CN114352262B - 一种煤矿瓦斯突出预测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种煤矿瓦斯突出预测装置，其包括：固定端座，嵌入固定在煤矿钻孔内；内环座，同轴设置在所述固定端座上，所述内环座密封贴合设置在煤矿钻孔内壁；主管体，横向同轴固定在所述固定端座上，所述主管体横向穿接在煤矿钻孔中；内隔离分区组件，为横向排列设置的多个，各所述内隔离分区组件均同轴固定在主管体外，用于将煤矿钻孔按比例分段区域；瓦斯抽排组件，同轴固定在所述主管体中，所述主管体上圆周开设有多个气流腔位，使得煤矿钻孔内涌出的瓦斯气体能够进入气流腔位，然后通过瓦斯抽排组件对外抽排，以便对煤巷掘进工作面突出危险进行预测；以及内置振打装置，连设在各所述内隔离分区组件之间。

Description

一种煤矿瓦斯突出预测装置

技术领域

本发明属于煤矿瓦斯开采设备技术领域，具体是一种煤矿瓦斯突出预测装置。

背景技术

煤与瓦斯突出（简称瓦斯突出）是威胁煤矿安全生产的主要因素之一。研究表明，煤矿地下开采中最严重的灾害之一瓦斯突出几乎都发生在构造煤发育的煤层。为了保证矿井安全生产，在煤矿开采前需对其进行突出危险性预测。《防治煤与瓦斯突出细则》要求，瓦斯突出危险性预测钻孔尽可能布置在软分层（即构造煤）中。由于构造煤的强度低，施工钻孔期间容易发生喷孔、卡钻等，钻孔成孔后也容易塌孔。目前多采用瓦斯压力预测法或钻孔瓦斯自喷压力预测法来实现对瓦斯突出预测；其中，钻孔瓦斯自喷压力预测法能够直接在煤巷掘进工作面直接进行钻孔预测，应用较位广泛，而由于钻孔容易塌孔，从而造成瓦斯突出预测装置的进气口封堵，进而导致钻孔瓦斯涌出速度受到干扰，影响预测精准度；尤其多需要钻设多个钻孔进行预测工作，费时费力，且容易对煤层内部结构造成破坏，引发安全隐患。因此，本领域技术人员提供了一种煤矿瓦斯突出预测装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

发明内容

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种煤矿瓦斯突出预测装置，其包括：

固定端座，嵌入固定在煤矿钻孔内；

内环座，同轴设置在所述固定端座上，所述内环座密封贴合设置在煤矿钻孔内壁；

主管体，横向同轴固定在所述固定端座上，所述主管体横向穿接在煤矿钻孔中；

内隔离分区组件，为横向排列设置的多个，各所述内隔离分区组件均同轴固定在主管体外，用于将煤矿钻孔按比例分段区域；

瓦斯抽排组件，同轴固定在所述主管体中，所述主管体上圆周开设有多个气流腔位，使得煤矿钻孔内涌出的瓦斯气体能够进入气流腔位，然后通过瓦斯抽排组件对外抽排，以便对煤巷掘进工作面突出危险进行预测；以及

内置振打装置，连设在各所述内隔离分区组件之间，所述内置振打组件用于对煤矿钻孔中的各分段区域内壁进行接触振打，以便粘附在内置振打组件外壁上受挤压煤粉颗粒及时脱离。

进一步，作为优选，所述瓦斯抽排组件包括：

密封端件，为横向排列设置的多个，各所述密封端件均固定在所述主管体内并与所述内隔离分区组件相一一对应设置；

气压环体，同轴嵌入固定在所述密封端件内；

中心轴管，横向固定在所述固定端座内，所述中心轴管的一端伸入主管体中靠近外侧的气压环体内；

套接轴管，同轴套接在所述中心轴管外，所述套接轴管的一端伸入主管体中靠近中侧的气压环体内；

外轴管，同轴套接在所述套接轴管外，所述外轴管的一端伸入主管体中靠近内侧的气压环体内；以及

集流腔，与各所述密封端件相对应设置，各所述集流腔分别与各所述中心轴管、套接轴管以及外轴管相连通，所述主管体上位于各所述集流腔处均圆周阵列开设有多个条形通孔，所述条形通孔内嵌入固定有滤网体。

