CN218971171U - 矿用钻孔安全装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种矿用钻孔安全装置，该矿用钻孔安全装置包括：护管，设置在钻孔中，护管的外壁与钻孔的内壁相贴合；注入组件，包括介质管路以及设置在介质管路上的调节阀，介质管路的出口与护管相连通；检测组件，包括连通管路以及设置在连通管路上并与连通管路相连通的气体检测件，连通管路的一端与护管相连通；控制件，调节阀和气体检测件均与控制件电连接，控制件能够根据气体检测件的检测数据控制调节阀工作。通过本申请提供的技术方案，能够解决相关技术中的地面注浆钻孔的施工安全性差的问题。

Description

矿用钻孔安全装置

技术领域

本实用新型涉及矿井防火技术领域，具体而言，涉及一种矿用钻孔安全装置。

背景技术

在矿井防火领域中，常采用地面钻孔注浆防火措施，通过在地面向高温采空区钻孔，利用钻孔向高温采空区注浆以达到防火效果。

然而，在相关技术领域中，煤炭开采过后随着顶板的垮落会形成丰富的裂隙，形成有害气体裂隙通道，在地面注浆钻孔施工过程中，钻孔会与有害气体裂隙通道相联通，有害气体通过有害气体裂隙通道进入钻孔中进而涌出至地面，并且在钻孔与高温采空区贯通时，高温采空区内的有毒有害气体会直接通过钻孔涌出至地面，使得地面注浆钻孔存在施工安全性差的问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种矿用钻孔安全装置，以解决相关技术中的地面注浆钻孔的施工安全性差的问题。

本实用新型提供了一种矿用钻孔安全装置，该矿用钻孔安全装置包括：护管，设置在钻孔中，护管的外壁与钻孔的内壁相贴合；注入组件，包括介质管路以及设置在介质管路上的调节阀，介质管路的出口与护管相连通；检测组件，包括连通管路以及设置在连通管路上并与连通管路相连通的气体检测件，连通管路的一端与护管相连通；控制件，调节阀和气体检测件均与控制件电连接，控制件能够根据气体检测件的检测数据控制调节阀工作。

进一步地，检测组件还包括设置在介质管路上的流量计，流量计与控制件电连接。

进一步地，矿用钻孔安全装置还包括第一报警器，流量计与第一报警器电连接。

进一步地，护管的侧壁间隔设置有第一通孔和第二通孔，介质管路的出口与第一通孔相连通，连通管路的一端与第二通孔相连通，第一通孔低于或平齐于第二通孔。

进一步地，护管的上部向上凸出于地面，第一通孔和第二通孔均设置在护管的上部。

进一步地，第一通孔与地面之间的高度差在15cm至25cm之间；和/或，第二通孔与地面之间的高度差在15cm至25cm之间。

进一步地，矿用钻孔安全装置还包括第二报警器，气体检测件与第二报警器电连接。

进一步地，介质管路的进口与注浆水源相连通。

进一步地，连通管路包括矿用塑料束管。

进一步地，气体检测件包括CO检测仪；和/或，控制件包括PLC。

应用本实用新型的技术方案，矿用钻孔安全装置包括护管、注入组件、检测组件以及控制件，在注浆钻孔的施工过程中，将护管设置在钻孔中，在后续的注浆钻孔施工中，避免该钻孔塌陷。由于连通管路的两端分别与气体检测件和护管相连通，使得气体检测件能够检测钻孔内部的有害气体的浓度，在气体检测件的检测数据显示钻孔内部的有害气体浓度超标时，控制件控制调节阀打开，介质管路与护管相连通，通过介质管路向钻孔内注入介质，产生向下的流场，避免有害气体溢出并降低钻孔内部的有害气体的浓度。通过控制件根据气体检测件的检测数据控制注入组件工作，在注浆钻孔的施工过程中，避免高温采空区内的有毒有害气体涌出至地面，提高地面注浆钻孔的施工安全性。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了本实用新型实施例提供的矿用钻孔安全装置的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、护管；11、第一通孔；12、第二通孔；

