CN207144998U - 矿用钻孔瓦斯缓冲释压抽采装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种矿用钻孔瓦斯缓冲释压抽采装置，属于瓦斯抽采领域，以解决目前的其他矿用钻孔防喷装置很难防控中、大型喷孔，适用范围比较窄的问题。矿用钻孔瓦斯缓冲释压抽采装置包括钻孔增阻封孔装置、孔口一级气水渣分离器、牛油盘根密封挡圈、第一带法兰盘阻燃橡胶软管、第二带法兰盘阻燃橡胶软管、第三带法兰盘阻燃橡胶软管、第四带法兰盘阻燃橡胶软管、二级气水渣分离器、缓冲释压气囊、第一蝶阀和瓦斯抽采管路；所述二级气水渣分离器包括壳体、出水排渣口、气水渣进口、进气口、第一出气口、第二出气口、第二蝶阀、喷孔感应挡板、挡板感应推拉连杆、喷孔自动闭仓挡板和闭合挡板开启拉线和支撑架。

Description

矿用钻孔瓦斯缓冲释压抽采装置

技术领域

本实用新型涉及瓦斯抽采技术领域，尤其涉及一种矿用钻孔瓦斯缓冲释压抽采装置。

背景技术

打钻喷孔是在矿井钻孔中发生的动力现象,其主要是由高压瓦斯、应力集中和软煤存在三个因素综合作用的结果。高瓦斯突出煤层具有瓦斯含量高、压力大、瓦斯解吸快、强度低等特点。当钻孔进入煤层时，对软煤产生一种冲击和破碎力，这种力使煤体破裂。破裂后的煤体立即产生解吸，快速度的解吸使流入钻孔中的瓦斯增加几倍到十几倍。钻孔的前方大量瓦斯涌出，使钻孔前方与后方出现较大的瓦斯压力梯度，因而出现较明显的瓦斯激流，承压的瓦斯激流对破碎的煤颗粒起着边运送边粉化的作用。由于钻孔钻径小，瓦斯和粉化了的煤粒难以顺利地向孔外排出，进一步增加了钻孔内外的瓦斯压力梯度，致使这种涌出变成爆发性的孔口外流，形成喷孔。

瓦斯喷孔是高瓦斯突出矿井普遍存在的一种瓦斯事故，井下施工钻孔过程中，常常发生从钻孔中喷出煤和瓦斯的现象，煤、岩颗粒从钻孔内高速喷出，不仅会对现场施工人员造成伤害，而且大量瓦斯涌出也会造成作业地点瓦斯超限或引发更大事故，严重危害矿井安全生产。如何确保钻孔按照设计要求施工到位，且安全防治钻孔施工过程中喷孔，这是高瓦斯突出矿井在瓦斯治理方面亟待解决的问题，也是摆在施工单位面前的一个难题。而目前的矿用钻孔防喷装置虽能够应对小型喷孔，但很难防控中、大型喷孔，适用范围比较窄。

发明内容

本实用新型的目的是解决其他矿用钻孔防喷装置很难防控中、大型喷孔，适用范围比较窄的技术问题，提供一种矿用钻孔瓦斯缓冲释压抽采装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种矿用钻孔瓦斯缓冲释压抽采装置，包括钻孔增阻封孔装置、孔口一级气水渣分离器、牛油盘根密封挡圈、第一带法兰盘阻燃橡胶软管、第二带法兰盘阻燃橡胶软管、第三带法兰盘阻燃橡胶软管、第四带法兰盘阻燃橡胶软管、二级气水渣分离器、缓冲释压气囊、第一蝶阀和瓦斯抽采管路；所述二级气水渣分离器包括壳体、出水排渣口、气水渣进口、进气口、第一出气口、第二出气口、第二蝶阀、喷孔感应挡板、挡板感应推拉连杆、喷孔自动闭仓挡板和闭合挡板开启拉线和支撑架；