进一步，作为优选，所述主管体内还嵌入固定有导流件，所述导流件被构造成倒梯形结构，且所述导流件内转动设置有多个扇叶。

进一步，作为优选，所述内隔离分区组件包括：

排送座，为排列设置的多组，每组所述排送座均圆周阵列设置在所述主管体上；

内联管，与各所述排送座相连通，所述内联管的一端连接外设气压泵；以及

气压环囊，被构造成环形结构，所述气压环囊与各所述排送座相连通，所述内置振打装置可相对竖向滑动地对称设置在气压环囊的两侧位置，且煤矿钻孔内位于气压环囊处设有安装槽位，所述内置振打装置嵌入设置在各安装槽位内并与所述排送座相连通。

进一步，作为优选，所述内置振打装置包括：

内基件；

密封内管，竖直固定在所述内基件上，所述主管体上安装有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的输出端与所述内基件相连接固定；

轴塞，可相对滑动地设置在密封内管中，所述轴塞上通过联杆横向固定有外导件；

驱动块，可相对横向滑动地设置在所述内基件中，所述驱动块上横向设置有内弹簧，所述内弹簧的一端连接在所述内基件上；

顶位块，固定在所述驱动块上位于内基件中，所述顶位块的一侧与所述外导件相抵靠接触；以及

外连接板，横向连接在相邻所述驱动块之间，所述外连接板的横截面呈下凸式弧形结构。

进一步，作为优选，所述密封内管的一侧还开设有排送孔，使得当所述轴塞位移至排送孔上端时密封内管中的气流从所述排送孔及时排出。

进一步，作为优选，所述外连接板下方还横向设置有外压板，所述外压板上竖直固定有多个振动件，各所述振动件上均套接设置有支撑弹簧，所述支撑弹簧的一端与所述外压板相连接，各所述振动件的一端滑动穿接在所述外连接板上。

进一步，作为优选，所述振动件的横截面被构造成Y字形结构。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明中，仅需在煤巷掘进工作面开采一个钻孔，由多个内隔离分区组件将钻孔进行均匀隔离划分，再通过各中心轴管、套接轴管以及外轴管对隔离划分区域进行瓦斯涌出速度检测，当其中一个区域瓦斯自喷压力达到风险指标时，则其存在突出风险，降低对煤巷掘进工作面的结构破坏；尤其在主管体上位于各隔离划分区域处还设置有内置振打装置，内置振打装置能够将钻孔时挤压贴附在孔壁上的煤粉煤渣及时脱离，从而保证预测精准度。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中瓦斯抽排组件的结构示意图；

图3为本发明中内隔离分区组件的结构示意图；

图4为本发明中内置振打装置的结构示意图；

图中：1固定端座、2内环座、3主管体、4瓦斯抽排组件、41密封端件、42气压环体、43中心轴管、44套接轴管、45外轴管、46集流腔、47导流件、48扇叶、49滤网体、5内隔离分区组件、51排送座、52内联管、53气压环囊、6内置振打装置、61内基件、62密封内管、63轴塞、64外导件、65驱动块、66内弹簧、67外连接板、68振动件、69外压板。

实施方式

请参阅图1，本发明实施例中，一种煤矿瓦斯突出预测装置，其包括：

固定端座1，嵌入固定在煤矿钻孔内；

内环座2，同轴设置在所述固定端座1上，所述内环座2密封贴合设置在煤矿钻孔内壁；

主管体3，横向同轴固定在所述固定端座1上，所述主管体3横向穿接在煤矿钻孔中；

内隔离分区组件5，为横向排列设置的多个，各所述内隔离分区组件5均同轴固定在主管体3外，用于将煤矿钻孔按比例分段区域；

瓦斯抽排组件4，同轴固定在所述主管体3中，所述主管体3上圆周开设有多个气流腔位，使得煤矿钻孔内涌出的瓦斯气体能够进入气流腔位，然后通过瓦斯抽排组件对外抽排，以便对煤巷掘进工作面突出危险进行预测；以及

内置振打装置6，连设在各所述内隔离分区组件5之间，所述内置振打组件6用于对煤矿钻孔中的各分段区域内壁进行接触振打，以便粘附在内置振打组件外壁上受挤压煤粉颗粒及时脱离，尤其在煤矿瓦斯渗水处，其煤粉煤渣具有一定粘附性，易对钻孔内壁的瓦斯涌出缝隙造成封堵，导致瓦斯气体难以正常排出，预测精度较低。

