CN210977576U - 一种用于矿井打钻施工的喷孔快速接收系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于瓦斯回收技术领域，具体是一种用于矿井打钻施工的喷孔快速接收系统，解决了背景技术中的问题。采用如下技术方案：包括钻孔口密封装置、瓦斯接收装置、气渣分离器、封堵装置以及真空接收室，所述封堵装置为U形压力平衡器或内部设置翻版阀等结构的通气管。本实用新型提供一种用于矿井打钻施工的喷孔快速接收系统，通过设置备用管路，避免瓦斯瞬间超限；本实用新型使用方便、简单快捷、接收效果好、排泄瓦斯能力强，安全有保障，适用于打钻过程有害气体喷孔或瓦斯突出事故的预防，保证了钻孔施工人员安全、杜绝了瓦斯事故的发生。

Description

一种用于矿井打钻施工的喷孔快速接收系统

技术领域

本实用新型涉及瓦斯回收技术领域，具体是一种用于矿井打钻施工的喷孔快速接收系统。

背景技术

井下打钻施工过程中，往往会有瓦斯气体外溢，瓦斯是易燃气体，尤其是在密闭空间内容易发生爆炸，严重威胁到工作人员的安全。而且瓦斯气体由于瓦斯压力大，钻孔喷孔现象严重，频繁出现瓦斯超限且浓度达到危险值，严重制约着矿井的瓦斯治理消突施工进度,严重威胁作业人员和企业财产安全。打钻作业期间钻孔内存在高压瓦斯，并经常发生煤渣堵孔现象，如果未能及时将钻孔内高压瓦斯和煤渣（粉）排出，钻孔内压力达到一定程度会带动瓦斯和煤渣（粉）瞬间从钻孔孔口快速喷出，使巷道瓦斯浓度达到危险值，会危及人员安全，并可能造成瓦斯燃烧、爆炸等事故。为了防止打钻施工过程中发生瓦斯超限，遏制瓦斯事故发生，保障人员财产免受损失，研究设计一种能在打钻过程中回收瓦斯的体系势在必行。

实用新型内容

本实用新型旨在解决背景技术中的上述技术问题。为此，本实用新型提出一种用于矿井打钻施工的喷孔快速接收系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种用于矿井打钻施工的喷孔快速接收系统，包括钻孔口密封装置、瓦斯接收装置、气渣分离器、真空接收室以及受一定压力后可快速开启的封堵装置，所述钻孔口密封装置设置有排气口，所述瓦斯接收装置与钻孔口密封装置的排气口连接，所述瓦斯接收装置包括第一排气管和第二排气管，所述第一排气管通过第一埋线管与气渣分离器的进气口连接，所述气渣分离器的出气口通过抽采连接软管连接至抽采系统；所述第二排气管通过第二埋线管连接至封堵装置的一端，所述封堵装置的另一端连接至真空接收室入气口，所述真空接收室出气口通过抽采连接软管连接至抽采系统。

开孔后钻孔口密封装置插入煤壁上的钻孔中，将钻机钻杆插入钻孔口密封装置中进行钻进，钻孔中的瓦斯以及空气会从钻孔口密封装置的排气口进入到所述瓦斯接收装置中，瓦斯和空气中往往会带有煤渣或煤粉，部分煤渣或煤粉因自重沉降至瓦斯接收装置的底部，当瓦斯的量不是很多时，因为瓦斯抽采系统内为负压环境，故与瓦斯抽采管路相连的气渣分离器就能将瓦斯和空气以及少量的煤渣或煤粉抽出，气渣分离器并将瓦斯与煤渣或煤粉分离，瓦斯和空气被抽到抽采系统中；当打孔过程中发生了瓦斯喷孔的现象，喷出的大量高压瓦斯以及煤渣、煤粉，其中一少部分瓦斯经第一排气管、气渣分离器传输至抽采系统中，绝大部瓦斯分经第二排气管后冲开所述封堵装置后被吸入所述真空接收室，所述真空接收室容量大，能起到缓冲的作用，然后真空接收室中的瓦斯经抽采连接软管被抽入抽采系统中，所述封堵装置的承压能力有限，故当气体达到一定压力情况下，就能使所述封堵装置打开，使得第二埋线管至真空接收室的管路打通。当打孔时涌出少量瓦斯时，少量瓦斯的压力不足以打开所述封堵装置，故瓦斯只能从第一排气管排出，此时第二排气管、封堵装置、真空接收室这一路就是备用管路，能有效防止突发性瓦斯喷孔带来的危害，保证快速将大量瓦斯排出，本实用新型使用方便、简单快捷、接收效果好、排泄瓦斯能力强，安全有保障，适用于打钻过程有害气体喷孔或瓦斯突出事故的预防，从而保证了钻孔施工人员安全、杜绝了瓦斯事故的发生。

