CN205047184U - 煤矿井下打钻和冲孔过程中的防喷降尘装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种煤矿井下打钻和冲孔过程中的防喷降尘装置，包括孔口固定机构和防喷机构，孔口固定机构和防喷机构通过法兰进行连接密封；所述孔口固定机构包括孔口膨胀套管（2）、膨胀胶囊（3）和高压水接头（4），膨胀胶囊（3）设置在孔口膨胀套管（2）外部，高压水接头（4）与膨胀胶囊（3）相连接。本实用新型1.集防喷和降尘功能于一体，能够有效防治井下打钻和冲孔过程中的瓦斯超限、粉尘危害等危险性因素，提高井下瓦斯治理工作的安全性；2.采用密封轴承和密封垫组合密封钻杆接触面，装置密封效果好；3.装置采用水压膨胀封孔，不需要注浆封孔等工艺，施工简便，提高作业效率；4.孔口膨胀套管可回收，降低治理成本。

Description

煤矿井下打钻和冲孔过程中的防喷降尘装置

技术领域

本实用新型涉及煤矿开采技术领域，具体涉及一种煤矿井下打钻和冲孔过程中的防喷和降尘装置。

背景技术

矿井瓦斯事故是高瓦斯矿井普遍存在的安全隐患，因此，瓦斯治理是煤矿安全生产的关键难题之一。目前，我国瓦斯治理的主要措施是施工钻孔抽采煤层瓦斯，水力冲孔则常被用作卸压增透的有效措施以提高煤层瓦斯抽采效率。在打钻和水力冲孔过程中，由于地应力大、瓦斯压力高、煤质较软，极易发生钻孔喷孔现象，大量瓦斯和水煤在压力状态下从煤岩钻孔中高速喷出，造成瓦斯超限和煤渣伤人事故，堆积的水煤粉清理难度大、严重影响施工环境。此外，本煤层孔风排钻进过程中煤尘量大，降低施工环境质量，增加施工人员职业病风险，给现场环境质量标准化整治工作带来很大困难。现阶段，对于喷孔的防治就是在孔口安装防喷装置以控制喷孔造成的危害，但目前使用的防喷装置存在密闭性不好、体积大、笨重、安装固定工序复杂、部分结构不可重复使用、防爆性能不好等问题，且遇到强烈的喷孔时，引流瓦斯能力不足，导致大量的瓦斯直接涌进巷道。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种轻质、安装简便、可回收的防治瓦斯超限、水煤喷射伤人、打钻降尘的新型防喷降尘装置，为打钻和冲孔施工人员提供一个安全的工作环境。

本实用新型煤矿井下打钻和冲孔过程中的防喷降尘装置所采用的技术方案如下：

本实用新型煤矿井下打钻和冲孔过程中的防喷降尘装置，包括孔口固定机构和防喷机构，孔口固定机构和防喷机构通过法兰进行连接密封；所述孔口固定机构包括孔口膨胀套管、膨胀胶囊和高压水接头，膨胀胶囊设置在孔口膨胀套管外部，高压水接头与膨胀胶囊相连接；所述防喷机构包括防喷箱，在防喷箱上端设有抽采管接头和至少一个洒水器，在每个洒水器上均配置有一个盲端堵头，在防喷箱下端设有用于导流水煤渣的方口斜漏斗形导筒和圆筒形导筒，方口斜漏斗形导筒和圆筒形导筒通过管道卡箍接头进行连接，在防喷箱后端设有管壳、挡刷和随钻旋转轴承。

作为本实用新型的优选方案，所述高压水接头连接高压水系统，膨胀胶囊3受高压水作用而膨胀挤压钻孔壁以固定孔口膨胀套管和防喷箱；所述抽采管接头7连接井下抽采系统以抽离涌出的瓦斯气体；所述洒水器连接井下自压水系统。

作为本实用新型的优选方案，所述圆筒形导筒的轴线与防喷箱的轴线夹角为α，所述夹角α为60°~65°，在圆筒形导筒后端连接有气水渣分离器。

作为本实用新型的优选方案，所述挡刷为圆筒型毛刷，在管壳内设置有圆形槽，挡刷和随钻旋转轴承设置在管壳的内圆形槽，且挡刷通过压盘固定在圆形槽内，在随钻旋转轴承内设置有密封垫和带凸台压盘，所述密封垫通过随钻旋转轴承的内凸缘和位于外侧的带凸台压盘进行限位。