本实施例中，所述瓦斯抽排组件4包括：

密封端件41，为横向排列设置的多个，各所述密封端件41均固定在所述主管体3内并与所述内隔离分区组件5相一一对应设置；

气压环体42，同轴嵌入固定在所述密封端件41内；

中心轴管43，横向固定在所述固定端座41内，所述中心轴管43的一端伸入主管体3中靠近外侧的气压环体42内；

套接轴管44，同轴套接在所述中心轴管43外，所述套接轴管44的一端伸入主管体3中靠近中侧的气压环体42内；

外轴管45，同轴套接在所述套接轴管44外，所述外轴管45的一端伸入主管体3中靠近内侧的气压环体42内；以及

集流腔46，与各所述密封端件41相对应设置，各所述集流腔46分别与各所述中心轴管43、套接轴管44以及外轴管45相连通，所述主管体3上位于各所述集流腔46处均圆周阵列开设有多个条形通孔，所述条形通孔内嵌入固定有滤网体49，其中，在瓦斯涌出检测中，可优先静置3-5min，通过各中心轴管、套接轴管以及外轴管将瓦斯气体排出，再进行瓦斯气体涌出速度检测，从而提高检测精度。

作为较佳的实施例，所述主管体3内还嵌入固定有导流件47，所述导流件47被构造成倒梯形结构，且所述导流件47内转动设置有多个扇叶48，用于将瓦斯气体单向导流。

本实施例中，所述内隔离分区组件5包括：

排送座51，为排列设置的多组，每组所述排送座51均圆周阵列设置在所述主管体3上；

内联管52，与各所述排送座51相连通，所述内联管52的一端连接外设气压泵（图中未示出）；以及

气压环囊53，被构造成环形结构，所述气压环囊53与各所述排送座51相连通，所述内置振打装置6可相对竖向滑动地对称设置在气压环囊53的两侧位置，且煤矿钻孔内位于气压环囊53处设有安装槽位，所述内置振打装置6嵌入设置在各安装槽位内并与所述排送座相连通，气压环囊能有效与钻孔内壁相密封贴合，从而保证气密性，提高检测精度。

本实施例中，所述内置振打装置6包括：

内基件61；

密封内管62，竖直固定在所述内基件61上，所述主管体3上安装有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的输出端与所述内基件61相连接固定；

轴塞63，可相对滑动地设置在密封内管62中，所述轴塞63上通过联杆横向固定有外导件64；

驱动块65，可相对横向滑动地设置在所述内基件61中，所述驱动块65上横向设置有内弹簧66，所述内弹簧66的一端连接在所述内基件61上；

顶位块，固定在所述驱动块65上位于内基件61中，所述顶位块的一侧与所述外导件64相抵靠接触；以及

外连接板67，横向连接在相邻所述驱动块65之间，所述外连接板67的横截面呈下凸式弧形结构。

本实施例中，所述密封内管62的一侧还开设有排送孔，使得当所述轴塞63位移至排送孔上端时密封内管62中的气流从所述排送孔及时排出，尤其在振打工作中，排送座对密封内管中输送增压气体，此时轴塞能够在竖向位移中通过外导件将驱动块顶出，使得外连接板发生形变，此时当轴塞位移至排送孔上端时，增压气体能够及时从排送孔排出，而轴塞位移至低位，此时顶位块进行反向位移滑动，外连接板与钻孔孔壁相贴合。

作为较佳的实施例，所述外连接板67下方还横向设置有外压板69，所述外压板69上竖直固定有多个振动件68，各所述振动件68上均套接设置有支撑弹簧，所述支撑弹簧的一端与所述外压板69相连接，各所述振动件68的一端滑动穿接在所述外连接板67上。

本实施例中，所述振动件68的横截面被构造成Y字形结构。

具体地，在煤矿瓦斯突出预测中，优先对煤巷掘进工作面进行选位钻孔，将固定端座嵌入固定在煤矿钻孔内，此时，各内隔离分区组件能够将煤矿钻孔按比例分段区域，内置振打装置对煤矿钻孔中的各分段区域内壁进行接触振打，并静置3-5min后由瓦斯抽排组件将瓦斯气体初步排出；再对划分分段区域进行瓦斯涌出速度检测，当其中一个区域瓦斯自喷压力达到风险指标时，则其存在突出风险。

上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种煤矿瓦斯突出预测装置，其特征在于：其包括：

固定端座(1)，嵌入固定在煤矿钻孔内；

内环座(2)，同轴设置在所述固定端座(1)上，所述内环座(2)密封贴合设置在煤矿钻孔内壁；

主管体(3)，横向同轴固定在所述固定端座(1)上，所述主管体(3)横向穿接在煤矿钻孔中；

内隔离分区组件(5)，为横向排列设置的多个，各所述内隔离分区组件(5)均同轴固定在主管体(3)外，用于将煤矿钻孔按比例分段区域；

瓦斯抽排组件(4)，同轴固定在所述主管体(3)中，所述主管体(3)上圆周开设有多个气流腔位，使得煤矿钻孔内涌出的瓦斯气体能够进入气流腔位，然后通过瓦斯抽排组件对外抽排，以便对煤巷掘进工作面突出危险进行预测；以及

