CN116856903A - 一种煤矿瓦斯突出防治抽采装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种煤矿瓦斯突出防治抽采装置，涉及煤矿瓦斯排放技术领域，包括设立于地上的气液分离器、杂质过滤器、抽采泵、瓦斯收集器、供水器和抽采管；抽采管的进气端包括端管和过滤管；端管侧面开设有多个进气孔，端管上方设置有过滤管，过滤管同轴固定于抽采管中；过滤管内壁底部同轴固定有下夹紧环，下夹紧环上方滑动设置有上夹紧环；上夹紧环上方设置有固定于过滤管管壁的推杆电机；下夹紧环下方包覆有滤网，滤网外圈固定于下夹紧环底部，实现了本装置的抽采管能够自动疏通滤网且使滤网不直接被突出的煤渣冲击的技术效果。

Description

一种煤矿瓦斯突出防治抽采装置

技术领域

本发明涉及煤矿瓦斯排放技术领域，尤其涉及一种煤矿瓦斯突出防治抽采装置。

背景技术

瓦斯突出多发生在煤矿开采过程中，又常被叫做“煤与瓦斯突出”，指随着煤矿开采深度的增加、瓦斯含量的增加，在煤层中形成了在地应力作用下，瓦斯释放的引力作用下，使软弱煤层突破抵抗线，瞬间释放大量瓦斯和煤而造成的一种地质灾害；现有技术中对于瓦斯突出的防治有采用建立地面抽采站，通过从地面向地下钻孔并将抽采管顺钻孔处伸入煤层矿洞中抽采瓦斯，然而瓦斯抽采过程中，由于瓦斯突出会带出煤渣，大块的煤渣顺管道被送入地上，容易对地上的设备造成损伤；

现有技术中一般在抽采管的进气口端设置过滤网，使过滤网阻挡煤矿，从而将煤渣阻挡在进气口外，对瓦斯进行初步粗过滤，然而在由于抽采管抽采瓦斯的过程较为漫长，而且地面瓦斯抽采站需要长期或永久设立，因此过滤网在长时间过滤后积累的煤渣容易阻塞进气口，从而使瓦斯抽采工作受到影响，造成危害煤矿开采人员生命健康的后果；而且瓦斯抽采管与钻孔之间往往存在狭小缝隙，而这种缝隙容易导致瓦斯向上泄露至地表，危害地表工作人员的生命健康。

发明内容

本申请实施例通过提供一种煤矿瓦斯突出防治抽采装置，解决了现有技术中滤网在长时间过滤后积累的煤渣容易阻塞进气口的技术问题，实现了本装置的抽采管能够自动疏通滤网且使滤网不直接被突出的煤渣冲击的技术效果。

本申请实施例提供了一种煤矿瓦斯突出防治抽采装置，包括设立于地上的气液分离器、杂质过滤器、抽采泵、瓦斯收集器、供水器和抽采管，所述抽采管一端固定于抽采泵，另一端伸入地下钻孔中；

所述抽采管的进气端包括端管和过滤管；

所述端管侧面开设有多个进气孔，所述进气孔为通孔，所述端管为开口向上且底部为球面的筒状；所述端管直径小于抽采管直径；

所述端管上方设置有过滤管，过滤管同轴固定于抽采管中，其外侧壁下部与抽采管的内壁之间密封固定；

所述过滤管内壁底部同轴固定有硬质圆环形的下夹紧环，下夹紧环上方滑动设置有尺寸结构相同的上夹紧环；

所述上夹紧环外侧与过滤管内壁紧密贴合，其上方设置有固定于过滤管管壁的推杆电机，推杆电机底侧活动部固定有推杆，其推杆竖直向下且固定连接于上夹紧环顶部，其推杆朝下且固定连接于上夹紧环顶部；

所述下夹紧环下方包覆有滤网，滤网为尖部向下的圆锥形，滤网外圈固定于下夹紧环底部。

优选的，所述端管还包括单向盖，所述单向盖为橡胶材质，所述端管底部开有出料口，单向盖覆盖于出料口底部，出料口尺寸小于单向盖，单向盖一边与出料口固定连接，单向盖在未受外力或受到向上的力时为向上弯曲紧贴出料口的状态。

优选的，多个所述进气孔在端管竖直高度方向上分布有多排，每排水平环绕端管上均布有多个进气孔，每个进气孔由水平面向上倾斜20度至45度，且每个进气孔靠近端管内壁的一端开口的位置高于其靠近端管外壁的一端开口的位置，即瓦斯气体进入端管后，向端管的上方倾斜并汇集；多个所述进气孔的轴心线在端管横截面圆上的投影与端管横截面的圆半径呈20度至45度夹角，并且其倾斜方向均为同向倾斜，从而使进入端管内的瓦斯气体呈螺旋状向上流动；