作为本实用新型的优选方案，所述挡刷的内侧圆环直径小于所使用钻杆直径，所述随钻旋转轴承的内凸缘内径大于所使用钻头的直径，所述压盘的内径大于随钻旋转轴承的内径和所使用钻头直径。

作为本实用新型的优选方案，所述带凸台压盘和密封垫由两半对拼组合而成。

本实用新型煤矿井下打钻和冲孔过程中的防喷降尘装置的优点是，1.集防喷和降尘功能于一体，能够有效防治井下打钻和冲孔过程中的瓦斯超限、粉尘危害等危险性因素，提高井下瓦斯治理工作的安全性；2.采用密封轴承和密封垫组合密封钻杆接触面，装置密封效果好；3.装置采用水压膨胀封孔，不需要注浆封孔等工艺，施工简便，提高作业效率；4.孔口膨胀套管可回收，降低治理成本。

附图说明

图1是本实用新型煤矿井下打钻和冲孔过程中的防喷降尘装置的结构示意图。

图2是本实用新型煤矿井下打钻和冲孔过程中的防喷降尘装置的随钻旋转轴承结构示意图。

图中：1-钻孔壁；2-孔口膨胀套管；3-膨胀胶囊；4-高压水接头；5-法兰；6-防喷箱；7-抽采管接头；8-洒水器；9-方口斜漏斗形导筒；10-圆筒形导筒；11-管道卡箍接头；12-挡刷；13-圆形槽；14-随钻旋转轴承；15-压盘；16-密封垫；17-带凸台压盘；18-盲端堵头；19-管壳。

具体实施方式

如附图所示，本实用新型煤矿井下打钻和冲孔过程中的防喷降尘装置，包括孔口固定机构和防喷机构，孔口固定机构和防喷机构通过法兰进行连接密封。

孔口固定机构包括孔口膨胀套管2、膨胀胶囊3和高压水接头4，膨胀胶囊3设置在孔口膨胀套管2外部，高压水接头4与膨胀胶囊3相互连通。

防喷机构包括防喷箱6，在防喷箱6上端设有抽采管接头7和至少一个洒水器8，在每个洒水器8上均配置有一个盲端堵头18，抽采管接头7用于瓦斯抽采，洒水器8用于洒水降尘，在防喷箱6下端设有用于导流水煤渣的方口斜漏斗形导筒9和圆筒形导筒10，方口斜漏斗形导筒9和圆筒形导筒10通过管道卡箍接头11进行连接，所述圆筒形导筒10的轴线与防喷箱6的轴线夹角为α，所述夹角α为60°~65°，在圆筒形导筒10后端连接有气水渣分离器。

在防喷箱6后端设有管壳19、挡刷12和随钻旋转轴承14，挡刷12具有阻挡煤渣作用，随钻旋转轴承14具有密封性能可以与插入在随钻旋转轴承14内的钻杆同步转动。所述挡刷12为圆筒型毛刷，在管壳内设置有圆形槽13，挡刷12和随钻旋转轴承14设置在管壳的内圆形槽13，且挡刷12通过压盘15固定在圆形槽13内，在随钻旋转轴承14内设置有密封垫16和带凸台压盘17，所述密封垫16通过随钻旋转轴承14的内凸缘和位于外侧的带凸台压盘17进行限位，所述带凸台压盘17和密封垫16由两半对拼组合而成。

挡刷12的内侧圆环直径小于所使用钻杆直径，所述随钻旋转轴承14的内凸缘内径大于所使用钻头的直径，所述压盘15的内径大于随钻旋转轴承14的内径和所使用钻头直径，所述带凸台压盘17的凸台不挤压随钻旋转轴承14和密封垫16。

所述高压水接头4连接高压水系统，膨胀胶囊3受高压水作用而膨胀挤压钻孔壁1以固定孔口膨胀套管2和防喷箱6；所述抽采管接头7连接井下抽采系统以抽离涌出的瓦斯气体，避免瓦斯超限等危险性；所述洒水器8连接井下自压水系统，当风排钻进时进行降尘以保障良好的工作环境，水排钻进时使用所述盲端堵头18进行密封。

