CN204552809U - 一种煤矿打钻防喷孔预控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及煤矿打钻防喷孔预控系统，可有效解决打钻施工时的瓦斯超限，井下打钻施工生产进度的问题，其解决的技术方案是，防喷孔装置通过第一管道和第二管道与煤水分离装置相连接，煤水分离装置通过第四管道与瓦斯抽放支管路相连接，瓦斯收集装置一端通过第三管道与煤水分离装置相连接，另一端通过第五管道与瓦斯抽放支管路相连接，气水联动装置通过第六管道、第七管道、第八管道分别与瓦斯抽放支管路、钻机的钻杆和水管相连接，本实用新型安装使用方便，寿命长，使用效果好，且易于维修，有效解决瓦斯喷出超限，瓦斯喷出伤人等安全事故问题，是煤矿打钻防喷孔装置上的一大创新。

Description

一种煤矿打钻防喷孔预控系统

技术领域

本实用新型涉及煤矿生产安全设备，特别是一种能够有效防止瓦斯超限的煤矿打钻防喷孔预控系统。

背景技术

在瓦斯突出矿井巷道掘进中，为保证煤巷掘进的安全，特在底板岩巷进行水力冲孔作业，由于瓦斯压力大，钻孔喷孔现象严重，频繁出现瓦斯等有害气体超限，严重制约着井下的瓦斯消突施工进度和生产安全。长期以来，瓦斯浓度的控制各矿区都有自己标准，但浓度为1.0%为不可逾越的界限，这就对防突措施制定与技术的应用提出了很大的要求。在钻机施工过程中，经常出现喷孔现象，喷孔时不仅喷出的煤渣易伤人，而且造成巷道内瓦斯超限长达数小时，给安全上带来了极大的隐患。目前，煤矿打钻防喷孔装置在煤矿上有一定的应用，但是所使用的防喷孔装置都只是采用单一的防范措施，没有形成整套的系统，为了各类防瓦斯超限安全设备发挥最大功效，最大限度的防止打钻施工时的瓦斯超限，遏制安全事故的发生，保护人员和设备的安全，保障井下打钻施工生产进度。因此，非常有必要开发出一种煤矿打钻防喷孔预控系统。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术缺陷，本实用新型之目的就是提供一种煤矿打钻防喷孔预控系统，可有效解决打钻施工时的瓦斯超限，人员和设备的安全，井下打钻施工生产进度的问题。

本实用新型解决的技术问题是，包括防喷孔装置、煤水分离装置、瓦斯收集装置和气水联动装置，防喷孔装置通过第一管道和第二管道与煤水分离装置相连接，煤水分离装置通过第四管道与瓦斯抽放支管路相连接，瓦斯收集装置一端通过第三管道与煤水分离装置相连接，另一端通过第五管道与瓦斯抽放支管路相连接，气水联动装置通过第六管道、第七管道、第八管道分别与瓦斯抽放支管路、钻机的钻杆和水管相连接。

本实用新型结构简单，新颖独特，易生产，安装使用方便，寿命长，使用效果好，且易于维修，一方面节省材料且省工省时，另一方面其安全性得到极大的保证，有效解决瓦斯喷出超限，瓦斯喷出伤人等安全事故问题，是煤矿打钻防喷孔装置上的一大创新。

附图说明

图1为本实用新型的结构主视图。

图2为本实用新型的防喷孔装置剖面主视图。

图3为本实用新型的煤水分离装置剖面主视图。

图4为本实用新型的煤水分离装置剖面侧视图。

图5为本实用新型的煤水分离装置剖面俯视图。

图6为本实用新型的瓦斯收集装置剖面主视图。

图7为本实用新型的气水联动装置剖面主视图。

图8为本实用新型的使用状态图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明。

由图1-8给出，本实用新型包括防喷孔装置、煤水分离装置、瓦斯收集装置和气水联动装置，防喷孔装置1通过第一管道5a和第二管道5b与煤水分离装置2相连接，煤水分离装置2通过第四管道5d与瓦斯抽放支管路8相连接，瓦斯收集装置3一端通过第三管道5c与煤水分离装置2相连接，另一端通过第五管道5e与瓦斯抽放支管路8相连接，气水联动装置4通过第六管道5f、第七管道5g、第八管道5h分别与瓦斯抽放支管路8、钻机6的钻杆7和水管9相连接。