所述推杆电机有均匀分布的多个。

优选的，所述上夹紧环与下夹紧环内圈之间固定有喷液囊，从而使上夹紧环、下夹紧环与喷液囊三者之间形成密闭的储液腔，所述喷液囊为能够弹性形变且未受外力时向轴心方向弯曲的环形袋体，喷液囊为弹性橡胶材质，所述喷液囊上开有喷出槽，所述喷出槽为喷液囊中部一圈环形的通槽；当上夹紧环与下夹紧环碰撞在一起时，喷液囊向自身环形的轴心方向膨胀，喷出槽张开，当上夹紧环与下夹紧环分离时，储液腔内形成负压，喷液囊向远离其轴心的方向收缩，从而使喷出槽紧闭；

所述上夹紧环与下夹紧环之间的过滤管内壁上固定单向阀，所述单向阀穿过过滤管管壁外侧连通有进水管，所述进水管向上连通至供水器中，通过供水器向储液腔内供水，单向阀用于使储液腔内的水不会逆流至进水管中，当储液腔内部形成负压时水流自动被吸入储液腔中，当储液腔被挤压时，水从喷出槽喷出。

优选的，所述过滤管顶部套设有流量计；

所述上夹紧环与下夹紧环均为由外圈向内圈下方倾斜且外圈高于内圈的倾斜式圆环，用于使储液腔内的水从喷出槽更直接的喷出至滤网上，从而提高清洁力度；所述滤网的面积小于等于多个所述进气孔的总进气面积。

优选的，所述端管外侧套设有同轴的止返管，所述止返管为上下开口的管状，止返管长度大于端管，止返管直径大于端管直径且小于抽采管直径；

所述端管顶部边缘固定有斜板，所述斜板为环形板，斜板由外圈向内圈方向倾斜且斜板的内圈位置高于外圈，斜板外侧边缘一圈固定于止返管顶部开口边缘一圈，斜板中部一圈固定于端管顶部边缘一圈；所述斜板的内径小于下夹紧环的内径；斜板与抽采管之间形成排污通道；所述喷出槽的喷出方向延长线朝向斜板上方且位于下夹紧环下方的区域，使喷出的水直接射进排污通道；

所述止返管顶部一圈与抽采管底部一圈通过多根水平设置的连接杆固定连接；所述抽采管底部设置有收集囊，所述收集囊为上下开口的囊体，所述收集囊顶部一圈固定于抽采管底部一圈，收集囊底部一圈通过紧束器固定于止返管外侧底部一圈；

所述紧束器为一圈环形内部填充有磁流体的弹性囊体，紧束器对应位置处的止返管底部一圈固定有环形电磁铁，通过对电磁铁通电后吸引紧束器，使紧束器紧贴固定于止返管底部。

优选的，所述滤网包括软挡片、软挡圈和过滤层；

所述滤网中心部分为软挡片，所述软挡片为圆形，软挡片为弹性橡胶材质，软挡片用于使滤网中心部分向上的瓦斯气体，能够向四周分散从而使部分气体能够沿滤网径向向外吹动滤网上的大煤渣颗粒，使煤渣颗粒更快的滚向四周。

优选的，所述滤网外圈为软挡圈；所述软挡圈为环形，其为弹性橡胶材质，软挡圈的弹性大于软挡片的弹性，所述软挡圈外侧一圈固定于下夹紧环的底部最外圈，软挡圈在未受到外力的情况下其内圈半径等于下夹紧环内圈半径；

所述软挡圈与软挡片之间的环形部分为过滤层，所述过滤层为非弹性材质的网状，用于粗滤瓦斯中的煤颗粒物；

所述软挡片中心上方固定有支撑杆，所述支撑杆为硬质杆，支撑杆顶部向一侧弯折并固定于上夹紧环的上表面，当推杆电机推动上夹紧环快速上下运动时，支撑杆同步上下运动，并通过支撑杆快速牵拉软挡片，使软挡片与软挡圈上下形变的同时由于弹性系数的差值产生快速震动。

优选的，所述喷液囊远离储液腔的外表面上且位于喷出槽的下方密布固定有刷毛；

所述喷出槽内固定有多根连接柱，所述连接柱为弹性橡胶材质，连接柱一端固定于喷出槽上方，另一端固定于喷出槽下方，用于使喷出槽张开后，更快的合拢至原本的位置；

所述喷出槽远离储液腔的一侧固定有一圈倾斜向下的环形挡环，挡环底部固定有电磁囊，电磁囊为一圈内部填充有多个电磁铁的环形囊体，与电磁囊接触的喷液囊部分设置有多个数量对应于电磁铁的磁铁块。

优选的，所述收集囊由上至下分为三部分，顶部为收集囊一，中部为收集囊二，下部为收集囊三；

所述紧束器有三个，分别固定于三个收集囊底部，所述收集囊一底部为紧束器一，所述收集囊二底部为紧束器二，所述收集囊三底部为紧束器三，当三个所述紧束器松开时收集囊一、收集囊二与收集囊三之间互相连通；三个紧束器分别对应位置处的止返管外侧一圈设置有环形电磁铁；三个环形电磁铁由可编程逻辑控制器控制，每个紧束器上固定有信号连接于可编程逻辑控制器的压力传感器。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

通过在抽采管下方设置过滤管，过滤管下方设置端管,过滤管中设置能够互相碰撞的上夹紧环和下夹紧环；解决了现有技术中滤网在长时间过滤后积累的煤渣容易阻塞进气口的技术问题，实现了本装置的抽采管能够自动疏通滤网且使滤网不直接被突出的煤渣冲击的技术效果。

