CN204571941U - 一种煤矿井下钻杆卡钻、埋钻事故快速处理装置 - Google Patents

Abstract

一种煤矿井下钻杆卡钻、埋钻事故快速处理装置包括操作台、钻杆解卡系统与信息采集系统，钻杆解卡系统包括钻机和救援钻杆，救援钻杆端部设有救援钻头；信息采集系统包括钻孔成像分析仪和空心环状导体，空心环状导体通过伸缩杆设置在钻机后侧面上，救援钻杆后端设有与空心环状导体对应的移位档杆，救援钻杆前端设有位于救援钻头后部的高清摄像头和灯筒，钻孔成像分析仪通过信号采集接口上的连接软线与空心环状导体相连，空心环状导体内设有与信号采集电缆相连的触电机构。本实用新型结构合理，能够实现钻杆卡钻位置的准确判断定位，实现煤粉的有效排出，可对钻杆实现快速、高效解卡，避免因卡钻、埋钻事故而停工。

Description

一种煤矿井下钻杆卡钻、埋钻事故快速处理装置

技术领域

本实用新型属于建筑施工技术领域，特别涉及一种煤矿井下钻杆卡钻、埋钻事故快速处理装置。

背景技术

我国是煤炭生产大国，瓦斯是煤矿安全生产的最大威胁，全国煤矿重大安全事故70％以上都与瓦斯有关，煤矿瓦斯一直是制约煤矿安全、高效生产和可持续发展的突出问题。经初步统计，在2010年，全国煤与瓦斯突出矿井的数量为1044个，占全国煤矿总数的8.1%，高瓦斯矿井的数量为2197个，约占矿井总数的17%。因此，不管过去还是将来，如何降低煤层瓦斯浓度和防止瓦斯事故，都是刻不容缓需要攻克的难题。

目前，我国煤矿井下采取的主要消突措施有增加通风能力、设置专门瓦斯抽放巷道、增加抽放和增加钻孔数量与长度等，其中采用打钻成孔、联管抽放是煤矿井下抽放瓦斯最直接、最有效的降低瓦斯浓度的措施。但是，在打钻成孔过程中，由于煤层本身存在煤体结构垂向与横向上的不均一性，煤弹性模量低、易碎易坍塌的特点可能会导致钻进过程中出现落煤，将钻杆埋住、卡死，使得钻杆与钻头不能自由移动，从而引发卡钻和埋钻事故。针对上述煤矿井下打钻成孔过程中经常发生的卡钻和埋钻事故，暂无快速有效的解决办法。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种结构合理、可对钻杆快速与高效解卡和确保井下正常打钻作业的煤矿井下钻杆卡钻、埋钻事故快速处理装置。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种煤矿井下钻杆卡钻、埋钻事故快速处理装置，包括操作台和操作台上的钻杆解卡系统与信息采集系统，所述钻杆解卡系统包括位于操作台上的钻机和安装于钻机上的救援钻杆，救援钻杆端部设有救援钻头；所述信息采集系统包括位于操作台上的钻孔成像分析仪和活动套设在救援钻杆后端的空心环状导体，空心环状导体通过伸缩杆设置在钻机后侧面上，救援钻杆后端设有与空心环状导体对应的移位档杆，救援钻杆前端设有位于救援钻头后部的高清摄像头和灯筒，救援钻杆内设有与高清摄像头和灯筒电连接的信号采集电缆，钻孔成像分析仪通过信号采集接口上的连接软线与空心环状导体相连，空心环状导体内设有与信号采集电缆相连的触电机构。

所述触电机构包括开设在救援钻杆上的导线槽和安装于导线槽内的导线连接头，导线连接头内设有导线对接盒，导线对接盒内分别设有与信号采集电缆相接的软质导线和与空心环状导体内壁相接触的韧性硬质导线。