所述的防喷孔装置1包括套管1a和防喷管1b，套管1a一端和防喷管1b一端经第一法兰1c连接在一起，防喷管1b另一端上装有第二法兰1d，第二法兰1d处的防喷管1b内端部设有耐磨套1e，防喷管1b上部设有带法兰的瓦斯抽放口1g，瓦斯抽放口1g与第一管道5a相连接，防喷管下部设有带法兰的出煤口1f，出煤口1f与第二管道5b相连接，钻杆7依次穿过第二法兰1d、防喷管1b、第一法兰1c、套管1a并伸出套管1a外。

所述的煤水分离装置2为矩形箱体，上部有四个带法兰的连接口2a、2b、2c、2d，分别与第一管道5a、第二管道5b、第三管道5c、第四管道5d相连接，侧面装有密封门2e，内部装有向下倾向密封门底部的斜面板2f。

所述的瓦斯收集装置3由风筒3a和多段聚乙烯管3b构成，聚乙烯管3b置于风筒3a内部，风筒两端经卡子3c固定在聚乙烯管3b两端上，聚乙烯管3b之间经钢筋3d连接在一起，保证聚乙烯管之间有足够的间距，风筒两端的筒口分别与第三管道5c、第五管道5e相连接；多段聚乙烯管指的是3段以上（包括3段）。

所述的气水联动装置4由三通4a和两个阀门4b、4c构成，三通的第一端口4e经第七管道5g与钻机6的钻杆7相连接，三通的第二端口4f经第六管道5f与瓦斯抽放支管路8相连接，三通的第三端口4d经第八管道5h与水管9相连接，三通的第二端口4f上装有负压阀门4c，三通的第三端口4d上装有水阀门4b，通过开关阀门4b、4c实现气水的转换。

所述的第一管道5a、第二管道5b、第三管道5c、第四管道5d、第五管道5e、第六管道5f为弹簧管，第七管道5g、第八管道5h为高压管。

所述的瓦斯抽放口1g与防喷管1b的外管壁呈90°角，出煤口1f与防喷管的外管壁1b呈25°角。

所述的连接口2a、2b、2c、2d呈矩形排列且垂直于箱体顶部。

所述的瓦斯收集装置3平行于巷道布置，与巷道顶部和侧壁之间有空隙。

所述的煤水分离装置2置于防喷孔装置1的下部，瓦斯收集装置3置于煤水分离装置2的回风侧。

由上述结构可以看出，本实用新型是由防喷孔装置、煤水分离装置、瓦斯收集装置和气水联动装置组成，使用时套管嵌入钻孔内，套管与防喷管使用法兰盘进行连接，防喷管上方是瓦斯抽放口，防喷管下方是出煤管，防喷管内部后方安装有聚氨酯耐磨套，钻杆穿过耐磨套、防喷管和套管，进入钻孔内。瓦斯收集装置两端分别与煤水分离装置和抽放管路连接。气水联动装置一端与钻杆尾部连接，另外两端分别与水管和抽放支管路连接，防喷孔装置、煤水分离装置、瓦斯收集装置和气水联动装置之间使用弹簧管进行连接。正常打钻时，从钻孔内排出的水、煤屑、岩屑、瓦斯等进入防喷管，水、煤屑、岩屑、部分瓦斯从出煤管和另一部分瓦斯从瓦斯抽放管一起排到煤水分离装置内；由于煤水分离装置内的斜面板铁皮低于密封门的边缘，所以通过水使煤水分离装置内部成为一个封闭空间，水和煤（岩）屑从密封门排出，瓦斯由煤水分离装置顶部的抽放管路抽走，煤水分离装置正常工作，瓦斯收集装置处于闲置状态。发生瓦斯喷出现象时，从钻孔内喷出的水、煤屑、岩屑、瓦斯等由防喷管阻挡，降低冲击力后水、煤屑、岩屑、部分瓦斯从出煤管和另一部分瓦斯从瓦斯抽放管一起排到煤水分离装置内；当煤水分离装置超负荷作业时，一部分瓦斯就会进入到瓦斯收集装置内，风筒在冲击力的作用下张开，缓冲喷孔造成的压力，同时阻止瓦斯逸散到巷道中，最后进入到抽放主管路中；与此同时停钻将气水联动装置的水阀门关闭，负压阀门打开，负压通过钻杆抽放钻孔内的瓦斯，有效的解决了发生大型喷孔时瓦斯超限的难题。