附图说明

图1为本发明煤矿瓦斯突出防治抽采装置的整体结构示意图；

图2为本发明煤矿瓦斯突出防治抽采装置的抽采管内部结构示意图；

图3为本发明煤矿瓦斯突出防治抽采装置的端管横截面示意图；

图4为本发明煤矿瓦斯突出防治抽采装置的滤网俯视示意图；

图5为本发明煤矿瓦斯突出防治抽采装置的喷液囊剖面结构示意图；

图6为本发明煤矿瓦斯突出防治抽采装置的喷液囊剖面膨胀示意图；

图7为本发明煤矿瓦斯突出防治抽采装置的喷液囊膨胀刷洗滤网示意图；

图8为本发明煤矿瓦斯突出防治抽采装置的三段式收集囊示意图；

图9为本发明煤矿瓦斯突出防治抽采装置的喷液囊立体结构示意图；

图10为本发明煤矿瓦斯突出防治抽采装置的喷液囊向轴心方向膨胀示意图；

图11为本发明煤矿瓦斯突出防治抽采装置的刷毛位置示意图；

图12为图5的A处放大示意图；

图13为图6的B处放大示意图。

图中：

100、收集器；200、供水器；300、杂质过滤器；400、气液分离器；500、抽采泵；600、抽采管；610、过滤管；611、上夹紧环；612、下夹紧环；613、支撑杆；614、推杆电机；615、单向阀；616、进水管；617、流量计；618、储液腔；620、止返管；630、排污通道；640、收集囊；650、端管；651、斜板；652、单向盖；653、进气孔；660、滤网；661、软挡片；662、软挡圈；663、过滤层；670、喷液囊；671、电磁囊；672、连接柱；673、喷出槽；680、紧束器；690、连接杆。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述；附图中给出了本发明的较佳实施方式，但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式；相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，本文所使用的术语“垂直”、“水平”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明；本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，本发明煤矿瓦斯突出防治抽采装置的整体结构示意图，本申请煤矿瓦斯突出防治抽采装置，包括设立于地上的气液分离器400、杂质过滤器300、抽采泵500、用于存放瓦斯的瓦斯收集器100、供水器200和抽采管600，通过在抽采管600下方设置过滤管610，过滤管610下方设置端管650,过滤管610中设置能够互相碰撞的上夹紧环611和下夹紧环612；解决了现有技术中滤网在长时间过滤后积累的煤渣容易阻塞进气口的技术问题，实现了本装置的抽采管能够自动疏通滤网且使滤网不直接被突出的煤渣冲击的技术效果。

实施例一

如图1至图3、图5、图6、图9、图10、图12和图13所示，本申请一种煤矿瓦斯突出防治抽采装置，包括设立于地上的气液分离器400、杂质过滤器300、抽采泵500、用于存放瓦斯的瓦斯收集器100、供水器200和抽采管600，所述抽采管600一端固定于抽采泵500，另一端伸入地下钻孔中，所述抽采管600由收集器100及收集器100入口处的抽采泵500伸出，依次连通杂质过滤器300和气液分离器400后伸入地下钻孔中；

所述气液分离器400用于使瓦斯和由煤层内带出的液体进行分离，使液体被吸收储存在气液分离器400中，干燥的瓦斯气体继续在抽采管600中前进；

所述杂质过滤器300用于净化瓦斯中的微小杂质颗粒；

所述抽采泵500为大型气泵，用于在抽采管600内形成负压，使瓦斯顺抽采管600进入收集器100中；

所述供水器200为向抽采管600内部靠近地下煤层的一端供水的水容器；

如图2，所述抽采管600的进气端包括端管650、止返管620和过滤管610；

所述端管650包括进气孔653和单向盖652，所述端管650为开口向上且底部为球面的筒状；所述端管650直径小于抽采管600直径；

如图2和图3，所述进气孔653为开设于端管650侧面的通孔，有多个，多个所述进气孔653在端管650竖直高度方向上分布有多排，每排水平环绕端管650上均布有多个进气孔653，每个进气孔653由水平面向上倾斜20度至45度，且每个进气孔653靠近端管650内壁的一端开口的位置高于其靠近端管650外壁的一端开口的位置，即瓦斯气体进入端管650后，向端管650的上方倾斜并汇集；多个所述进气孔653的轴心线在端管横截面圆上的投影与端管650横截面的圆半径呈20度至45度夹角，并且其倾斜方向均为同向倾斜，从而使进入端管650后的气体形成类似于螺纹状的行进轨迹，整体呈螺旋状向上流动；

如图2，优选的，所述单向盖652为橡胶材质，所述端管650底部开有出料口，单向盖652覆盖于出料口底部，出料口尺寸小于单向盖652，单向盖652一边与出料口固定连接，单向盖652在未受外力或受到向上的力时为向上弯曲紧贴出料口的状态，使瓦斯不会携带煤渣垂直冲入端管650对过滤装置造成直接冲击；