所述救援钻头端面设有相间设置的掘进牙齿和射水孔，掘进牙齿和射水孔数量均为三个。

所述操作台上还设有排煤系统，排煤系统包括水箱和连接水箱与救援钻杆的高压水管，高压水管上设有高压水泵。

所述钻机前侧面设有与救援钻杆相适应的导向套。

与现有技术相比，本实用新型的优点是：

1、本实用新型包括操作台和操作台上的钻杆解卡系统与信息采集系统，所述钻杆解卡系统包括位于操作台上的钻机和安装于钻机上的救援钻杆，救援钻杆端部设有救援钻头；所述信息采集系统包括位于操作台上的钻孔成像分析仪和活动套设在救援钻杆后端的空心环状导体，空心环状导体通过伸缩杆设置在钻机后侧面上，救援钻杆后端设有与空心环状导体对应的移位档杆，救援钻杆前端设有位于救援钻头后部的高清摄像头和灯筒，救援钻杆内设有与高清摄像头和灯筒电连接的信号采集电缆，钻孔成像分析仪通过信号采集接口上的连接软线与空心环状导体相连，空心环状导体内设有与信号采集电缆相连的触电机构，其结构合理，能够实现钻杆卡钻位置的准确判断定位，实现煤粉的有效排出，可对钻杆实现快速、高效解卡，避免因卡钻、埋钻事故而停工，确保井下正常打钻作业，降低卡钻、埋钻事故造成的人力资源和物力损失，提高井下钻孔效率，减少不必要的成本投入。

2、触电机构包括开设在救援钻杆上的导线槽和安装于导线槽内的导线连接头，导线连接头内设有导线对接盒，导线对接盒内分别设有与信号采集电缆相接的软质导线和与空心环状导体内壁相接触的韧性硬质导线，可保证空心环状导体与韧性硬质导线始终接触导电，从而形成通电回路，简单有效的保证钻孔成像分析仪的正常工作。

3、钻机前侧面设有与救援钻杆相适应的导向套，既能起到支撑救援钻杆的作用，又能起到导向作用，防止救援钻杆上下摆动，确保救援钻杆向前钻进的稳定性。

4、操作台上还设有排煤系统，排煤系统包括水箱和连接水箱与救援钻杆的高压水管，高压水管上设有高压水泵，可对不同形状封堵煤块及不同粒径煤粉进行快速破岩作业，并将破碎的煤粉通过高压水排出钻孔，实现了煤粉的有效排出以及钻杆的快速解卡。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1中救援钻头的结构示意图；

图3为图1中触电机构的结构示意图。

具体实施方式

如图1、图2和图3所示的煤矿井下钻杆卡钻、埋钻事故快速处理装置，其包括操作台1和操作台1上的钻杆解卡系统、信息采集系统与触电机构。

所述的钻杆解卡系统包括位于操作台1上的钻机5和安装于钻机5上的救援钻杆7，救援钻杆7端部设有救援钻头14，救援钻头14端面设有相间设置的掘进牙齿24和射水孔25，掘进牙齿24和射水孔25的数量均为三个。在钻机5前侧面设有与救援钻杆7相适应的导向套33，既能起到支撑救援钻杆7的作用，又能起到导向作用，防止救援钻杆7上下摆动，确保救援钻杆7向前钻进的稳定性。救援钻头14为环形空心柱状结构，其内径大于卡钻钻杆9的直径。

所述的信息采集系统包括位于操作台1上的钻孔成像分析仪3和活动套设在救援钻杆7后端的空心环状导体6，空心环状导体6通过伸缩杆2设置在钻机5后侧面上，伸缩杆2为三级伸缩，使用灵活。在救援钻杆7后端设有与空心环状导体6对应的移位档杆22，救援钻杆7移动时通过移位档杆22带动空心环状导体6移动。在救援钻杆7前端设有位于救援钻头14后部的高清摄像头13和灯筒12，救援钻杆7内设有与高清摄像头13和灯筒12电连接的信号采集电缆8，钻孔成像分析仪3通过信号采集接口4上的连接软线21与空心环状导体6相连。信号采集接口4为三个，一个为备用接口，另外两个接口分别与灯筒12和高清摄像头13连接。当灯筒12开启时，钻孔成像分析仪3的指示灯上显示“绿色”，灯筒12熄灭时，指示灯显示“红色”。

空心环状导体6内设有与信号采集电缆8相连的触电机构，所述的触电机构包括开设在救援钻杆7上的导线槽32和安装于导线槽32内的导线连接头29，导线连接头29内设有导线对接盒31，导线对接盒31内分别设有与信号采集电缆8相接的软质导线30和与空心环状导体6内壁相接触的韧性硬质导线19。

