CN205225324U - 一种瓦斯智能抽采系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种瓦斯智能抽采系统，钻孔内布置有气爆器，气爆器与中空的伸缩钢管相连接，伸缩钢管与气爆器相连通，伸缩钢管下端设置有用于封堵钻孔的封堵钢板，封堵钢板下方设置有由封堵口袋形成的封堵层，封堵钢板的上方的伸缩钢管上设置有伸缩式橡胶堵头，伸缩式橡胶堵头与封堵钢板之间形成一封堵腔体，伸缩式橡胶堵头上设置有聚尘罩，每个聚尘罩均设置有连接管路。通过气爆器的设置，进行钻孔内爆破，提高了煤体的渗透率和瓦斯的抽采率；通过伸缩钢管的设置，不仅增强了钢管的可调节性，灵活控制爆破深度，还便于携带；通过伸缩式橡胶堵头的设置进行钻孔端头封堵，防治浆液外流。

Description

一种瓦斯智能抽采系统

技术领域

本实用新型涉及高瓦斯矿井瓦斯的抽采领域，尤其涉及一种基于气爆技术和钻孔自主式动态封孔装置的瓦斯智能抽采系统。

背景技术

目前，瓦斯爆炸事故是我国煤矿安全生产的最大威胁之一，而瓦斯抽采是治理瓦斯灾害的主要途径。钻孔抽采在瓦斯抽采领域中的应用较为广泛，操作简单快捷，使用价值较高，但此种抽采方式又存在很多难题，如钻孔密封效果不好，中低浓度瓦斯矿井瓦斯抽采率较低，瓦斯纯度低、含尘量高等，而这些因素往往会导致瓦斯抽采率和利用率普遍降低。因此，提高钻孔密封效果和瓦斯抽采浓度是瓦斯抽采面临的关键难题。

现阶段瓦斯抽采时采用的封孔方法可谓多样，其实质就是通过在钻孔中形成一段固体来达到堵孔目的。然而，形成的固体经过长时间的瓦斯抽采后容易松动，不能达到很好的密封效果。而水力压裂技术虽然可以提高煤体渗透性，在一定程度上提高了瓦斯抽采浓度，但对封孔技术要求较高，实用性较低。因此，现有技术有待于更进一步的改进和发展。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种基于气爆技术和钻孔自主式动态封孔装置的瓦斯智能抽采系统，以提高煤体的渗透率和瓦斯的抽采率。

为解决上述技术问题，本实用新型方案包括：

一种基于气爆技术和钻孔自主式动态封孔装置的瓦斯智能抽采系统，其包括钻孔，其中，钻孔内布置有气爆器，气爆器与中空的伸缩钢管相连接，伸缩钢管与气爆器相连通，伸缩钢管下端设置有用于封堵钻孔的封堵钢板，封堵钢板下方设置有由封堵口袋形成的封堵层，封堵钢板的上方的伸缩钢管上设置有伸缩式橡胶堵头，伸缩式橡胶堵头与封堵钢板之间形成一封堵腔体，伸缩式橡胶堵头上设置有聚尘罩，每个聚尘罩均设置有连接管路，位于伸缩式橡胶堵头上方的连接管路上设置有第一阀门，位于封堵腔体内的连接管路上设置有带有喷头的第二阀门，位于封堵层下方的连接管路上设置有第三阀门。

所述的瓦斯智能抽采系统，其中，上述中空的伸缩钢管通过第一连接管与第一主管路相连通，第一主管路分别与第二连接管、第三连接管相连接，第二连接管与瓦斯存储罐相连通，第二连接管上设置有第四阀门与瓦斯浓度检测仪，第四阀门与瓦斯浓度检测仪之间的第二连接管上设置有瓦斯抽采自动控制泵；第三连接管与液态甲烷高压罐相连通，第三连接管上设置有第五阀门。