钻孔增阻封孔装置固定于煤壁中按设计要求钻扩好的孔内；孔口一级气水渣分离器的钻杆出口与钻孔增阻封孔装置的法兰盘连接，打钻时钻杆依次穿过孔口一级气水渣分离器的钻杆进口和钻杆出口并通过钻孔增阻封孔装置，孔口一级气水渣分离器的钻杆进口与钻杆之间通过牛油盘根密封挡圈密封，孔口一级气水渣分离器的出气口与第一带法兰盘阻燃橡胶软管一端连接，孔口一级气水渣分离器的气水渣出口与第二带法兰盘阻燃橡胶软管一端连接，第一带法兰盘阻燃橡胶软管另一端与二级气水渣分离器的进气口连接，第二带法兰盘阻燃橡胶软管另一端与二级气水渣分离器的气水渣进口连接，第三带法兰盘阻燃橡胶软管一端与二级气水渣分离器的第一出气口连接，第三带法兰盘阻燃橡胶软管另一端与瓦斯抽采管路连接；缓冲释压气囊的进气口与二级气水渣分离器的第二出气口连接，缓冲释压气囊的出气口与第一蝶阀的一端连接，第一蝶阀的另一端与第四带法兰盘阻燃橡胶软管一端连接，第四带法兰盘阻燃橡胶软管另一端与瓦斯抽采管路连接；所述壳体由圆柱形的桶体和圆锥形的锥体构成，锥体的大口端与桶体的底部连接，出水排渣口设在锥体的小口端；喷孔感应挡板设置于桶体内并与桶体顶部通过合页连接，挡板感应推拉连杆一端与喷孔感应挡板底部连接，挡板感应推拉连杆另一端设置的弯钩与喷孔自动闭仓挡板上的圆环连接，闭合挡板开启拉线一端与喷孔自动闭仓挡板上的圆环连接，闭合挡板开启拉线另一端穿过设置于桶体侧面下部的常闭第二蝶阀，并从第二蝶阀的孔口中延伸出来；支撑架与桶体底部连接。

可选地，所述喷孔自动闭仓挡板由两个半圆形挡板和带合页的中转轴组成，两个半圆形挡板通过中转轴连接，一个半圆形挡板固定在桶体底部，另一个半圆形挡板上靠近中转轴处设置有所述圆环。

可选地，所述缓冲释压气囊周围设置有若干个囊袋吊环。

可选地，所述缓冲释压气囊为椭圆形，其长半径为3m，短半径为1m；所述桶体的直径为800mm，高为800mm；锥体的高度为350mm。

可选地，所述缓冲释压气囊的外层采用帆布材质，内层涂有密封层或胶层。

本实用新型的有益效果是：

通过设置钻孔增阻封孔装置、孔口一级气水渣分离器、二级气水渣分离器及缓冲释压气囊，实现当发生瓦斯喷孔时，通过二级气水渣分离器的工作及缓冲释压气囊的膨胀变化来缓冲释压钻孔内喷出的瓦斯，并将喷出的瓦斯安全收集抽放至瓦斯抽采管路中，从而不仅达到边钻边抽防喷孔的目的，而且对消灭钻孔瓦斯事故、提高职工工作环境的安全系数、增加钻孔穿煤深度和提升工作效率、保障矿井安全生产有积极的推广价值和意义。因此，与背景技术相比，本实用新型具有能够适用于各种规模如大中规模的钻进喷孔，适用范围广，对消灭钻孔瓦斯事故、提高职工工作环境的安全系数、增加钻孔穿煤深度和提升工作效率、保障矿井安全生产有积极的推广价值和意义等优点。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是图1中缓冲释压气囊的结构示意图。

图3是本实用新型中二级气水渣分离器的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本实用新型作进一步地详细描述。

如图1至图3所示，本实施例中的矿用钻孔瓦斯缓冲释压抽采装置，包括钻孔增阻封孔装置2、孔口一级气水渣分离器4、牛油盘根密封挡圈5、第一带法兰盘阻燃橡胶软管6、第二带法兰盘阻燃橡胶软管7、第三带法兰盘阻燃橡胶软管8、第四带法兰盘阻燃橡胶软管9、二级气水渣分离器、缓冲释压气囊11、第一蝶阀13和瓦斯抽采管路14；所述二级气水渣分离器包括壳体10、出水排渣口15、气水渣进口16、进气口25、第一出气口24、第二出气口17、第二蝶阀18、喷孔感应挡板19、挡板感应推拉连杆20、喷孔自动闭仓挡板21和闭合挡板开启拉线22和支撑架23；