内置振打装置(6)，连设在各所述内隔离分区组件(5)之间，所述内置振打装置(6)用于对煤矿钻孔中的各分段区域内壁进行接触振打，以便粘附在内置振打装置(6)外壁上受挤压煤粉颗粒及时脱离；

所述瓦斯抽排组件(4)包括：

密封端件(41)，为横向排列设置的多个，各所述密封端件(41)均固定在所述主管体(3)内并与所述内隔离分区组件(5)一一对应设置；

气压环体(42)，同轴嵌入固定在所述密封端件(41)内；

中心轴管(43)，横向固定在所述固定端座(1)内，所述中心轴管(43)的一端伸入主管体(3)中靠近外侧的气压环体(42)内；

套接轴管(44)，同轴套接在所述中心轴管(43)外，所述套接轴管(44)的一端伸入主管体(3)中靠近中侧的气压环体(42)内；

外轴管(45)，同轴套接在所述套接轴管(44)外，所述外轴管(45)的一端伸入主管体(3)中靠近内侧的气压环体(42)内；以及

集流腔(46)，与各所述密封端件(41)相对应设置，各所述集流腔(46)分别与所述中心轴管(43)、套接轴管(44)以及外轴管(45)相连通，所述主管体(3)上位于各所述集流腔(46)处均圆周阵列开设有多个条形通孔，所述条形通孔内嵌入固定有滤网体(49)；

所述主管体(3)内还嵌入固定有导流件(47)，所述导流件(47)被构造成倒梯形结构，且所述导流件(47)内转动设置有多个扇叶(48)。

2.根据权利要求1所述的一种煤矿瓦斯突出预测装置，其特征在于：所述内隔离分区组件(5)包括：

排送座(51)，为排列设置的多组，每组所述排送座(51)均圆周阵列设置在所述主管体(3)上；

内联管(52)，与各所述排送座(51)相连通，所述内联管(52)的一端连接外设气压泵；以及

气压环囊(53)，被构造成环形结构，所述气压环囊(53)与各所述排送座(51)相连通，所述内置振打装置(6)可相对竖向滑动地对称设置在气压环囊(53)的两侧位置，且煤矿钻孔内位于气压环囊(53)处设有安装槽位，所述内置振打装置(6)嵌入设置在各安装槽位内并与所述排送座相连通。

3.根据权利要求2所述的一种煤矿瓦斯突出预测装置，其特征在于：所述内置振打装置(6)包括：

内基件(61)；

密封内管(62)，竖直固定在所述内基件(61)上，所述主管体(3)上安装有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的输出端与所述内基件(61)相连接固定；

轴塞(63)，可相对滑动地设置在密封内管(62)中，所述轴塞(63)上通过联杆横向固定有外导件(64)；

驱动块(65)，可相对横向滑动地设置在所述内基件(61)中，所述驱动块(65)上横向设置有内弹簧(66)，所述内弹簧(66)的一端连接在所述内基件(61)上；

顶位块，固定在所述驱动块(65)上位于内基件(61)中，所述顶位块的一侧与所述外导件(64)相抵靠接触；以及

外连接板(67)，横向连接在相邻所述驱动块(65)之间，所述外连接板(67)的横截面呈下凸式弧形结构。

4.根据权利要求3所述的一种煤矿瓦斯突出预测装置，其特征在于：所述密封内管(62)的一侧还开设有排送孔，使得当所述轴塞(63)位移至排送孔上端时密封内管(62)中的气流从所述排送孔及时排出。

5.根据权利要求4所述的一种煤矿瓦斯突出预测装置，其特征在于：所述外连接板(67)下方还横向设置有外压板(69)，所述外压板(69)上竖直固定有多个振动件(68)，各所述振动件(68)上均套接设置有支撑弹簧，所述支撑弹簧的一端与所述外压板(69)相连接，各所述振动件(68)的一端滑动穿接在所述外连接板(67)上。

6.根据权利要求5所述的一种煤矿瓦斯突出预测装置，其特征在于：所述振动件(68)的横截面被构造成Y字形结构。

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