所述端管650上方设置有过滤管610，所述过滤管610同轴固定于抽采管600中，过滤管610管径小于抽采管600，过滤管610外侧壁下部与抽采管600的内壁之间密封固定，使瓦斯仅能从过滤管610内进入到抽采管600上端；

所述过滤管610内壁底部固定有下夹紧环612，所述下夹紧环612为硬质的圆环形，所述下夹紧环612上方滑动设置有上夹紧环611，所述上夹紧环611与下夹紧环612结构尺寸相同，上夹紧环611外侧与过滤管610内壁紧密贴合；

所述下夹紧环612下方包覆有滤网660，滤网660为尖部向下的圆锥形，滤网660外圈固定于下夹紧环612底部，用于初步过滤较大的煤渣颗粒，从而使瓦斯经过滤网660粗滤后进入过滤管610中；

通过推杆电机614快速反复推动上夹紧环611向下撞击下夹紧环612，能够使滤网660上卡住的煤渣煤粉被震脱滤网660表面；

上夹紧环611上方对称设置有多个推杆电机614，所述推杆电机614的推杆向下且固定连接于上夹紧环611顶部，用于带动上夹紧环611紧贴过滤管610内壁上下滑动；所述推杆电机614有均匀分布的多个。

所述推杆电机614为底部带有推杆且能够驱动推杆在竖直方向上做伸缩运动的小型电动机，为现有技术故不再赘述；

如图2、图5和图6，所述上夹紧环611与下夹紧环612内圈之间固定有喷液囊670，从而使上夹紧环611、下夹紧环612与喷液囊670三者之间形成密闭的储液腔618；如图9所示，所述喷液囊670为能够弹性形变且未受外力时向轴心方向弯曲的环形袋体，喷液囊670为弹性橡胶材质，所述喷液囊670上开有喷出槽673，所述喷出槽673为喷液囊670中部一圈环形的通槽；当上夹紧环611与下夹紧环612碰撞在一起时，如图10、图6和图13所示，喷液囊670向其自身整体环形的轴心方向膨胀，喷出槽673张开；如图5、图9和图12所示，当上夹紧环611与下夹紧环612分离时，储液腔618内形成负压，喷液囊670向远离其轴心的方向收缩，从而使喷出槽673紧闭；

所述上夹紧环611与下夹紧环612之间的过滤管610内壁上固定单向阀615，所述单向阀615穿过过滤管610管壁外侧连通有进水管616，所述进水管616向上连通至供水器200中，通过供水器200向储液腔618内供水，单向阀615用于使储液腔618内的水不会逆流至进水管616中，当储液腔618内部形成负压时水流自动被吸入储液腔618中，当储液腔618被挤压时，水从喷出槽673喷出；

水从喷出槽673喷出后，冲洗至滤网660表面；当冲下的煤渣颗粒被水带下至单向盖652上方积累到一定的重量时，水与煤渣混合物克服单向盖652自身弹性与瓦斯气体向上的推力后，单向盖652被打开，从而使水与煤渣混合物排出，当水与煤渣混合物被排出后，单向盖652由于上方未受到向下的压力，并且在瓦斯气体向上的推力的作用下回弹至初始位置，使得端管650底部的出料口被紧闭；

如图2，所述过滤管610顶部套设有流量计617，用于实时测量经过过滤管610后的瓦斯气体流量变化，所述流量计617与推杆电机614信号连接，当流量计617检测到流量较小时，此时判断为滤网660堵塞，从而使推杆电机614开始工作，循环上下推动上夹紧环611，达到设定时间或流量计617检测到流量值回升至正常范围时停止工作；

所述上夹紧环611与下夹紧环612均为由外圈向内圈下方倾斜且外圈高于内圈的倾斜式圆环，用于使储液腔618内的水从喷出槽673更直接的喷出至滤网660上，从而提高清洁力度；所述滤网660的面积小于等于多个所述进气孔653的总进气面积；

所述端管650外侧套设有同轴的止返管620，所述止返管620为上下开口的管状，止返管620长度大于端管650，止返管620直径大于端管650直径且小于抽采管600直径；

所述端管650顶部边缘固定有斜板651，所述斜板651为环形板，斜板651由外圈向内圈方向倾斜且斜板651的内圈位置高于外圈，斜板651外侧边缘一圈固定于止返管620顶部开口边缘一圈，斜板651中部一圈固定于端管650顶部边缘一圈；所述斜板651的内径小于下夹紧环612的内径；斜板651与抽采管600之间形成排污通道630；所述喷出槽673的喷出方向延长线朝向斜板651上方且位于下夹紧环612下方的区域，使喷出的水直接射进排污通道630；

所述止返管620顶部一圈与抽采管600底部一圈通过多根水平设置的连接杆690固定连接；

所述抽采管600底部设置有收集囊640，所述收集囊640为上下开口的囊体，所述收集囊640顶部一圈固定于抽采管600底部一圈，收集囊640底部一圈通过紧束器680固定于止返管620外侧底部一圈；

所述紧束器680为一圈环形内部填充有磁流体的弹性囊体，紧束器680对应位置处的止返管620底部一圈固定有环形电磁铁，通过对电磁铁通电后吸引紧束器680，使紧束器680紧贴固定于止返管620底部。