本实用新型的使用情况是，在打钻过程中，煤水混合物和瓦斯进入防喷孔装置，煤水混合物和一部分瓦斯通过防喷孔装置下方的出煤口进入煤水分离装置，另一部分瓦斯通过防喷孔装置上方的瓦斯抽放口进入煤水分离装置；煤水分离装置中的瓦斯在抽放负压作用下经煤水分离装置上方的弹簧管进入抽放主管路中，煤水分离装置中的煤水混合物积累到一定的程度时，提升密封门，清理煤水分离装置中的煤水混合物。正常打钻过程中，气水联动装置的抽放负压阀门关闭，水阀门打开；同时瓦斯收集装置处于闲置的状态，当发生大型喷孔时，喷孔产生的冲击力将大量的瓦斯、煤水混合物喷出，进入到煤水分离装置内，当煤水分离装置超负荷作业时，瓦斯就会进入到瓦斯收集装置内，瓦斯收集装置在冲击力的作用下张开，缓冲喷孔造成的压力，同时阻止瓦斯逸散到巷道中，最后进入到抽放主管路中，与此同时气水联动装置的水阀门关闭，抽放负压阀门打开，利用钻杆将钻孔内的部分瓦斯引入主管路。从而达到避免瓦斯超限，遏制安全事故的目的。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点：

（1）由于防止瓦斯超限系统由防喷孔装置、煤水分离装置、瓦斯收集装置、气水联动装置组成，该系统安装使用方便，简单快捷。该系统在巷道内作业现场，可以有效增大防护空间，提高防护功效；

（2）防止瓦斯超限系统中防喷孔装置、煤水分离装置可以有效收集钻孔喷孔时的瓦斯气体，卸掉大部分的喷孔作用力，起到很好的缓冲作用，避免发生人员伤害，设备被损坏等安全事故；

（3）因防止瓦斯超限系统除了防喷孔装置外，还安装有瓦斯收集装置和气水联动装置，多重抽放能够有效防止瓦斯从钻孔溢出后在巷道内扩散；

（4）现场使用防止瓦斯超限系统，解除了瓦斯喷孔、瓦斯超限等对生产安全和进度的制约，形成多重安全保护，可以大幅度提升安全质量和生产功效。

总之，本实用新型结构简单，新颖独特，易生产，安装使用方便，寿命长，使用效果好，且易于维修，一方面节省材料且省工省时，另一方面其安全性得到极大的保证，矿区进行试验和试用，效果良好，达到了先抽后掘，保证了超前探的质量，取得了较好的抽放效果和经济效益，保证了矿区的安全生产，有效解决瓦斯喷出超限，瓦斯喷出伤人等安全事故问题，是煤矿打钻防喷孔装置上的一大创新，经济和社会效益显著。

Claims (10)