20、注入组件；21、介质管路；22、调节阀；

30、检测组件；31、连通管路；311、矿用塑料束管；32、气体检测件；321、CO检测仪；33、流量计；

40、控制件；41、PLC；

51、第一报警器；52、第二报警器；

60、注浆水源；

70、介质覆盖面。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型实施例提供了一种矿用钻孔安全装置，该矿用钻孔安全装置包括护管10、注入组件20、检测组件30以及控制件40，护管10设置在钻孔中，护管10的外壁与钻孔的内壁相贴合，注入组件20包括介质管路21以及设置在介质管路21上的调节阀22，介质管路21的出口与护管10相连通，检测组件30包括连通管路31以及设置在连通管路31上并与连通管路31相连通的气体检测件32，连通管路31的一端与护管10相连通，控制件40调节阀22和气体检测件32均与控制件40电连接，控制件40能够根据气体检测件32的检测数据控制调节阀22工作。

应用本实施例提供的矿用钻孔安全装置，该矿用钻孔安全装置包括护管10、注入组件20、检测组件30以及控制件40，在注浆钻孔的施工过程中，先从地表向高温采空区钻一段仅到达地表浅层的钻孔，该钻孔并未与高温采空区相连通，将护管10设置在该钻孔中，在后续的注浆钻孔施工中，避免该钻孔塌陷，由于连通管路31的两端分别与气体检测件32和护管10相连通，使得气体检测件32能够检测钻孔内部的有害气体的浓度，在气体检测件32的检测数据显示钻孔内部的有害气体浓度超标时，控制件40控制调节阀22打开，介质管路21与护管10相连通，通过介质管路21向钻孔内注入介质，产生向下的流场，避免有害气体溢出并降低钻孔内部的有害气体的浓度，并且控制件40控制调节阀22的开度持续增大，直到气体检测件32的检测数据显示钻孔内部的有害气体浓度降低到危险值以下。通过控制件40根据气体检测件32的检测数据控制注入组件20工作，在注浆钻孔的施工过程中，避免高温采空区内的有毒有害气体涌出至地面，提高地面注浆钻孔的施工安全性。

如图1所示，检测组件30还包括设置在介质管路21上的流量计33，流量计33与控制件40电连接。在介质管路21向钻孔内注入介质时，通过流量计33检测介质管路21内的介质流量，在介质管路21中的介质供给不足时，流量计33检测到介质流量过低，控制件40控制调节阀22的开度增大，增加介质流量，直到流量计33检测到介质流量恢复至最低流量以上，保证矿用钻孔安全装置的使用可靠性，提高地面注浆钻孔的施工安全性。

如图1所示，矿用钻孔安全装置还包括第一报警器51，流量计33与第一报警器51电连接。当流量计33检测到介质流量低于最低流量时，第一报警器51发出声光报警，直至流量计33检测到介质流量恢复至最低流量以上，第一报警器51停止报警。并且，在介质管路21的介质源不足时，通过第一报警器51提醒现场工人进行设备检测和介质添加，保证矿用钻孔安全装置的使用可靠性。

如图1所示，护管10的侧壁间隔设置有第一通孔11和第二通孔12，介质管路21的出口与第一通孔11相连通，连通管路31的一端与第二通孔12相连通，第一通孔11低于或平齐于第二通孔12。在介质管路21向钻孔内注入介质且形成介质覆盖面70时，由于第一通孔11低于或平齐于第二通孔12，避免介质通过第二通孔12进入连通管路31，以防钻孔内的气体无法有效通过连通管路，避免气体检测件32的检测工作受到干扰，保证气体检测件32的检测精度和准确度，保证矿用钻孔安全装置的使用可靠性。

在本实施例中，介质管路21的出口焊接在第一通孔11上，使得介质管路21与钻孔的连通可靠。

需要说明的是，第一通孔11低于或平齐于第二通孔12，指的是，第一通孔11的中心低于或平齐于第二通孔12的中心。

在本实施例中，第一通孔11平齐于第二通孔12。

如图1所示，护管10的上部向上凸出于地面，第一通孔11和第二通孔12均设置在护管10的上部。在管路布置时，由于第一通孔11和第二通孔12均设置在护管10的上部，使得连通管路31与护管10的连接以及介质管路21与护管10的连接均在地面以上进行，方便进行管路连接，提高矿用钻孔安全装置的安装速度，避免影响注浆钻孔的施工进程。