钻孔增阻封孔装置2固定于煤壁1中按设计要求钻扩好的孔内；孔口一级气水渣分离器4的的钻杆出口与钻孔增阻封孔装置的法兰盘连接，打钻时钻杆3依次穿过孔口一级气水渣分离器4的钻杆进口和钻杆出口并通过钻孔增阻封孔装置2，孔口一级气水渣分离器4的钻杆进口与钻杆3之间通过牛油盘根密封挡圈5密封，孔口一级气水渣分离器4的出气口与第一带法兰盘阻燃橡胶软管6一端连接，孔口一级气水渣分离器4的气水渣出口与第二带法兰盘阻燃橡胶软管7一端连接，第一带法兰盘阻燃橡胶软管6另一端与二级气水渣分离器的进气口25连接，第二带法兰盘阻燃橡胶软管7另一端与二级气水渣分离器的气水渣进口16连接，第三带法兰盘阻燃橡胶软管8一端与二级气水渣分离器的第一出气口24连接，第三带法兰盘阻燃橡胶软管8另一端与瓦斯抽采管路14连接；缓冲释压气囊11的进气口与二级气水渣分离器的第二出气口17连接，缓冲释压气囊11的出气口与第一蝶阀13的一端连接，第一蝶阀13的另一端与第四带法兰盘阻燃橡胶软管9一端连接，第四带法兰盘阻燃橡胶软管9另一端与瓦斯抽采管路14连接；所述壳体10由圆柱形的桶体和圆锥形的锥体构成，锥体的大口端与桶体的底部连接，出水排渣口15设在锥体的小口端；喷孔感应挡板19设置于桶体内并与桶体顶部通过合页连接，挡板感应推拉连杆20一端与喷孔感应挡板19底部连接，挡板感应推拉连杆20另一端设置的弯钩与喷孔自动闭仓挡板21上的圆环连接，闭合挡板开启拉线22一端喷孔自动闭仓挡板21上的圆环连接，闭合挡板开启拉线22另一端穿过桶体侧面下部的常闭第二蝶阀18连接，并从第二蝶阀18的孔口中延伸出来；支撑架23与桶体底部连接。

可选地，所述喷孔自动闭仓挡板21由两个半圆形挡板和带合页的中转轴组成，两个半圆形挡板通过中转轴连接，一个半圆形挡板固定在桶体底部，另一个半圆形挡板上靠近中转轴处设置有所述圆环。

可选地，如图2所示，所述缓冲释压气囊11周围设置有若干个囊袋吊环12，以便于吊挂缓冲释压气囊11。

可选地，所述缓冲释压气囊11为椭圆形，其长半径为3m，短半径为1m；所述桶体的直径为800mm，高为800mm；锥体的高度为350mm。

可选地，所述缓冲释压气囊11的外层采用帆布材质，内层涂有密封层或胶层，以保障缓冲释压气囊11的密封性及抗压能力。缓冲释压气囊11各条锁压边和缝合处多缝订几道线，以保证缓冲释压气囊11能有效抗承高压气体及高压水渣冲击。

本实用新型在安装时，通过如下几个步骤实现：

1、用合适直径扩孔钻头扩至设计的孔深处，按照设计要求带压注浆封孔，并安装固定钻孔增阻封孔装置2及安装孔口一级气水渣分离器4。

2、将钻头、钻杆3通过孔口一级气水渣分离器4的钻杆进口和钻杆出口及钻孔增阻封孔装置2，穿入孔内后，孔口一级气水渣分离器4的钻杆进口与钻杆3之间通过牛油盘根密封挡圈5密封。