1.一种煤矿打钻防喷孔预控系统，包括防喷孔装置、煤水分离装置、瓦斯收集装置和气水联动装置，其特征在于，防喷孔装置(1)通过第一管道(5a)和第二管道(5b)与煤水分离装置(2)相连接，煤水分离装置(2)通过第四管道(5d)与瓦斯抽放支管路(8)相连接，瓦斯收集装置(3)一端通过第三管道(5c)与煤水分离装置(2)相连接，另一端通过第五管道(5e)与瓦斯抽放支管路(8)相连接，气水联动装置(4)通过第六管道(5f)、第七管道(5g)、第八管道(5h)分别与瓦斯抽放支管路(8)、钻机(6)的钻杆(7)和水管(9)相连接。

2.根据权利要求1所述的煤矿打钻防喷孔预控系统，其特征在于，所述的防喷孔装置(1)包括套管(1a)和防喷管(1b)，套管(1a)一端和防喷管(1b)一端经第一法兰(1c)连接在一起，防喷管(1b)另一端上装有第二法兰(1d)，第二法兰(1d)处的防喷管(1b)内端部设有耐磨套(1e)，防喷管(1b)上部设有带法兰的瓦斯抽放口(1g)，瓦斯抽放口(1g)与第一管道(5a)相连接，防喷管下部设有带法兰的出煤口(1f)，出煤口(1f)与第二管道(5b)相连接，钻杆7依次穿过第二法兰(1d)、防喷管(1b)、第一法兰(1c)、套管(1a)并伸出套管(1a)外。

3.根据权利要求1所述的煤矿打钻防喷孔预控系统，其特征在于，所述的煤水分离装置(2)为矩形箱体，上部有四个带法兰的连接口(2a、2b、2c、2d)，分别与第一管道(5a)、第二管道(5b)、第三管道(5c)、第四管道(5d)相连接，侧面装有密封门(2e)，内部装有向下倾向密封门底部的斜面板(2f)。

4.根据权利要求1所述的煤矿打钻防喷孔预控系统，其特征在于，所述的瓦斯收集装置(3)由风筒(3a)和多段聚乙烯管(3b)构成，聚乙烯管(3b)置于风筒(3a)内部，风筒两端经卡子(3c)固定在聚乙烯管(3b)两端上，聚乙烯管(3b)之间经钢筋(3d)连接在一起，风筒两端的筒口分别与第三管道(5c)、第五管道(5e)相连接。

5.根据权利要求1所述的煤矿打钻防喷孔预控系统，其特征在于，所述的气水联动装置(4)由三通(4a)和两个阀门(4b、4c)构成，三通的第一端口(4e)经第七管道(5g)与钻机(6)的钻杆(7)相连接，三通的第二端口(4f)经第六管道(5f)与瓦斯抽放支管路(8)相连接，三通的第三端口(4d)经第八管道(5h)与水管(9)相连接，三通的第二端口(4f)上装有负压阀门(4c)，三通的第三端口(4d)上装有水阀门(4b)。

6.根据权利要求1所述的煤矿打钻防喷孔预控系统，其特征在于，所述的第一管道(5a)、第二管道(5b)、第三管道(5c)、第四管道(5d)、第五管道(5e)、第六管道(5f)为弹簧管，第七管道(5g)、第八管道(5h)为高压管。

7.根据权利要求2所述的煤矿打钻防喷孔预控系统，其特征在于，所述的瓦斯抽放口(1g)与防喷管(1b)的外管壁呈90°角，出煤口(1f)与防喷管的外管壁(1b)呈25°角。

8.根据权利要求3所述的煤矿打钻防喷孔预控系统，其特征在于，所述的连接口(2a、2b、2c、2d)呈矩形排列且垂直于箱体顶部。

9.根据权利要求1所述的煤矿打钻防喷孔预控系统，其特征在于，所述的瓦斯收集装置(3)平行于巷道布置，与巷道顶部和侧壁之间有空隙。

10.根据权利要求1所述的煤矿打钻防喷孔预控系统，其特征在于，所述的煤水分离装置(2)置于防喷孔装置(1)的下部，瓦斯收集装置(3)置于煤水分离装置(2)的回风侧。