CN201037427Y - 突出危险煤层安全导喷钻进装置 - Google Patents

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程远平
沐俊卫
周红星
王海锋
沈永铜
刘海波
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China University of Mining and Technology CUMT
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Qinan Coal Mine Coal Industry Co Ltd Huaibei Mining Industry Group
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Abstract

一种突出危险煤层安全导喷钻进装置，包括钻机，与钻机相连的钻杆和高压水管，在所述钻杆的通道入口内设有固定套管，固定套管外露端设有与钻杆和导喷连接管相通的三通导喷管，三通导喷管与钻杆之间设有旋转密封端盖，与三通导喷管连接的导喷连接管与煤、水、瓦斯分离器相连接，分离器上设有与抽采系统相连的瓦斯抽采连接管。三通导喷管连接分离器，在打钻中可将喷出的煤、水、瓦斯在密闭环境中导出作业场所进行分离，喷出的瓦斯进入瓦斯抽放管路。既起到防喷作用，又保证作业人员的安全；另一方面将喷出的瓦斯经分离器排入抽放管路，避免作业场所及附近巷道的瓦斯浓度超限，防止瓦斯事故的发生。

Description

突出危险煤层安全导喷钻进装置
技术领域
本实用新型涉及突出危险煤层安全导喷钻进装置，尤其适用于煤矿瓦斯突出的安全防护。
背景技术
随着煤层开采深度的增加，煤层瓦斯压力和含量逐渐加大，煤与瓦斯突出危险性越来越严重，许多矿井发生了千吨级以上的特大型煤与瓦斯突出事故。对于无保护层开采条件的突出危险矿井，通常采用底(顶)板岩巷穿层钻孔预抽煤层瓦斯措施。但在施工穿层钻孔中，经常出现煤与瓦斯大量喷出现象，单孔喷煤量可达5～6t，几分钟内喷瓦斯量可达200m3。喷出的煤粉容易造成作业人员伤亡，喷出的瓦斯经常导致作业场所及附近巷道瓦斯浓度超限，甚至达到瓦斯爆炸浓度，给安全钻进带来很大威胁。为了解决穿层钻孔施工中的喷孔问题，国内已有一些防喷装置，但都存在固结强度不够、摩擦力不足等问题，易造成防喷功能失效，另外这类防喷装置仅能改变钻孔喷煤方向，喷孔量大时无法及时将喷出的煤、水、瓦斯分离，大量瓦斯进入作业场所，不能从根本上解决钻孔钻进中存在的喷孔安全隐患。
实用新型内容
本实用新型的目的是根据已有技术中存在的问题，提供一种方法简单、防喷功能强、结构紧凑，能同时将煤、水、瓦斯分离的突出危险煤层安全导喷钻进装置。
本实用新型的突出危险煤层安全导喷钻进的装置，包括钻机，与钻机相连的钻杆和高压水管，在所述钻杆的通道入口内设有固定套管，固定套管外露端设有与钻杆和导喷连接管相通的三通导喷管，三通导喷管与钻杆之间设有旋转密封端盖，与三通导喷管连接的导喷连接管与煤、水、瓦斯分离器相连接，分离器上设有与抽采系统相连的瓦斯抽采连接管。
所述的煤、水、瓦斯分离器由支撑架下设在支撑架上的箱体构成，箱体的顶部设有连接导喷连接管和瓦斯抽采连接管的接口，之间设有隔水挡板，箱体侧壁及底部开设有若干个排水孔，底部设有除煤口；所述瓦斯抽采连接管与箱体的接口处设有过滤网；所述的抽采系统包括瓦斯抽采管路，控制阀门和与瓦斯抽采管路相连的抽气泵。
本实用新型的有益效果是：能将钻孔喷出的煤、水、瓦斯及时进行有效分离，并将瓦斯送入瓦斯抽放管路，一方面可以保证作业人员安全，另一方面可避免作业场所及附近巷道瓦斯浓度超限，防止发生瓦斯爆炸。该装置可在10MPa煤层瓦斯压力条件下正常工作，其方法简单，防喷功能强、结构紧凑，具有广泛的实用性。
附图说明
附图是本实用新型的装置结构示意图。
图中：1—钻孔；2—套管；3—法兰；4—三通导喷管；5—密封端盖；6—煤、水、瓦斯分离器；7—排水孔；8—除煤口；9—瓦斯抽采连接管；10—导喷连接管；11—隔水挡板；12—过滤网；13—瓦斯抽采管路；14—支撑架；15—钻杆；16—钻机；17—高压水；18—煤层；19—岩层。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的一个实施例作进一步的描述：
本实用新型的突出危险煤层安全导喷钻进的装置，主要由钻机16，固定套管2，三通导喷管4，煤、水、瓦斯分离器6和抽采系统构成，钻机16上连有钻杆15和高压水管17，固定套管2外径为Ф108mm、内径为Ф100mm、长为2000mm，设在钻孔1内，其外露端连接三通导喷管4，三通导喷管4外径为Ф108mm、内径Ф100mm、直管长400mm、导喷管长250mm；三通导喷管4直管两端焊接有法兰3，其前端与固定套管2连接，后端采用盖板和密封垫构成的旋转密封端盖5实现与钻杆之间的旋转密封，与三通导喷管4连接的导喷连接管10与煤、水、瓦斯分离器6相连接，煤、水、瓦斯分离器6由支撑架14下设在支撑架14上的箱体构成，根据喷煤量大小设计分离器6，分离器6体积一般为1～6m3，由铁板加工而成。分离器6上部设有进、出口各一个，孔口直径150mm，进口通过导喷连接管10与三通导喷管4连接，出口通过排瓦斯连接管与瓦斯抽连接采管9相连，瓦斯抽采管路的抽采能力按60m3/min设计；分离器6内进、出口间安设隔水挡板11，出口处装设过滤网12，防止煤、水进入瓦斯抽采管路；在分离器6的侧壁及底部开设若干直径为5mm的排水孔7，用于进气、排水；分离器6下部设有除煤口8，用于清除煤粉；瓦斯通过分离器6上部出口进入抽采管路，瓦斯抽采连接管9采用直径为150mm的橡胶管。抽采系统包括瓦斯抽采管路13，控制阀门和与瓦斯抽采管路13相连的抽气泵。煤、水、瓦斯通过三通导喷管4、导喷连接管10进入分离器6后，瓦斯通过出口进入抽采管路13，水通过侧壁及底部排水孔7排出，煤粉沉淀于分离器底部，定期清理。