优选的，所述封堵装置为U形压力平衡器，所述U形压力平衡器内部填充液体介质。

所述U形压力平衡器相当于U形管，当在其内部填充液体介质时，常压状态下，U形压力平衡器两侧管体内的液体会保持压力平衡状态。当打孔过程中发生了瓦斯喷孔的现象，喷出的大量高压瓦斯以及煤渣、煤粉，一少部分瓦斯经第一排气管、气渣分离器传输至抽采系统中，绝大部分经第二排气管后打破U形压力平衡器的压力平衡状态后被吸入所述真空接收室。当打孔时涌出少量瓦斯时，少量瓦斯的压力不足以冲破U形压力平衡器的压力平衡状态。

优选的，所述封堵装置包括通气管，所述通气管中设置有翻板阀，位于所述翻板阀之前的通气管管壁上设置有通孔，所述通孔外连接有管段，所述管段上方设置有挡板，翻板阀的阀门连接有配重，挡板上穿置有非金属绳索，所述非金属绳索的外端与所述配重连接，内端连接有卡钩，所述卡钩钩设于通气管的内壁上，所述卡钩上设置有挡片，所述挡片位于通气管的横截面上；所述管段的大小保证能容纳卡钩连带挡片。

所述卡钩连着挡片，挡片位于通气管的横截面上，当挡片受到瓦斯气体冲击时，挡片发生位移，带动卡钩，卡钩与通气管内壁滑脱，由于配重自身的重力向下牵引，卡钩与挡片一起被抽离至所述管段中，所述配重向下移动过程中带动翻板阀的阀门，所述翻板阀被打开，瓦斯以及煤粉煤渣就能顺利通过通气管并进入真空接收室。当打孔过程中发生了瓦斯喷孔的现象，喷出的大量高压瓦斯以及煤渣、煤粉，一少部分经第一排气管、气渣分离器传输至抽采系统中，绝大部分经第二排气管后冲开所述挡片，所述翻板阀被打开，瓦斯及煤渣、煤粉被顺利吸入所述真空接收室。当打孔时涌出少量瓦斯时，少量瓦斯的压力不足以冲开挡片使挡片发生移动，故只能从第一排气管排出，此时第二排气管、通气管、真空接收室这一路就是备用管路。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供一种用于矿井打钻施工的喷孔快速接收系统，通过设置备用管路，避免瓦斯瞬间超限；本实用新型使用方便、简单快捷、接收效果好、排泄瓦斯能力强，安全有保障，适用于打钻过程有害气体喷孔或瓦斯突出事故的预防，保证了钻孔施工人员安全、杜绝了瓦斯事故的发生。

附图说明

图1是本实用新型的一种用于矿井打钻施工的喷孔快速接收系统的结构示意图；

图2是本实用新型的另一种用于矿井打钻施工的喷孔快速接收系统结构示意图。

图中：1-钻孔口密封装置；2-瓦斯接收装置；3-气渣分离器；4-真空接收室；5-第一排气管；6-第二排气管；7-第一埋线管；8-抽采连接软管；9-抽采系统；10-第二埋线管；11-U形压力平衡器；12-液体介质；13-通气管；14-翻板阀；15-通孔；16-管段；17-挡板；18-配重；19-非金属绳索；20-卡钩；21-挡片；22-改向滑轮组；23-排渣口。