3、将瓦斯缓冲释压气囊11的进气口与二级气水渣分离器的第二出气口17法兰连接，将瓦斯缓冲释压气囊11的出气口与第一蝶阀13的一端连接后，将第一蝶阀13的另一端与第四带法兰盘阻燃橡胶软管9一端连接，将第四带法兰盘阻燃橡胶软管9的另一端与瓦斯抽采管路14连接。

4、使用第一带法兰盘阻燃橡胶软管6将孔口一级气水渣分离器4的出气口与二级气水渣分离器的进气口25连接，使用第二带法兰盘阻燃橡胶软管7将孔口一级气水渣分离器4的气水渣出口与二级气水渣分离器的气水渣进口16连接，使用第三带法兰盘阻燃橡胶软管8将二级气水渣分离器的第一出气口24与瓦斯抽采管路14连接。

本实用新型在使用时，在钻孔正常施工过程中，钻孔内的瓦斯、水、渣通过钻孔进入孔口一级气水渣分离器4，由于三者密度不同，因此，大部分瓦斯经过第一带法兰盘阻燃橡胶软管6和第一进气口25进入二级气水渣分离器，水、渣和少部分瓦斯经过第二带法兰盘阻燃橡胶软管7和气水渣进口16进入二级气水渣分离器，二级气水渣分离器中的瓦斯经过第一出气口24和第三带法兰盘阻燃橡胶软管8进入瓦斯抽采管路14，瓦斯抽采管路14中的瓦斯最后进入地面瓦斯抽采泵站。二级气水渣分离器中的水、渣经过出水排渣口15排出。在钻孔正常施工的情况下，缓冲释压气囊11由于负压作用，处于吸扁的状态。挡板感应推拉连杆20另一端设置的弯钩与喷孔自动闭仓挡板21上的圆环连接在一起。

当钻孔施工过程中有瓦斯喷出时，钻孔内的瓦斯、水、渣通过钻孔进入孔口一级气水渣分离器4，由于三者密度不同，因此，大部分瓦斯经过第一带法兰盘阻燃橡胶软管6和第一进气口25进入二级气水渣分离器，水、渣和少部分瓦斯经过第二带法兰盘阻燃橡胶软管7和气水渣进口16进入二级气水渣分离器。由于瓦斯大量喷出，处于吸扁状态的缓冲释压气囊11会急速膨胀来缓冲由于钻孔喷孔造成的强大压力，同时将喷出的瓦斯收集，防止其涌入巷道，同时二级气水渣分离器中的喷孔感应挡板19在瓦斯喷出来的力的作用下动作，这时挡板感应推拉连杆20另一端设置的弯钩与喷孔自动闭仓挡板21上的圆环脱落，致使喷孔自动闭仓挡板21的左半个半圆形挡板闭合，从而防止瓦斯通过出水排渣口15涌入巷道。这时缓冲释压气囊11中的大量瓦斯会经过第四带法兰盘阻燃橡胶软管9进入瓦斯抽采管路14中，或者经过二级气水渣分离器的第一出气口24和第三带法兰盘阻燃橡胶软管8再进入瓦斯抽采管路14中。瓦斯抽采管路14中的瓦斯最后进入地面瓦斯抽采泵站，从而达到边钻进边分离边释压边抽采的目的。待缓冲释压气囊11吸扁后，再打开出水排渣口15上的阀门，打开第二蝶阀18，通过从第二蝶阀18孔口中延伸出来的闭合挡板开启拉线22将喷孔自动闭合挡板21上的圆环与挡板感应推拉连杆20另一端设置的弯钩连接，使喷孔自动闭合挡板21的左半个半圆形挡板处于常开状态，从而有利于出水排渣口15的排水排渣。本实施例避免了发生喷孔时，大量的瓦斯与煤矸渣喷出易造成负压吸气管路阻塞，收集容器被冲击爆裂及连接处被高压气喷脱落等问题，实现了喷孔瓦斯收集抽放的闭合式管理。

Claims (5)