Claims (4)

1.突出危险煤层安全导喷钻进的装置，包括钻机(16)，与钻机(16)相连的钻杆(15)和高压水管(17)，其特征在于：在所述钻杆(15)的通道入口内设有固定套管(2)，固定套管(2)外露端设有与钻杆(15)和导喷连接管(10)相通的三通导喷管(4)，三通导喷管(4)与钻杆(15)之间设有旋转密封端盖(5)，与三通导喷管(4)连接的导喷连接管(10)与煤、水、瓦斯分离器(6)相连接，分离器(6)上设有与抽采系统相连的瓦斯抽采连接管(9)。
2.根据权利要求1所述的突出危险煤层安全导喷钻进的装置，其特征在于：所述的煤、水、瓦斯分离器(6)由支撑架(14)下设在支撑架(14)上的箱体构成，箱体的顶部设有连接导喷连接管(10)和瓦斯抽采连接管(9)的接口，之间设有隔水挡板(11)，箱体侧壁及底部开设有若干个排水孔(7)，底部设有除煤口(8)。
3.根据权利要求2所述的突出危险煤层安全导喷钻进的装置，其特征在于：所述瓦斯抽采连接管(9)与箱体的接口处设有过滤网(12)。
4.根据权利要求1所述的突出危险煤层安全导喷钻进的装置，其特征在于：所述的抽采系统包括瓦斯抽采管路(13)，控制阀门和与瓦斯抽采管路(13)相连的抽气泵。
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