具体实施方式

参照图1至图2，对本实用新型所述的一种用于矿井打钻施工的喷孔快速接收系统进行详细说明。

一种用于矿井打钻施工的喷孔快速接收系统，包括钻孔口密封装置1、瓦斯接收装置2、气渣分离器3、真空接收室4以及受一定压力后可快速开启的封堵装置，所述钻孔口密封装置1设置有排气口，所述瓦斯接收装置2与钻孔口密封装置1的排气口连接，所述瓦斯接收装置2包括第一排气管5和第二排气管6，所述第一排气管5通过第一埋线管7与气渣分离器3的进气口连接，所述气渣分离器3的出气口通过抽采连接软管8连接至抽采系统9；所述第二排气管6通过第二埋线管10连接至封堵装置的一端，所述封堵装置的另一端连接至真空接收室4入气口，所述真空接收室4出气口通过抽采连接软管8连接至抽采系统9。所述真空接收室4用风筒材料制作而成，十分轻便，内部有大容量空间且设有入气口、出气口。所述瓦斯接收装置2同样也包括壳体，以及设置在壳体上的进气口、第一排气管5、第二排气管6。

受一定压力后可快速开启的封堵装置所能承受的压力根据具体工作情况而定，封堵装置所受压力超过设定的压力值，所述封堵装置就能打开，被封堵装置封堵的管路就能保持畅通。开孔后钻孔口密封装置1插入煤壁上的钻孔中，将钻机钻杆插入钻孔口密封装置1中进行钻进，钻孔中的瓦斯以及空气会从钻孔口密封装置1的排气口进入到所述瓦斯接收装置2中，瓦斯和空气中往往会带有煤渣或煤粉，部分煤渣或煤粉因自重沉降至瓦斯接收装置2的底部，当瓦斯的量不是很多时，因为瓦斯抽采系统9内为负压环境，故与瓦斯抽采管路相连的气渣分离器3就能将瓦斯和空气以及少量的煤渣或煤粉抽出，气渣分离器3并将瓦斯与煤渣或煤粉分离，瓦斯和空气被抽到抽采系统9中；当打孔过程中发生了瓦斯喷孔的现象，喷出的大量高压瓦斯以及煤渣、煤粉，其中一少部分瓦斯经第一排气管5、气渣分离器3传输至抽采系统9中，绝大部瓦斯分经第二排气管6后冲开所述封堵装置后被吸入所述真空接收室4，所述真空接收室4容量大，能起到缓冲的作用，然后真空接收室4中的瓦斯经抽采连接软管8被抽入抽采系统9中，所述封堵装置的承压能力有限，故当气体达到一定压力情况下，就能使所述封堵装置打开，使得第二埋线管10至真空接收室4的管路打通。当打孔时涌出少量瓦斯时，少量瓦斯的压力不足以打开所述封堵装置，故瓦斯只能从第一排气管5排出，此时第二排气管6、封堵装置、真空接收室4这一路就是备用管路，能有效防止突发性瓦斯喷孔带来的危害，保证快速将大量瓦斯排出，本实用新型使用方便、简单快捷、接收效果好、排泄瓦斯能力强，安全有保障，适用于打钻过程有害气体喷孔或瓦斯突出事故的预防，从而保证了钻孔施工人员安全、杜绝了瓦斯事故的发生。

进一步的，作为本实用新型所述的一种用于矿井打钻施工的喷孔快速接收系统的具体实施方式，如图1所示，所述封堵装置为U形压力平衡器11，所述U形压力平衡器11内部填充液体介质12。所述U形压力平衡器11相当于U形管，当在其内部填充液体介质12时，常压状态下，U形压力平衡器11两侧管体内的液体会保持压力平衡状态。当打孔过程中发生了瓦斯喷孔的现象，喷出的大量瓦斯以及煤渣、煤粉产生高压，一少部分瓦斯经第一排气管5、气渣分离器3传输至抽采系统9中，绝大部分经第二排气管6后打破U形压力平衡器11的压力平衡状态后被吸入所述真空接收室4。当打孔时涌出少量瓦斯时，少量瓦斯的压力不足以冲破U形压力平衡器11的压力平衡状态。

