CN212201897U - 矿井井下钻场内定向钻机集成化控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于矿井井下抽采瓦斯技术领域，具体涉及一种矿井井下钻场内定向钻机集成化控制系统，其解决了现有技术不能精确调控负压，负压浪费、影响抽采量等问题。本实用新型包括定向钻机操作台、钻杆、防喷装置、瓦斯抽采管、负压显示器和瓦斯测量装置；抽采管上沿抽采方向依次设有压力表和负压控制阀，压力表的输出端通过线路连通于负压显示器，负压显示器位于操作台的操作面上，负压控制阀的控制端外接于操作台的一侧；瓦斯测量装置包括瓦斯传感仪和瓦斯显示器；瓦斯传感仪的输出端通过线路与瓦斯显示器连通，瓦斯显示器位于操作台的操作面。本实用新型提高了钻机施工的安全性，提高抽采量，大大提升人工工效；真正达到瓦斯零超限的目标。

Description

矿井井下钻场内定向钻机集成化控制系统

技术领域

本实用新型属于矿井井下抽采瓦斯技术领域，具体涉及一种矿井井下钻场内定向钻机集成化控制系统。

背景技术

我矿是我国乃至世界罕见的高瓦斯矿井，其吨煤瓦斯含量东井区为9.03m³，西井区为16.6m³，矿井绝对瓦斯涌出量为970.59m³/min。在治理瓦斯过程中，我矿始终坚持“先抽后采、以风定产、监测监控”的方针，目前我矿井下瓦斯抽采主要依靠定向钻机超前抽采，需要看护瓦斯传感仪人员根据数值显示反馈给机长，机长再一边安排人员进行负压调控一边控制钻进速度，三人需要精细配合方才能保障钻井过程中不出现瓦斯超限的情况，负压调控根据孔内瓦斯情况凭感觉去控制，往往造成负压损失及浪费，既影响了管路内的负压，又影响了瓦斯抽放泵站内的瓦斯浓度，每天需通过投入大量的系统巡查人员进行排查来调整负压使浓度保持在一个较高值，这样就存在以下问题：钻场内施工钻孔时孔内负压未用数值精确显示，凭感觉来负压控制；2、抽放钻场内负压控制阀安装位置不合理，机长调控负压需走下钻机操作台，紧急情况下机长无法第一时间对钻场负压进行调整；3、定向钻机防止瓦斯超限仍采用专人监护瓦斯传感器，人员反馈配合过程中存在漏洞，常常造成定向钻机打钻超限；4、人均工效较低。

实用新型内容

本实用新型要解决上述问题，提供了一种矿井井下钻场内定向钻机集成化控制系统。

本实用新型采用如下的技术方案实现：一种矿井井下钻场内定向钻机集成化控制系统，包括定向钻机操作台、定向钻机的钻杆、套装于钻杆外并位于钻孔孔口的防喷装置、设于钻孔口的瓦斯抽采管、负压显示器和瓦斯测量装置；

所述抽采管上沿抽采方向依次设有压力表和负压控制阀，压力表的输出端通过线路连通于负压显示器，负压显示器位于操作台的操作面上，负压控制阀的控制端外接于操作台上靠近钻孔的一侧；

瓦斯测量装置包括瓦斯传感仪和瓦斯显示器；瓦斯传感仪的输出端通过线路与瓦斯显示器连通，瓦斯传感仪位于钻场的背风角、上风口、下风口和排渣口，瓦斯显示器位于操作台的操作面。

进一步的，瓦斯显示器上增设有机载断电闭锁。

进一步的，负压显示器与瓦斯显示器相邻设置。

进一步的，负压显示器靠近负压控制阀设置。

本实用新型相比现有技术的有益效果：

本实用新型将“打钻”、“负压调控”、“瓦斯监控”集成在钻机操作台上，机长一人便可掌控整个钻场内的所有情况，精确调控负压，将负压、瓦斯与钻进速度时刻保持在一个最佳的状态，即保证瓦斯不超限，又防止负压的损失和浪费，大幅度提高了钻机施工的安全性，提高抽采量，大大提升人工工效，降低操作人员的劳动强度；瓦斯显示器上增设的机载断电闭锁，保证安全施工，真正达到瓦斯零超限的目标。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图中：1-操作台，2-钻杆，3-防喷装置，4-瓦斯传感仪，5-抽采管， 5.1-压力表，5.2-负压控制阀，5.3-控制端6-负压显示器，7-瓦斯显示器， 8-背风角，9-上风口，10-下风口，11-排渣口。

具体实施方式

结合附图说明，对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：

参照图1，本实用新型提供了一种矿井井下钻场内定向钻机集成化控制系统，包括定向钻机操作台1、定向钻机的钻杆2、套装于钻杆外并位于钻孔孔口的防喷装置3、设于钻孔口的瓦斯抽采管5、负压显示器6和瓦斯测量装置；