上述本申请实施例的工作过程及原理：

如图1，工作人员在煤层上方地面建立永久站，并通过大口径钻探机（小于1150mm口径，孔深30m—60m）在地面竖直向下方的煤矿方向钻孔洞，将抽采管600下探至洞内，瓦斯气体由于气压较高而携带煤渣向上喷发，工作人员通过抽采泵500在抽采管600内形成负压，从而收集瓦斯气体；如图2，收集囊640底部的紧束器680初始时为紧闭状态；瓦斯气体从止返管620底端的开口进入并向上运动，接着瓦斯气体携带一些细碎的煤渣颗粒从端管650侧面的进气孔653进入端管650内部，当进入端管650中的煤渣颗粒随着瓦斯气体螺旋上升并穿过斜板651中心到达滤网660下表面时，煤渣颗粒的行进方向与滤网660表面形成一定的倾斜角度，此时滤网660外的煤渣颗粒沿着滤网660表面向滤网660外侧的排污通道630内滚动，当煤渣颗粒滚动至下夹紧环612底部时，由于此时紧束器680处于闭合状态，瓦斯气体不会从收集囊内向上运动，因此排污通道630内没有向滤网660方向运动的气流，故滚动至下夹紧环612底部的煤渣颗粒不会受到上升气流的推力影响；因此煤渣颗粒失去瓦斯向上的推力后，在自身重力与喷液囊670喷出的水射流的作用下，下坠至斜板651的上端斜面上，并沿着斜板651的斜面向收集囊640内部滚落，并且由于喷出槽673的喷出方向朝向排污通道630，因此当水流带着被冲下的煤渣颗粒进入收集囊640后，随着收集囊640内积累的水与煤渣混合物增多，收集囊640向钻孔侧壁膨胀，从而封堵钻孔与抽采管600之间可能存在的孔隙，使瓦斯气体不会沿孔隙向上泄露；当收集囊640内的水与煤渣混合物达到一定的重量时，其重力能够克服紧束器680与电磁铁之间的磁力，从而使紧束器680分开，让水与煤渣混合物从收集囊640底部漏出，并且由于此时水与煤渣混合物质量较重，且距离进气孔653较远，因此掉落出的水与煤渣混合物很难被进气孔653吸回，当收集囊640中的水与煤渣混合物流出后，紧束器680在磁力的吸引下再次闭合。

其次，在流量计617检测到流经其的瓦斯气体流量减小时，说明此时的滤网可能存在堵塞，因此将启动推杆电机614，使推杆电机614带动上夹紧环611运动。

本抽采装置中所涉各用电器件的电路控制依靠可编程逻辑控制器实现，可编程逻辑控制器为现有技术，故不再赘述。

上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：

本实施例通过在抽采管600下方设置过滤管610，过滤管610下方设置端管650与止返管620，端管650侧面设置倾斜的进气孔653，过滤管610内设置上夹紧环611与下夹紧环612，下夹紧环612底部设置滤网660，止返管620外侧套设收集囊640；

解决了现有技术中滤网在长时间过滤后积累的煤渣容易阻塞进气口的技术问题，实现了本装置的抽采管能够自动疏通滤网且使滤网不直接被突出的煤渣冲击的技术效果；

解决了现有技术中滤网上清除的煤渣容易被再次吸回的技术问题，实现了能够使过滤后的煤渣吸水后变重并随水流排出的同时不影响瓦斯抽采工作的技术效果；

解决了现有技术中抽采管与钻孔之间存在缝隙导致瓦斯泄露的技术问题，实现了能够使清理后的煤渣直接用于封堵钻孔缝隙的技术效果。

实施例二

考虑到上述实施例一中的滤网660在被冲刷过程中可能存在一些死角难以被冲洗到；滤网660边缘与下夹紧环612的过渡处，由于水难以喷射到该处，并且结合瓦斯向上的推力可能存在煤渣堆积堵塞的风险；同时，由于部分水滴湿润滤网660，并且煤层中瓦斯本身就携带部分潮湿液体，因此可能存在有少许煤粉粘连在滤网660上，在干硬后难以被冲刷掉；因此需要对装置进行改进，如图2、图4至图7和图9至图13所示，具体结构如下：

如图4，所述滤网660包括软挡片661、软挡圈662和过滤层663；

所述滤网660中心部分为软挡片661，所述软挡片661为圆形，软挡片661为弹性橡胶材质，软挡片661用于使滤网660中心部分向上的瓦斯气体，能够向四周分散从而使部分气体能够沿滤网660径向向外吹动滤网660上的大煤渣颗粒，使煤渣颗粒更快的滚向四周；

所述滤网660外圈为软挡圈662；所述软挡圈662为环形，其为弹性橡胶材质，软挡圈662的弹性大于软挡片661的弹性，所述软挡圈662外侧一圈固定于下夹紧环612的底部最外圈，软挡圈662在未受到外力的情况下其内圈半径等于下夹紧环612内圈半径；