所述的瓦斯智能抽采系统，其中，上述连接管通过第五连接管与第二主管路相连通，第二主管路自上而下设置有四通连接件与三通连接件，四通连接件分别与第六连接管、第七连接管相连接，第六连接管与四通连接件连接处设置有第六阀门，第六连接管与储尘罐相连通，第六连接管在与储尘罐连接处设置有第七阀门与粉尘浓度检测仪，第七阀门与粉尘浓度检测仪之间的第六连接管上设置有吸尘器；第七连接管在与四通连接件连接处设置有第八阀门，第七连接管与废液池相连通，第七连接管在近废液池端设置有排液自动控制泵，靠近排液自动控制泵的第七连接管上设置有流体颗粒浓度检测仪；

三通连接件分别与第八连接管、第九连接管相连接，第八连接管与三通连接件的连接处设置有第九阀门，第八连接管与储水罐相连通，第八连接管在与储水罐连接处设置有第十阀门，靠近第十阀门的第八连接管上设置有供水自动控制泵；第九连接管与三通连接件的连接处设置有第十一阀门，第九连接管与自动搅拌储浆罐相连通，第九连接管在与自动搅拌储浆罐连接处设置有抽浆自动控制泵，自动搅拌储浆罐通过第十连接管与第八连接管相连通，第十连接管上设置有第十二阀门。

所述的瓦斯智能抽采系统，其中，上述自动搅拌储浆罐包括外罐，外罐内设置有内罐，内罐的底部设置在一转盘上，外罐底部设置在托盘上，托盘与一支撑架相连接，转盘上设置有一转轴，转轴穿过托盘与一驱动电机相连接；内罐上方设置有进水口与进料口，内罐下方设置有出浆口，出浆口上设置有截止阀，出浆口通过出浆管与抽浆自动控制泵相连通。

所述的瓦斯智能抽采系统，其中，上述气爆器为球形气爆器，气爆器上均匀布置有多个气爆孔，每个气爆孔的上端均设置有卡槽，卡槽内设置有一个带有弱面的有机玻璃片，带有弱面的有机玻璃片覆盖在对应气爆孔的上端，对应的两个气爆孔之间配置有一有机玻璃片弹出盒；每个气爆孔的下端均设置有一粉尘过滤网。

所述的瓦斯智能抽采系统，其中，瓦斯智能抽采系统配置有一控制中心，控制中心通过对应数据线与对应部件相连接，控制中心包括显示器与控制按钮组，控制按钮组包括伸缩钢管控制按钮、气爆器控制按钮、排尘控制按钮、管道清洗控制按钮、封孔抽采控制按钮与排浆控制按钮。

所述的瓦斯智能抽采系统，其中，上述封堵钢板与封堵层之间设置有压力传感器；伸缩钢管与封堵层连接处设置有固定钢圈。

本实用新型提供的一种基于气爆技术和钻孔自主式动态封孔装置的瓦斯智能抽采系统，通过气爆器的设置，进行钻孔内爆破，提高了煤体的渗透率和瓦斯的抽采率；通过伸缩钢管的设置，不仅增强了钢管的可调节性，灵活控制爆破深度，还便于携带；通过伸缩式橡胶堵头的设置进行钻孔端头封堵，防治浆液外流；通过抽浆自动控制泵的设置，能够将浆液注入钻孔煤岩体裂隙中进行堵孔，提高封孔质量；而且还可以配置控制中心进行智能化检测控制，减少了测试过程的人力物力消耗。

附图说明

图1为本实用新型中瓦斯智能抽采系统的结构示意图；

图2为本实用新型中钻孔内的结构示意图；

图3为本实用新型中自动搅拌储浆罐的结构示意图；

图4为本实用新型中控制中心的结构示意图；

图5为本实用新型中气爆器的结构示意图；

图6为本实用新型中气爆器的剖面结构示意图。

具体实施方式

本实用新型提供了一种基于气爆技术和钻孔自主式动态封孔装置的瓦斯智能抽采系统，为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型提供了一种基于气爆技术和钻孔自主式动态封孔装置的瓦斯智能抽采系统，如图1、图2所示的，其包括钻孔1，其中，钻孔1内布置有气爆器2，气爆器2与中空的伸缩钢管3相连接，伸缩钢管3与气爆器2相连通，伸缩钢管3下端设置有用于封堵钻孔的封堵钢板4，封堵钢板4下方设置有由封堵口袋形成的封堵层5，封堵钢板4的上方的伸缩钢管3上设置有伸缩式橡胶堵头6，伸缩式橡胶堵头6与封堵钢板4之间形成一封堵腔体7，伸缩式橡胶堵头6上设置有聚尘罩8，每个聚尘罩8均设置有连接管路9，位于伸缩式橡胶堵头6上方的连接管路9上设置有第一阀门10，位于封堵腔体7内的连接管路9上设置有带有喷头的第二阀门11，位于封堵层5下方的连接管路9上设置有第三阀门12。