为了对韧性硬质导线19限位，防止韧性硬质导线19脱离空心环状导体6内壁，可在空心环状导体6内壁开设凹槽，使韧性硬质导线19伸向空心环状导体6内壁的凹槽内。

在操作台1上还设有排煤系统，排煤系统包括水箱17和连接水箱17与救援钻杆7的高压水管20，高压水管20上设有高压水泵18。

本实用新型中，信息采集系统能够通过图像显像反映救援钻杆7在钻孔里的移动状态，准确定位卡钻钻杆9的卡钻与埋钻位置，以便于进行后续的解卡作业，使得救援钻杆7能够准确到达卡钻与埋钻位置；钻杆解卡系统与排煤系统能够将煤层11内卡钻钻杆9的卡钻或者埋钻位置的煤块或煤屑15钻成粒径更小的煤粉，并将煤粉通过高压水管20和射水孔25喷射的高压水射流从钻孔中冲出，从而实现卡钻钻杆9的解卡，使卡钻钻杆9可以自由移动，解开过程中，卡钻钻杆9后端设有木塞10，卡钻钻杆9前端为钻头16。高压水射流的方向与救援钻头14的钻进方向相同。

在本实用新型中，当钻机5带动救援钻杆7钻进时，救援钻杆7产生转动和平移，空心环状导体6在救援钻杆7带动下产生平移，且空心环状导体6与救援钻杆7的平移速度一致，以便韧性硬质导体19始终在空心环状导体6内壁保持接触滑动，形成通路，使电流顺利通过；此时，钻孔成像分析仪3通过信号采集接口4上的连接软线21与韧性硬质导线19相接、韧性硬质导线19与信号采集电缆8相接，从而形成通路，灯筒12和高清摄像头13同时开启，钻孔成像分析仪3上显示灯筒12的开启状态及钻孔内的成像信息；进行解卡排煤作业时，将卡钻钻杆9后端开口处用木塞10堵住，防止从钻机5进入救援钻杆7中的水流从卡钻钻杆9中流出；然后，开启高压水泵18，水流通过高压水管20进入钻机5后，沿着卡钻钻杆9与救援钻杆7的环形空间进入救援钻头14的射水口25中；当救援钻头14将煤块或煤屑15破碎的同时，高压水射流将破碎的煤块或煤粉排出，从而实现卡钻钻杆9和钻头16的快速解卡。

本实用新型使用方便，操作简单，若救援钻杆7退出时被卡，则设计比救援钻杆7直径稍大的二级救援钻杆以及救援钻头进行破岩作业，实施对救援钻杆7及其救援钻头14的解卡。

Claims (5)

1.一种煤矿井下钻杆卡钻、埋钻事故快速处理装置，其特征在于：包括操作台和操作台上的钻杆解卡系统与信息采集系统，所述钻杆解卡系统包括位于操作台上的钻机和安装于钻机上的救援钻杆，救援钻杆端部设有救援钻头；所述信息采集系统包括位于操作台上的钻孔成像分析仪和活动套设在救援钻杆后端的空心环状导体，空心环状导体通过伸缩杆设置在钻机后侧面上，救援钻杆后端设有与空心环状导体对应的移位档杆，救援钻杆前端设有位于救援钻头后部的高清摄像头和灯筒，救援钻杆内设有与高清摄像头和灯筒电连接的信号采集电缆，钻孔成像分析仪通过信号采集接口上的连接软线与空心环状导体相连，空心环状导体内设有与信号采集电缆相连的触电机构。

2.如权利要求1所述的煤矿井下钻杆卡钻、埋钻事故快速处理装置，其特征在于：所述触电机构包括开设在救援钻杆上的导线槽和安装于导线槽内的导线连接头，导线连接头内设有导线对接盒，导线对接盒内分别设有与信号采集电缆相接的软质导线和与空心环状导体内壁相接触的韧性硬质导线。

3.如权利要求1或2所述的煤矿井下钻杆卡钻、埋钻事故快速处理装置，其特征在于：所述救援钻头端面设有相间设置的掘进牙齿和射水孔，掘进牙齿和射水孔数量均为三个。

4.如权利要求3所述的煤矿井下钻杆卡钻、埋钻事故快速处理装置，其特征在于：所述操作台上还设有排煤系统，排煤系统包括水箱和连接水箱与救援钻杆的高压水管，高压水管上设有高压水泵。

5.如权利要求4所述的煤矿井下钻杆卡钻、埋钻事故快速处理装置，其特征在于：所述钻机前侧面设有与救援钻杆相适应的导向套。