进一步的，作为本实用新型所述的一种用于矿井打钻施工的喷孔快速接收系统的具体实施方式，如图2所示，所述封堵装置包括通气管13，所述通气管13中设置有翻板阀14，位于所述翻板阀14之前的通气管13管壁上设置有通孔15，所述通孔15外连接有管段16，所述管段16上方设置有挡板17，翻板阀14的阀门连接有配重18，挡板17上穿置有非金属绳索19，所述非金属绳索19的外端与所述配重18连接，内端连接有卡钩20，所述卡钩20钩设于通气管13的内壁上，所述卡钩20上设置有挡片21，所述挡片21位于通气管13的横截面上；所述管段16的大小保证能容纳卡钩20连带挡片21。所述卡钩20连着挡片21，挡片21位于通气管13的横截面上，当挡片21受到瓦斯气体冲击时，挡片21发生位移，带动卡钩20，卡钩20与通气管13内壁滑脱，由于配重18自身的重力向下牵引，卡钩20与挡片21一起被抽离至所述管段16中，所述配重18向下移动过程中带动翻板阀14的阀门，所述翻板阀14被打开，瓦斯以及煤粉煤渣就能顺利通过通气管13并进入真空接收室4。当打孔过程中发生了瓦斯喷孔的现象，喷出的大量瓦斯以及煤渣、煤粉产生高压，一少部分经第一排气管5、气渣分离器3传输至抽采系统9中，绝大部分经第二排气管6后冲开所述挡片21，所述翻板阀14被打开，瓦斯及煤渣、煤粉被顺利吸入所述真空接收室4。当打孔时涌出少量瓦斯时，少量瓦斯的压力不足以冲开挡片21使挡片21发生移动，故只能从第一排气管5排出，此时第二排气管6、通气管13、真空接收室4这一路就是备用管路。

进一步的，作为本实用新型所述的一种用于矿井打钻施工的喷孔快速接收系统的具体实施方式，如图2所示，所述非金属绳索19的长度保证当卡钩20钩设于通气管13的内壁上时，所述配重18受非金属绳索19的拉力无法打开翻板阀14的阀门，当卡钩20滑脱，卡钩20与挡片21均位于管段16中时，所述配重18受重力向下运动并打开翻板阀14的阀门。所述非金属绳索19的长度不能太长也不能太短，卡钩20、非金属绳索19、配重18连接在一起，所述配置的活动范围需要保证所述翻板阀14的阀门能被打开，故根据现场非金属绳索19的走向来定非金属绳索19的长度。

进一步的，作为本实用新型所述的一种用于矿井打钻施工的喷孔快速接收系统的具体实施方式，如图2所示，所述通气管13上设置有与非金属绳索19走向配合的两个改向滑轮组22，所述改向滑轮组22包括改向滑轮以及用于支撑改向滑轮的支撑杆，非金属绳索19沿改向滑轮设置。改向滑轮能减小非金属绳索19与通气管13外壁之间的摩擦力，而且有利于非金属绳索19的行走顺畅，保证配重18能对拉力做出敏感反应，进一步保证了翻板阀14能及时打开，保证了整个系统的安全性。

进一步的，作为本实用新型所述的一种用于矿井打钻施工的喷孔快速接收系统的具体实施方式，如图1和图2所示，所述气渣分离器3为两端封口的筒体，所述气渣分离器3的进气口和出气口分别设置于所述筒体的侧壁上部，所述出气口上设置有隔尘网，所述筒体的下部设置有排渣抽屉。瓦斯气体轻于煤粉或者煤尘，故将气渣分离器3的进气口和出气口分别设置于所述筒体的侧壁上部，煤粉或者煤尘由于自身重力会逐渐沉降至气渣分离器3的底部，最后从排渣抽屉中排出，排渣抽屉操作方便。

进一步的，作为本实用新型所述的一种用于矿井打钻施工的喷孔快速接收系统的具体实施方式，如图1和图2所示，所述气渣分离器3的体积小于所述真空接收室4的体积；瓦斯接收装置2的第一排气管5口径小于第二排气管6口径。气渣分离器3主要用于收集钻孔时涌出的少量瓦斯，而所述真空接收室4主要是为了突发性喷孔的大量瓦斯提供一个缓冲的场所。第二排气管6的口径是为了满足短时间大量瓦斯喷孔的排出。

进一步的，作为本实用新型所述的一种用于矿井打钻施工的喷孔快速接收系统的具体实施方式，如图1和图2所示，所述瓦斯接收装置2以及真空接收室4底部均设置有排渣口23。待瓦斯隐患消除后，沉降的煤渣或煤粉能从排渣口23方便排出，定时清理，不会造成气体进出口的封堵，有利于保证抽采系统9稳定运行。