更进一步的，上述中空的伸缩钢管3通过第一连接管13与第一主管路14相连通，第一主管路14分别与第二连接管15、第三连接管16相连接，第二连接管15与瓦斯存储罐17相连通，第二连接管15上设置有第四阀门18与瓦斯浓度检测仪19，第四阀门18与瓦斯浓度检测仪19之间的第二连接管15上设置有瓦斯抽采自动控制泵20；第三连接管16与液态甲烷高压罐21相连通，第三连接管16上设置有第五阀门22。

在本实用新型的另一较佳实施例中，上述连接管9通过第五连接管23与第二主管路24相连通，第二主管路24自上而下设置有四通连接件25与三通连接件26，四通连接件25分别与第六连接管27、第七连接管28相连接，第六连接管27与四通连接件25连接处设置有第六阀门29，第六连接管27与储尘罐30相连通，第六连接管27在与储尘罐30连接处设置有第七阀门31与粉尘浓度检测仪32，第七阀门31与粉尘浓度检测仪32之间的第六连接管27上设置有吸尘器33；第七连接管28在与四通连接件25连接处设置有第八阀门34，第七连接管28与废液池35相连通，第七连接管28在近废液池35端设置有排液自动控制泵36，靠近排液自动控制泵36的第七连接管28上设置有流体颗粒浓度检测仪37；

三通连接件26分别与第八连接管38、第九连接管39相连接，第八连接管38与三通连接件26的连接处设置有第九阀门40，第八连接管38与储水罐41相连通，第八连接管38在与储水罐41连接处设置有第十阀门42，靠近第十阀门42的第八连接管38上设置有供水自动控制泵43；第九连接管39与三通连接件26的连接处设置有第十一阀门44，第九连接管39与自动搅拌储浆罐45相连通，第九连接管39在与自动搅拌储浆罐45连接处设置有抽浆自动控制泵46，自动搅拌储浆罐45通过第十连接管47与第八连接管38相连通，第十连接管47上设置有第十二阀门48。

更进一步的，如图3所示的，上述自动搅拌储浆罐45包括外罐49，外罐49内设置有内罐50，内罐50的底部设置在一转盘51上，外罐49底部设置在托盘52上，托盘52与一支撑架53相连接，转盘51上设置有一转轴54，转轴54穿过托盘52与一驱动电机相连接；内罐50上方设置有进水口55与进料口56，进水口55与第十连接管47相连通，内罐50下方设置有出浆口57，出浆口57上设置有截止阀58，出浆口57通过出浆管与抽浆自动控制泵45相连通。

更进一步的，如图5、图6所示的，上述气爆器2为球形气爆器，气爆器2上均匀布置有多个气爆孔59，每个气爆孔59的上端均设置有卡槽60，卡槽60内设置有一个带有弱面的有机玻璃片61，带有弱面的有机玻璃片61覆盖在对应气爆孔59的上端，对应的两个气爆孔59之间配置有一有机玻璃片弹出盒62；每个气爆孔59的下端均设置有一粉尘过滤网63。

而且瓦斯智能抽采系统配置有一控制中心64，控制中心64通过对应数据线与对应部件相连接，控制中心64包括显示器65与控制按钮组，控制按钮组包括伸缩钢管控制按钮66、气爆器控制按钮67、排尘控制按钮68、管道清洗控制按钮69、封孔抽采控制按钮70与排浆控制按钮71。上述封堵钢板4与封堵层5之间设置有压力传感器72；伸缩钢管3与封堵层5连接处设置有固定钢圈73。比如气爆器2、伸缩钢管3、压力传感器72以及各个阀门、检测仪、控制泵均通过相应的数据线74与控制中心64通信连接，至于具体的连接状态如图1所示的，在此不再一一赘述。