所述软挡圈662与软挡片661之间的环形部分为过滤层663，所述过滤层663为非弹性材质的网状，用于粗滤瓦斯中的煤颗粒物；

如图2和图7，所述软挡片661中心上方固定有支撑杆613，所述支撑杆613为硬质杆，支撑杆613顶部向一侧弯折并固定于上夹紧环611的上表面，当推杆电机614推动上夹紧环（611）快速上下运动时，支撑杆613同步上下运动，并通过支撑杆613快速牵拉软挡片661，使软挡片661与软挡圈662上下形变的同时由于弹性系数的差值产生快速震动；此过程中，由于滤网660为非弹性材质，因此不会产生网孔变大导致大煤渣颗粒直接进入抽采管600的情况；因此软挡片661与软挡圈662的形变和震动能够使滤网660边缘的煤渣颗粒被震落和脱离，配合上过滤层663位置的不断变化，使得水流喷射的更加全面，不易在死角处产生堆积；

如图7和图11所示，所述喷液囊670远离储液腔618的外表面上且位于喷出槽673的下方密布固定有刷毛；

所述喷出槽673内固定有多根连接柱672，所述连接柱672为弹性橡胶材质，连接柱672一端固定于喷出槽673上方，另一端固定于喷出槽673下方，用于使喷出槽673张开后，更快的合拢至原本的位置；

所述喷出槽673远离储液腔618的一侧固定有一圈倾斜向下的环形挡环，挡环底部固定有电磁囊671，电磁囊671为一圈内部填充有多个电磁铁的环形囊体，所述电磁体为直径1厘米的微小型电磁铁，其电路贯穿于喷液囊670侧壁内并连通至供电设备，与电磁囊671接触的喷液囊670部分设置有多个数量对应于电磁铁的磁铁块；当电磁铁通电时吸紧磁铁块，使喷出槽673无法张开，从而让喷液囊670膨胀到最大，能够覆盖贴于过滤层663，当喷液囊670膨胀后电磁铁断电使水迅速从喷液囊670内喷出，从而使刷毛快速刷向过滤层663，同时配合滤网660的震动与水流的冲刷，使原本粘附于滤网660层的煤粉被迅速清理掉；

由于推杆电机614迅速推动上夹紧环611，使得喷液囊670快速膨胀后立即缩小，并且仅在过滤层663被堵塞时才进行上述动作，因此对瓦斯抽采的影响可以忽略不计；此过程中的推杆电机614与电磁铁均通过电连接可编程逻辑控制器，工作人员通过可编程逻辑控制器设定好需要的各项参数。

上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：

通过设置支撑杆613配合滤网660上的软挡片661和软挡圈662，解决了滤网660边缘与下夹紧环612的过渡处可能存在堆积煤渣的风险的技术问题，实现了能够使滤网660边缘配合上夹紧环611快速形变从而使堆积的煤渣被迅速抖落的技术效果；

通过设置电磁囊671与连接柱672配合控制喷出槽673的开闭，并在喷液囊670上设置刷毛，解决了由于部分水滴湿润滤网660，可能存在有少许煤粉粘连在滤网660上，在干硬后难以被冲刷掉的技术问题，实现了能够冲洗滤网660的同时直接刷掉顽固煤粉的技术效果。

实施例三

考虑到上述实施例一或实施例二中的收集囊640在紧束器680被撑开后收紧的过程中，可能存在一些吸水后粘连的煤渣卡在收集囊640的底部的紧束器680内圈，从而导致水与煤渣混合物向下全部排出，从而难以形成对钻孔缝隙的有效堵塞，可能导致瓦斯存在不定期泄露的风险；因此需要对装置进行改进，如图8所示，具体结构如下：

所述收集囊640由上至下分为三部分，顶部为收集囊一，中部为收集囊二，下部为收集囊三；

所述紧束器680有三个，分别固定于三个收集囊640底部，所述收集囊一底部为紧束器一，所述收集囊二底部为紧束器二，所述收集囊三底部为紧束器三，当三个所述紧束器680松开时收集囊一、收集囊二与收集囊三之间互相连通；三个紧束器680分别对应位置处的止返管620外侧一圈设置有环形电磁铁；三个环形电磁铁由可编程逻辑控制器控制，每个紧束器680上固定有信号连接于可编程逻辑控制器的压力传感器；

上述本申请实施例的工作步骤及原理：

S1.紧束器680初始时为收紧状态；

S2.煤水混合物进入收集囊一，当其内压力达到设定值，对应的环形电磁铁失电，紧束器一松开，煤水混合物掉入收集囊二，紧束器一再次收紧；

S3.随着煤水混合物再次进入收集囊一中，使其压力再次达到标定值，此时收集囊一与收集囊二都达到了标定值；

S4.紧束器二松开，收集囊二中的煤水混合物掉入收集囊三中，紧束器二收紧；

S5.紧束器一松开，煤水混合物掉入收集囊二中，接着当收集囊二同时处于膨胀状态时，紧束器三打开，使收集囊三排空。

S6.重复上述步骤S3至S5，使得收集囊一、收集囊二和收集囊三交替膨胀，当其中两个处于混合物转移过程中的半膨胀状态时，始终有一个为膨胀挤紧钻孔孔隙的状态，从而使孔隙始终处于被封堵状态；并且即使其中某个紧束器680收紧时被卡住，通过压力传感器判断后，也能够及时控制该紧束器680再次放松后，使卡住的煤渣坠落，此过程中孔隙始终处于被封堵的状态。