1.一种矿用钻孔瓦斯缓冲释压抽采装置，其特征在于，包括钻孔增阻封孔装置(2)、孔口一级气水渣分离器(4)、牛油盘根密封挡圈(5)、第一带法兰盘阻燃橡胶软管(6)、第二带法兰盘阻燃橡胶软管(7)、第三带法兰盘阻燃橡胶软管(8)、第四带法兰盘阻燃橡胶软管(9)、二级气水渣分离器、缓冲释压气囊(11)、第一蝶阀(13)和瓦斯抽采管路(14)；所述二级气水渣分离器包括壳体(10)、出水排渣口(15)、气水渣进口(16)、进气口(25)、第一出气口(24)、第二出气口(17)、第二蝶阀(18)、喷孔感应挡板(19)、挡板感应推拉连杆(20)、喷孔自动闭仓挡板(21)和闭合挡板开启拉线(22)和支撑架(23)；

钻孔增阻封孔装置(2)固定于煤壁(1)中按设计要求钻扩好的孔内；孔口一级气水渣分离器(4)的钻杆出口与钻孔增阻封孔装置(2)的法兰盘连接，打钻时钻杆(3)依次穿过孔口一级气水渣分离器(4)的钻杆进口和钻杆出口并通过钻孔增阻封孔装置(2)，孔口一级气水渣分离器(4)的钻杆进口与钻杆(3)之间通过牛油盘根密封挡圈(5)密封，孔口一级气水渣分离器(4)的出气口与第一带法兰盘阻燃橡胶软管(6)一端连接，孔口一级气水渣分离器(4)的气水渣出口与第二带法兰盘阻燃橡胶软管(7)一端连接，第一带法兰盘阻燃橡胶软管(6)另一端与二级气水渣分离器的进气口(25)连接，第二带法兰盘阻燃橡胶软管(7)另一端与二级气水渣分离器的气水渣进口(16)连接，第三带法兰盘阻燃橡胶软管(8)一端与二级气水渣分离器的第一出气口(24)连接，第三带法兰盘阻燃橡胶软管(8)另一端与瓦斯抽采管路(14)连接；缓冲释压气囊(11)的进气口与二级气水渣分离器的第二出气口(17)连接，缓冲释压气囊(11)的出气口与第一蝶阀(13)的一端连接，第一蝶阀(13)的另一端与第四带法兰盘阻燃橡胶软管(9)一端连接，第四带法兰盘阻燃橡胶软管(9)另一端与瓦斯抽采管路(14)连接；所述壳体(10)由圆柱形的桶体和圆锥形的锥体构成，锥体的大口端与桶体的底部连接，出水排渣口(15)设在锥体的小口端；喷孔感应挡板(19)设置于桶体内并与桶体顶部通过合页连接，挡板感应推拉连杆(20)一端与喷孔感应挡板(19)底部连接，挡板感应推拉连杆(20)另一端设置的弯钩与喷孔自动闭仓挡板(21)上的圆环连接，闭合挡板开启拉线(22)一端与喷孔自动闭仓挡板(21)上的圆环连接，闭合挡板开启拉线(22)另一端穿过设置于桶体侧面下部的常闭第二蝶阀(18)，并从第二蝶阀(18)的孔口中延伸出来；支撑架(23)与桶体底部连接。

2.根据权利要求1所述的矿用钻孔瓦斯缓冲释压抽采装置，其特征在于，所述喷孔自动闭仓挡板(21)由两个半圆形挡板和带合页的中转轴组成，两个半圆形挡板通过中转轴连接，一个半圆形挡板固定在桶体底部，另一个半圆形挡板上靠近中转轴处设置有所述圆环。

3.根据权利要求1所述的矿用钻孔瓦斯缓冲释压抽采装置，其特征在于，所述缓冲释压气囊(11)周围设置有若干个囊袋吊环(12)。

4.根据权利要求1所述的矿用钻孔瓦斯缓冲释压抽采装置，其特征在于，所述缓冲释压气囊(11)为椭圆形，其长半径为3m，短半径为1m；所述桶体的直径为800mm，高为800mm；锥体的高度为350mm。

5.根据权利要求1所述的矿用钻孔瓦斯缓冲释压抽采装置，其特征在于，所述缓冲释压气囊(11)的外层采用帆布材质，内层涂有密封层或胶层。