其具体使用上述瓦斯智能抽采系统的方法，包括以下步骤：

A、制浆步骤：供水自动控制泵43通过第八连接管38与第十连接管47向自动搅拌储浆罐45内供水，同步的向自动搅拌储浆罐45内加入磨料，当自动搅拌储浆罐45内的水量到达预设值时，供水自动控制泵43与抽浆自动控制泵停止工作，第十二阀门48关闭，自动搅拌储浆罐45工作直至浆液搅拌均匀时停止；

B、爆破步骤：将伸缩钢管3、伸缩式橡胶堵头6置于钻孔1内，将伸缩钢管3放入钻孔1底端；然后再将封堵钢板4、封堵层5封堵在钻孔1底部，此时，打开第五阀门22使液态甲烷高压罐21内的高压气体通过第三连接管16、第一主管路14、第一连接管13进入气爆器2内，随着气爆器2内气压的升高，高压气体会在带有弱面的有机玻璃片61的弱面产生气爆，高压气体瞬间冲击到煤体上完成初次爆破；然后通过伸缩钢管3调整气爆器的位置进行多次爆破；

C、排粉尘步骤：吸尘器33开始工作，第七阀门31、第六阀门29、第三阀门12与第一阀门10打开，通过聚尘罩8进行吸尘，当瓦斯浓度检测仪19表盘上的示数低于初始设置值时，吸尘器33停止工作，第七阀门31、第六阀门29、第三阀门12与第一阀门10自动关闭；

D、清洗管道步骤：供水自动控制泵43开始工作，第十阀门42、第九阀门40、第三阀门12、第二阀门11打开，第一阀门10关闭，对封堵腔体7进行清洗，当伸缩式橡胶堵头6的水压达到预设值时，封堵钢板4与封堵层5之间的压力传感器72控制供水自动控制泵43停止工作，同时关闭第十阀门42、第九阀门40，然后打开第八阀门34，排液自动控制泵36开始工作，使封堵腔体7内的污水通过第七连接管28导入废液池35内；待封堵腔体7内污水排净后，供水自动控制泵43开始工作对封堵腔体7进行再次清洗，直至流体颗粒浓度检测仪37的示数低于预设值，则排空封堵腔体7内的污水，停止清洗，并关闭对应阀门；

E、动态封孔和瓦斯抽采步骤：抽浆自动控制泵46开始工作，并打开第十一阀门44、第三阀门12、第二阀门11打开，关闭第一阀门10，将步骤A中自动搅拌储浆罐45制得的浆体注入封堵腔体7内；同步的，瓦斯抽采自动控制泵20开始工作，打开第四阀门18，使钻孔内1的瓦斯通过气爆器2的气爆孔59进入第一连接管13，再通过第一主管路14、第二连接管14进入瓦斯存储罐17内，使钻孔1内的气压快速降低，从而推动，封堵层5、封堵钢板4、伸缩式橡胶堵头6向钻孔1内移动，直至伸缩式橡胶堵头6内的浆压到达预设值时，抽浆自动控制泵46停止工作，并关闭第十一阀门44、第三阀门12、第二阀门11打开；直至瓦斯浓度检测仪19的示数低于预设值时，瓦斯抽采自动控制泵20停止工作，并关闭第四阀门18；

F、排浆步骤：排液自动控制泵36开始工作，第三阀门12、第二阀门11、第八阀门34打开，第一阀门10关闭，使封堵腔体7内的浆体通过第七连接管28导入废液池35内，待封堵腔体7内的浆体排出完毕后，重复清洗管道步骤直至将封堵腔体7清洗干净。

当然，以上说明仅仅为本实用新型的较佳实施例，本实用新型并不限于列举上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的教导下，所做出的所有等同替代、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本实用新型的保护。

Claims (7)