上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：

通过设置收集囊一、收集囊二与收集囊三和三个紧束器680的组合，使收集囊一、收集囊二与收集囊三交替膨胀，解决了上述实施例一或实施例二中紧束器可能被卡住，从而收集囊中的混合物完全被排出，导致无法封堵钻孔孔隙的技术问题，实现了能够使即使一个紧束器被卡住，也不会导致瓦斯向上泄漏，从而大大提高了装置可靠性的技术效果。

以上所述仅为本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明精神和原则内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种煤矿瓦斯突出防治抽采装置，包括设立于地上的气液分离器（400）、杂质过滤器（300）、抽采泵（500）、瓦斯收集器（100）、供水器（200）和抽采管（600），所述抽采管（600）一端固定于抽采泵（500），另一端伸入地下钻孔中；

其特征在于，所述抽采管（600）的进气端包括端管（650）和过滤管（610）；

所述端管（650）侧面开设有多个进气孔（653），所述进气孔（653）为通孔，所述端管（650）为开口向上且底部为球面的筒状；所述端管（650）直径小于抽采管（600）直径；

所述端管（650）上方设置有过滤管（610），过滤管（610）同轴固定于抽采管（600）中，其外侧壁下部与抽采管（600）的内壁之间密封固定；

所述过滤管（610）内壁底部同轴固定有硬质圆环形的下夹紧环（612），下夹紧环（612）上方滑动设置有尺寸结构相同的上夹紧环（611）；

所述上夹紧环（611）外侧与过滤管（610）内壁紧密贴合，其上方设置有固定于过滤管（610）管壁的推杆电机（614），推杆电机（614）底侧活动部固定有推杆，其推杆竖直向下且固定连接于上夹紧环（611）顶部；

所述下夹紧环（612）下方包覆有滤网（660），滤网（660）为尖部向下的圆锥形，滤网（660）外圈固定于下夹紧环（612）底部；

所述上夹紧环（611）与下夹紧环（612）内圈之间固定有喷液囊（670），所述喷液囊（670）上开有喷出槽（673）。

2.根据权利要求1所述的煤矿瓦斯突出防治抽采装置，其特征在于，所述端管（650）还包括单向盖（652），所述单向盖（652）为橡胶材质，所述端管（650）底部开有出料口，单向盖（652）覆盖于出料口底部，出料口尺寸小于单向盖（652），单向盖（652）一边与出料口固定连接，单向盖（652）在未受外力或受到向上的力时为向上弯曲紧贴出料口的状态。

3.根据权利要求1所述的煤矿瓦斯突出防治抽采装置，其特征在于，多个所述进气孔（653）在端管（650）竖直高度方向上分布有多排，每排水平环绕端管（650）上均布有多个进气孔（653），每个进气孔（653）由水平面向上倾斜20度至45度，且每个进气孔（653）靠近端管（650）内壁的一端开口的位置高于其靠近端管（650）外壁的一端开口的位置，即瓦斯气体进入端管（650）后，向端管（650）的上方倾斜并汇集；多个所述进气孔（653）的轴心线在端管横截面圆上的投影与端管（650）横截面的圆半径呈20度至45度夹角，并且其倾斜方向均为同向倾斜，从而使进入端管650内的瓦斯气体呈螺旋状向上流动；

所述推杆电机（614）有均匀分布的多个。

4.根据权利要求2所述的煤矿瓦斯突出防治抽采装置，其特征在于，所述上夹紧环（611）、下夹紧环（612）与喷液囊（670）三者之间形成密闭的储液腔（618），所述喷液囊（670）为能够弹性形变且未受外力时向轴心方向弯曲的环形袋体，喷液囊（670）为弹性橡胶材质，所述喷出槽（673）为喷液囊（670）中部一圈环形的通槽；当上夹紧环（611）与下夹紧环（612）碰撞在一起时，喷液囊（670）向其自身整体环形的轴心方向膨胀，喷出槽（673）张开，当上夹紧环（611）与下夹紧环（612）分离时，储液腔（618）内形成负压，喷液囊（670）向远离其轴心的方向收缩，从而使喷出槽（673）紧闭；

所述上夹紧环（611）与下夹紧环（612）之间的过滤管（610）内壁上固定单向阀（615），所述单向阀（615）穿过过滤管（610）管壁外侧连通有进水管（616），所述进水管（616）向上连通至供水器（200）中，通过供水器（200）向储液腔（618）内供水，单向阀（615）用于使储液腔（618）内的水不会逆流至进水管（616）中，当储液腔（618）内部形成负压时水流自动被吸入储液腔（618）中，当储液腔（618）被挤压时，水从喷出槽（673）喷出。

5.根据权利要求4所述的煤矿瓦斯突出防治抽采装置，其特征在于，所述过滤管（610）顶部套设有流量计（617）；

所述上夹紧环（611）与下夹紧环（612）均为由外圈向内圈下方倾斜且外圈高于内圈的倾斜式圆环，用于使储液腔（618）内的水从喷出槽（673）更直接的喷出至滤网（660）上，从而提高清洁力度；所述滤网（660）的面积小于等于多个所述进气孔（653）的总进气面积。