以底抽巷穿层孔冲孔为例，本使用新型用于冲孔中防治喷孔的操作过程如下：

a、先施工一个穿层孔，退钻后由孔口向内进行扩孔，扩孔孔径133mm，扩孔长度1m；

b、将孔口膨胀套管2放入扩孔段内，将井下高压水管连接至高压水接头4，打开高压水阀门使膨胀胶囊3扩容挤压钻孔壁1，此时孔口膨胀管已固定，然后连接法兰5以安装防喷箱6，为保证水煤的顺利排出，安装时需将方口斜漏斗形导筒9在防喷箱6的正下方，将盲端堵头18安装在洒水器上以密封，将抽采管接头7接入抽采系统，用管道卡箍接头11固定连接圆筒形导筒10，并将圆筒形导筒10接入气水渣分离器；

c、将冲孔钻头和钻杆送入防喷箱6并深入钻孔至煤层位置，安装上密封垫16，并用带凸台压盘17固定；

d、打开抽采系统阀门，进行冲孔，冲孔时瓦斯气体经过抽采管接头7进入抽采系统，水煤渣经过方口斜漏斗形导筒9和圆筒形导筒10进入气水渣分离器；

e、冲孔完成后，关闭抽采系统阀门，拆卸凸台压盘17和密封垫16，退出钻杆；

f、拆卸管道卡箍接头11，断开抽采管接头7与抽采管的连接，拆卸法兰5，关闭高压水阀，断开高压水接头4与高压水系统的连接，将孔口膨胀套管2从钻孔中取出。

g、清洗防喷装置，整理施工现场，进行封孔。

Claims (6)

1.一种煤矿井下打钻和冲孔过程中的防喷降尘装置，其特征在于：包括孔口固定机构和防喷机构，孔口固定机构和防喷机构通过法兰进行连接密封；所述孔口固定机构包括孔口膨胀套管（2）、膨胀胶囊（3）和高压水接头（4），膨胀胶囊（3）设置在孔口膨胀套管（2）外部，高压水接头（4）与膨胀胶囊（3）相连接；所述防喷机构包括防喷箱（6），在防喷箱（6）上端设有抽采管接头（7）和至少一个洒水器（8），在每个洒水器（8）上均配置有一个盲端堵头（18），在防喷箱（6）下端设有用于导流水煤渣的方口斜漏斗形导筒（9）和圆筒形导筒（10），方口斜漏斗形导筒（9）和圆筒形导筒（10）通过管道卡箍接头（11）进行连接，在防喷箱（6）后端设有管壳（19）、挡刷（12）和随钻旋转轴承（14）。

2.根据权利要求1所述的煤矿井下打钻和冲孔过程中的防喷降尘装置，其特征在于：所述高压水接头（4）连接高压水系统，膨胀胶囊（3）受高压水作用而膨胀挤压钻孔壁（1）以固定孔口膨胀套管（2）和防喷箱（6）；所述抽采管接头（7）连接井下抽采系统以抽离涌出的瓦斯气体；所述洒水器（8）连接井下自压水系统。

3.根据权利要求1所述的煤矿井下打钻和冲孔过程中的防喷降尘装置，其特征在于：所述圆筒形导筒（10）的轴线与防喷箱（6）的轴线夹角为α，所述夹角α为60°~65°，在圆筒形导筒（10）后端连接有气水渣分离器。

4.根据权利要求1所述的煤矿井下打钻和冲孔过程中的防喷降尘装置，其特征在于：所述挡刷（12）为圆筒型毛刷，在管壳内设置有圆形槽（13），挡刷（12）和随钻旋转轴承（14）设置在管壳的内圆形槽（13），且挡刷（12）通过压盘（15）固定在圆形槽（13）内，在随钻旋转轴承（14）内设置有密封垫（16）和带凸台压盘（17），所述密封垫（16）通过随钻旋转轴承（14）的内凸缘和位于外侧的带凸台压盘（17）进行限位。

5.根据权利要求4所述的煤矿井下打钻和冲孔过程中的防喷降尘装置，其特征在于：所述挡刷（12）的内侧圆环直径小于所使用钻杆直径，所述随钻旋转轴承（14）的内凸缘内径大于所使用钻头的直径，所述压盘（15）的内径大于随钻旋转轴承（14）的内径和所使用钻头直径。

6.根据权利要求4所述的煤矿井下打钻和冲孔过程中的防喷降尘装置，其特征在于：所述带凸台压盘（17）和密封垫（16）由两半对拼组合而成。