进一步的，作为本实用新型所述的一种用于矿井打钻施工的喷孔快速接收系统的具体实施方式，如图1和图2所示，所述抽采连接软管8和排渣口23上均设置有阀门。

进一步的，作为本实用新型所述的一种用于矿井打钻施工的喷孔快速接收系统的具体实施方式，钻孔口密封装置1和瓦斯接收装置2通过法兰连接。

以上具体结构和尺寸数据是对本实用新型的较佳实施例进行了具体说明，但本实用新型创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种用于矿井打钻施工的喷孔快速接收系统，其特征在于：包括钻孔口密封装置（1）、瓦斯接收装置（2）、气渣分离器（3）、真空接收室（4）以及受一定压力后可快速开启的封堵装置，所述钻孔口密封装置（1）设置有排气口，所述瓦斯接收装置（2）与钻孔口密封装置（1）的排气口连接，所述瓦斯接收装置（2）包括第一排气管（5）和第二排气管（6），所述第一排气管（5）通过第一埋线管（7）与气渣分离器（3）的进气口连接，所述气渣分离器（3）的出气口通过抽采连接软管（8）连接至抽采系统（9）；所述第二排气管（6）通过第二埋线管（10）连接至封堵装置的一端，所述封堵装置的另一端连接至真空接收室（4）入气口，所述真空接收室（4）出气口通过抽采连接软管（8）连接至抽采系统（9）。

2.根据权利要求1所述的一种用于矿井打钻施工的喷孔快速接收系统，其特征在于：所述封堵装置为U形压力平衡器（11），所述U形压力平衡器（11）内部填充液体介质（12）。

3.根据权利要求1所述的一种用于矿井打钻施工的喷孔快速接收系统，其特征在于：所述封堵装置包括通气管（13），所述通气管（13）中设置有翻板阀（14），位于所述翻板阀（14）之前的通气管（13）管壁上设置有通孔（15），所述通孔（15）外连接有管段（16），所述管段（16）上方设置有挡板（17），翻板阀（14）的阀门连接有配重（18），挡板（17）上穿置有非金属绳索（19），所述非金属绳索（19）的外端与所述配重（18）连接，内端连接有卡钩（20），所述卡钩（20）钩设于通气管（13）的内壁上，所述卡钩（20）上设置有挡片（21），所述挡片（21）位于通气管（13）的横截面上；所述管段（16）的大小保证能容纳卡钩（20）连带挡片（21）。

4.根据权利要求3所述的一种用于矿井打钻施工的喷孔快速接收系统，其特征在于：所述非金属绳索（19）的长度保证当卡钩（20）钩设于通气管（13）的内壁上时，所述配重（18）受非金属绳索（19）的拉力无法打开翻板阀（14）的阀门，当卡钩（20）滑脱，卡钩（20）与挡片（21）均位于管段（16）中时，所述配重（18）受重力向下运动并打开翻板阀（14）的阀门。

5.根据权利要求4所述的一种用于矿井打钻施工的喷孔快速接收系统，其特征在于：所述通气管（13）上设置有与非金属绳索（19）走向配合的两个改向滑轮组（22），所述改向滑轮组（22）包括改向滑轮以及用于支撑改向滑轮的支撑杆，非金属绳索（19）沿改向滑轮设置。

6.根据权利要求1至5任一所述的一种用于矿井打钻施工的喷孔快速接收系统，其特征在于：所述气渣分离器（3）为两端封口的筒体，所述气渣分离器（3）的进气口和出气口分别设置于所述筒体的侧壁上部，所述出气口上设置有隔尘网，所述筒体的下部设置有排渣出口，所述排渣出口上设置有阀门。

7.根据权利要求6所述的一种用于矿井打钻施工的喷孔快速接收系统，其特征在于：所述气渣分离器（3）的体积小于所述真空接收室（4）的体积；瓦斯接收装置（2）的第一排气管（5）口径小于第二排气管（6）口径。

8.根据权利要求7所述的一种用于矿井打钻施工的喷孔快速接收系统，其特征在于：所述瓦斯接收装置（2）以及真空接收室（4）底部均设置有排渣口（23）。

9.根据权利要求8所述的一种用于矿井打钻施工的喷孔快速接收系统，其特征在于：所述抽采连接软管（8）和排渣口（23）上均设置有阀门。

10.根据权利要求9所述的一种用于矿井打钻施工的喷孔快速接收系统，其特征在于：钻孔口密封装置（1）和瓦斯接收装置（2）通过法兰连接。

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