6.根据权利要求5所述的煤矿瓦斯突出防治抽采装置，其特征在于，所述端管（650）外侧套设有同轴的止返管（620），所述止返管（620）为上下开口的管状，止返管（620）长度大于端管（650），止返管（620）直径大于端管（650）直径且小于抽采管（600）直径；

所述端管（650）顶部边缘固定有斜板（651），所述斜板（651）为环形板，斜板（651）由外圈向内圈方向倾斜且斜板（651）的内圈位置高于外圈，斜板（651）外侧边缘一圈固定于止返管（620）顶部开口边缘一圈，斜板（651）中部一圈固定于端管（650）顶部边缘一圈；所述斜板（651）的内径小于下夹紧环（612）的内径；斜板（651）与抽采管（600）之间形成排污通道（630）；所述喷出槽（673）的喷出方向延长线朝向斜板（651）上方且位于下夹紧环（612）下方的区域，使喷出的水直接射进排污通道（630）；

所述止返管（620）顶部一圈与抽采管（600）底部一圈通过多根水平设置的连接杆（690）固定连接；所述抽采管（600）底部设置有收集囊（640），所述收集囊（640）为上下开口的囊体，所述收集囊（640）顶部一圈固定于抽采管（600）底部一圈，收集囊（640）底部一圈通过紧束器（680）固定于止返管（620）外侧底部一圈；

所述紧束器（680）为一圈环形内部填充有磁流体的弹性囊体，紧束器（680）对应位置处的止返管（620）底部一圈固定有环形电磁铁，通过对电磁铁通电后吸引紧束器（680），使紧束器（680）紧贴固定于止返管（620）底部。

7.根据权利要求6所述的煤矿瓦斯突出防治抽采装置，其特征在于，所述滤网（660）包括软挡片（661）、软挡圈（662）和过滤层（663）；

所述滤网（660）中心部分为软挡片（661），所述软挡片（661）为圆形，软挡片（661）为弹性橡胶材质，软挡片（661）用于使滤网（660）中心部分向上的瓦斯气体，能够向四周分散从而使部分气体能够沿滤网（660）径向向外吹动滤网（660）上的大煤渣颗粒，使煤渣颗粒更快的滚向四周。

8.根据权利要求7所述的煤矿瓦斯突出防治抽采装置，其特征在于，所述滤网（660）外圈为软挡圈（662）；所述软挡圈（662）为环形，其为弹性橡胶材质，软挡圈（662）的弹性大于软挡片（661）的弹性，所述软挡圈（662）外侧一圈固定于下夹紧环（612）的底部最外圈，软挡圈（662）在未受到外力的情况下其内圈半径等于下夹紧环（612）内圈半径；

所述软挡圈（662）与软挡片（661）之间的环形部分为过滤层（663），所述过滤层（663）为非弹性材质的网状，用于粗滤瓦斯中的煤颗粒物；

所述软挡片（661）中心上方固定有支撑杆（613），所述支撑杆（613）为硬质杆，支撑杆（613）顶部向一侧弯折并固定于上夹紧环（611）的上表面，当推杆电机（614）推动上夹紧环（611）快速上下运动时，支撑杆（613）同步上下运动，并通过支撑杆（613）快速牵拉软挡片（661），使软挡片（661）与软挡圈（662）上下形变的同时由于弹性系数的差值产生快速震动。

9.根据权利要求8所述的煤矿瓦斯突出防治抽采装置，其特征在于，所述喷液囊（670）远离储液腔（618）的外表面上且位于喷出槽（673）的下方密布固定有刷毛；

所述喷出槽（673）内固定有多根连接柱（672），所述连接柱（672）为弹性橡胶材质，连接柱（672）一端固定于喷出槽（673）上方，另一端固定于喷出槽（673）下方，用于使喷出槽（673）张开后，更快的合拢至原本的位置；

所述喷出槽（673）远离储液腔（618）的一侧固定有一圈倾斜向下的环形挡环，挡环底部固定有电磁囊（671），电磁囊（671）为一圈内部填充有多个电磁铁的环形囊体，与电磁囊（671）接触的喷液囊（670）部分设置有多个数量对应于电磁铁的磁铁块。

10.根据权利要求6所述的煤矿瓦斯突出防治抽采装置，其特征在于，所述收集囊（640）由上至下分为三部分，顶部为收集囊一，中部为收集囊二，下部为收集囊三；

所述紧束器（680）有三个，分别固定于三个收集囊（640）底部，所述收集囊一底部为紧束器一，所述收集囊二底部为紧束器二，所述收集囊三底部为紧束器三，当三个所述紧束器（680）松开时收集囊一、收集囊二与收集囊三之间互相连通；三个紧束器（680）分别对应位置处的止返管（620）外侧一圈设置有环形电磁铁；三个环形电磁铁由可编程逻辑控制器控制，每个紧束器（680）上固定有信号连接于可编程逻辑控制器的压力传感器。