作业；首先，旋转轴向移动驱动滑套(29)，机械旋转，使得第一伸缩旋转驱动弯臂(40)带动第一后支撑挡臂(44)位于护板存储框(25)的正前方，驱动护板上料推送机械手(27)，将护板件手套(26)纵向前推套插在水平状态的第一后支撑挡臂(44)上；其次，第一牵动臂(42)驱动第一后支撑挡臂(44)张开摆动；当收拢时候，第一收拢挡板(43)回拨动收拢；

步骤C，对第二后支撑挡臂(53)作业；首先，旋转轴向移动驱动滑套(29)继续旋转；然后，第一伸缩旋转驱动弯臂(40)通过第一张开驱动拨板(46)牵动第二张开联动板(49)旋转；其次，第二联动旋转中间臂(47)沿着滑套导向环槽(39)转动到护板存储框(25)的正前方，驱动护板上料推送机械手(27)，将护板件手套(26)纵向前推套插在水平状态的第二后支撑挡臂(53)的头端部；再次，第二牵动臂(52)驱动第二后支撑挡臂(53)张开摆动；

步骤D，对第三后支撑挡臂(57)作业；首先，旋转轴向移动驱动滑套(29)继续旋转；然后，第一伸缩旋转驱动弯臂(40)通过第一张开驱动拨板(46)牵动第二张开联动板(49)摆动，使得第二中间顶套(51)带动第三张开从动板(55)旋转；其次，第三联动旋转从动臂(54)滑套导向环槽(39)转动到护板存储框(25)的正前方，驱动护板上料推送机械手(27)，将护板件手套(26)纵向前推套插在水平状态的第三后支撑挡臂(57)的头端部；

步骤E，旋转轴向移动驱动滑套(29)前行，使得第一后支撑挡臂(44)、第二后支撑挡臂(53)及第三后支撑挡臂(57)抵接充气气囊(31)背面并支撑。

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