所述抽采管5上沿抽采方向依次设有压力表5.1和负压控制阀5.2，压力表5.1的输出端通过线路连通于负压显示器6，负压显示器6位于操作台1的操作面上，负压控制阀5.1的控制端5.3外接于操作台1上靠近钻孔的一侧；

瓦斯测量装置包括瓦斯传感仪4和瓦斯显示器7；瓦斯传感仪4的输出端通过线路与瓦斯显示器7连通，瓦斯传感仪4位于钻场的背风角8、上风口9、下风口10和排渣口11，瓦斯显示器7位于操作台1的操作面；背风角8、上风口9、下风口10和排渣口11任意一处的瓦斯值即将超限时，立即调整负压使得瓦斯值在限值一下。

瓦斯显示器7上增设有机载断电闭锁，设定瓦斯限值，当钻场的背风角8、上风口9、下风口10和排渣口11中任何一个瓦斯传感仪的数值超过设定的瓦斯限值便会使钻机被迫断电，从而现场人员第一时间停止钻孔施工，查找原因，直至瓦斯值不超限再重启钻机进行施工，保证安全施工。

负压显示器6与瓦斯显示器7相邻设置，负压显示器6靠近负压控制阀5.1设置，定向钻机的机长根据瓦斯显示器显示的实时瓦斯值，立即调控负压控制阀5.1，调控负压的同时观察负压显示器6的负压显示与瓦斯显示器7的瓦斯显示，并同时控制钻进速度（如果瓦斯显示器7的显示值即将超限，则将负压值向下调控直至瓦斯值不超限），使得“钻进速度”、“负压值”、“瓦斯值”处于最佳状态，确保在瓦斯不超限的情况下最大限度保证抽放浓度，真正做到抽采精细化，提高抽采量，即保证瓦斯不超限，又防止负压的损失和浪费。

本实用新型的工作原理：

目前井下抽放钻场内钻孔施工过程中，通过孔口连接负压管进行边钻边抽，在钻进过程中孔内会返出大量的水和煤渣，如果负压开的太大，不仅造成了负压的损失的浪费，同时也会将这些水和煤渣吸入到主管路内造成管路积水积渣过多堵塞，致使井下主管路无负压而导致的严重瓦斯超限事故的发生；如果负压小随着钻孔孔深的增加孔内会喷出瓦斯从而造成下风侧的瓦斯断电；因此，本项目通过增加瓦斯传感仪4、瓦斯显示器7、负压显示器6和负压控制阀5.2来实时调控寻求钻孔钻进过程中的负压与瓦斯值的平衡点，根据瓦斯显示器7反应的实时瓦斯值，调整负压控制阀5.2，保证孔口负压既可以满足孔内瓦斯的抽采，又不会浪费负压，将更多的抽采能力投入到钻孔抽采当中去，同时也避免了过多的将水煤渣吸入到主管路内。

本实用新型将“打钻”、“负压调控”、“瓦斯监控”集成在钻机操作台上，机长一人便可掌控整个钻场内的所有情况，精确调控负压，将负压、瓦斯与钻进速度时刻保持在一个最佳的状态，即保证瓦斯不超限，又防止负压的损失和浪费，大幅度提高了钻机施工的安全性，提高抽采量，大大提升人工工效，降低操作人员的劳动强度；瓦斯显示器上增设的机载断电闭锁，保证安全施工，真正达到瓦斯零超限的目标。

Claims (4)

1.一种矿井井下钻场内定向钻机集成化控制系统，其特征在于：包括定向钻机操作台（1）、定向钻机的钻杆（2）、套装于钻杆外并位于钻孔孔口的防喷装置（3）、设于钻孔口的瓦斯抽采管（5）、负压显示器（6）和瓦斯测量装置；

所述抽采管（5）上沿抽采方向依次设有压力表（5.1）和负压控制阀（5.2），压力表（5.1）的输出端通过线路连通于负压显示器（6），负压显示器（6）位于操作台（1）的操作面上，负压控制阀（5.1）的控制端（5.3）外接于操作台（1）上靠近钻孔的一侧；

瓦斯测量装置包括瓦斯传感仪（4）和瓦斯显示器（7）；瓦斯传感仪（4）的输出端通过线路与瓦斯显示器（7）连通，瓦斯传感仪（4）位于钻场的背风角（8）、上风口（9）、下风口（10）和排渣口（11），瓦斯显示器（7）位于操作台（1）的操作面。

2.根据权利要求1所述的一种矿井井下钻场内定向钻机集成化控制系统，其特征在于：瓦斯显示器（7）上增设有机载断电闭锁。

3.根据权利要求1或2所述的一种矿井井下钻场内定向钻机集成化控制系统，其特征在于：负压显示器（6）与瓦斯显示器（7）相邻设置。

4.根据权利要求3所述的一种矿井井下钻场内定向钻机集成化控制系统，其特征在于：负压显示器（6）靠近负压控制阀（5.1）设置。

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