1.一种基于气爆技术和钻孔自主式动态封孔装置的瓦斯智能抽采系统，其包括钻孔，其特征在于，钻孔内布置有气爆器，气爆器与中空的伸缩钢管相连接，伸缩钢管与气爆器相连通，伸缩钢管下端设置有用于封堵钻孔的封堵钢板，封堵钢板下方设置有由封堵口袋形成的封堵层，封堵钢板的上方的伸缩钢管上设置有伸缩式橡胶堵头，伸缩式橡胶堵头与封堵钢板之间形成一封堵腔体，伸缩式橡胶堵头上设置有聚尘罩，每个聚尘罩均设置有连接管路，位于伸缩式橡胶堵头上方的连接管路上设置有第一阀门，位于封堵腔体内的连接管路上设置有带有喷头的第二阀门，位于封堵层下方的连接管路上设置有第三阀门。

2.根据权利要求1所述的瓦斯智能抽采系统，其特征在于，上述中空的伸缩钢管通过第一连接管与第一主管路相连通，第一主管路分别与第二连接管、第三连接管相连接，第二连接管与瓦斯存储罐相连通，第二连接管上设置有第四阀门与瓦斯浓度检测仪，第四阀门与瓦斯浓度检测仪之间的第二连接管上设置有瓦斯抽采自动控制泵；第三连接管与液态甲烷高压罐相连通，第三连接管上设置有第五阀门。

3.根据权利要求1所述的瓦斯智能抽采系统，其特征在于，上述连接管通过第五连接管与第二主管路相连通，第二主管路自上而下设置有四通连接件与三通连接件，四通连接件分别与第六连接管、第七连接管相连接，第六连接管与四通连接件连接处设置有第六阀门，第六连接管与储尘罐相连通，第六连接管在与储尘罐连接处设置有第七阀门与粉尘浓度检测仪，第七阀门与粉尘浓度检测仪之间的第六连接管上设置有吸尘器；第七连接管在与四通连接件连接处设置有第八阀门，第七连接管与废液池相连通，第七连接管在近废液池端设置有排液自动控制泵，靠近排液自动控制泵的第七连接管上设置有流体颗粒浓度检测仪；

三通连接件分别与第八连接管、第九连接管相连接，第八连接管与三通连接件的连接处设置有第九阀门，第八连接管与储水罐相连通，第八连接管在与储水罐连接处设置有第十阀门，靠近第十阀门的第八连接管上设置有供水自动控制泵；第九连接管与三通连接件的连接处设置有第十一阀门，第九连接管与自动搅拌储浆罐相连通，第九连接管在与自动搅拌储浆罐连接处设置有抽浆自动控制泵，自动搅拌储浆罐通过第十连接管与第八连接管相连通，第十连接管上设置有第十二阀门。

4.根据权利要求3所述的瓦斯智能抽采系统，其特征在于，上述自动搅拌储浆罐包括外罐，外罐内设置有内罐，内罐的底部设置在一转盘上，外罐底部设置在托盘上，托盘与一支撑架相连接，转盘上设置有一转轴，转轴穿过托盘与一驱动电机相连接；内罐上方设置有进水口与进料口，内罐下方设置有出浆口，出浆口上设置有截止阀，出浆口通过出浆管与抽浆自动控制泵相连通。

5.根据权利要求1所述的瓦斯智能抽采系统，其特征在于，上述气爆器为球形气爆器，气爆器上均匀布置有多个气爆孔，每个气爆孔的上端均设置有卡槽，卡槽内设置有一个带有弱面的有机玻璃片，带有弱面的有机玻璃片覆盖在对应气爆孔的上端，对应的两个气爆孔之间配置有一有机玻璃片弹出盒；每个气爆孔的下端均设置有一粉尘过滤网。

6.根据权利要求1所述的瓦斯智能抽采系统，其特征在于，瓦斯智能抽采系统配置有一控制中心，控制中心通过对应数据线与对应部件相连接，控制中心包括显示器与控制按钮组，控制按钮组包括伸缩钢管控制按钮、气爆器控制按钮、排尘控制按钮、管道清洗控制按钮、封孔抽采控制按钮与排浆控制按钮。

7.根据权利要求1所述的瓦斯智能抽采系统，其特征在于，上述封堵钢板与封堵层之间设置有压力传感器；伸缩钢管与封堵层连接处设置有固定钢圈。