在本实施例中，第一通孔11与地面之间的高度差在15cm至25cm之间。采用上述范围的高度差，在介质管路21向钻孔内注入介质且形成介质覆盖面70时，避免介质从护管10的上端溢出，保证介质能够产生足够的向下流场，避免有害气体溢出并降低钻孔内部的有害气体的浓度。

需要说明的是，第一通孔11与地面之间的高度差，指的是，第一通孔11的中心与地面之间的高度差。

具体地，第一通孔11与地面之间的高度差可以为15cm、17cm、20cm、22cm、25cm以及15cm至25cm之间的其它任一值。

在本实施例中，第一通孔11与地面之间的高度差为20cm。

在本实施例中，第二通孔12与地面之间的高度差在15cm至25cm之间。采用上述范围的高度差，在气体检测件32检测钻孔内部的有害气体的浓度时，护管10的外部气体对气体检测件32造成干扰，保证气体检测件32的检测精度和准确度，保证矿用钻孔安全装置的使用可靠性。

需要说明的是，第二通孔12与地面之间的高度差，指的是，第二通孔12的中心与地面之间的高度差。

具体地，第二通孔12与地面之间的高度差可以为15cm、17cm、20cm、22cm、25cm以及15cm至25cm之间的其它任一值。

在本实施例中，第二通孔12与地面之间的高度差为20cm。

如图1所示，矿用钻孔安全装置还包括第二报警器52，气体检测件32与第二报警器52电连接。当气体检测件32的检测数据显示钻孔内部的有害气体浓度超标时，第二报警器52发出声光报警，直至气体检测件32的检测数据显示钻孔内部的有害气体浓度降低到危险值以下，第二报警器52停止报警。并且，在钻孔内部的有害气体浓度超标时，通过第二报警器52提醒现场工人提前做好防护准备，提高地面注浆钻孔的施工安全性。

如图1所示，介质管路21的进口与注浆水源60相连通。利用注浆水源60作为介质管路21的介质源，由于地面钻孔注浆防灭火措施设置有供水钻孔，从井下供水作为注浆水源，并且注浆水源60的位置在注浆钻孔的附近，使得介质管路21的介质源的来源稳定。并且，提前布置管路将注浆水源供应注浆钻孔施工使用，在注浆钻孔施工结束后，通过连接钻孔和注浆水源完成地面钻孔注浆防灭火措施，使得矿用钻孔安全装置与注浆工序合理衔接，并且使得介质管路21的介质源的来源稳定且成本低。

在其他实施例中，若介质选择空气，利用气动潜孔锤钻孔施工现场的空压机，由于空压机产生的气体流量大，使得介质管路21的介质源稳定，但是空压机产生的气流为空气，氧气占比较高，介质选用空气后，空压机会向高温采空区注入大量的氧气，与煤矿高温采空区治理原则相违背；若介质选择氮气，在现场增设制氮气程序，使钻孔施工过程变复杂；若介质选择液氮或液态二氧化碳，由于液氮或液态二氧化碳不稳定，带入新的危险源，并且介质选择液氮或液态二氧化碳使得介质运输距离远，增设新工艺程序，矿用钻孔安全装置的成本高。

如图1所示，连通管路31包括矿用塑料束管311。矿用塑料束管311一端通过第二通孔12与钻孔相连通，矿用塑料束管311的另一端与气体检测件32相连通，在煤矿生产环境中，采用矿用塑料束管311，使得气体检测件32与钻孔的连通可靠，避免气体检测件32的检测工作受到干扰，保证气体检测件32的检测精度和准确度，保证矿用钻孔安全装置的使用可靠性。

如图1所示，气体检测件32包括CO检测仪321。通过CO检测仪321检测钻孔内的CO浓度，在钻孔内部的CO浓度超标时，控制件40控制调节阀22打开，介质管路21向钻孔内注入介质，在注浆钻孔的施工过程中，避免高温采空区内的CO气体涌出至地面，提高地面注浆钻孔的施工安全性。

在本实施例中，CO检测仪设定的危险值为24PPM(百分比浓度，Parts PerMillion)。

在其他实施例中，气体检测件32还包括乙烯、乙烷、氧气、瓦斯等其他有害气体的浓度检测仪。

如图1所示，控制件40包括PLC41。通过PLC控制调节阀22，提高本实施例的自动化程度，保证矿用钻孔安全装置的使用可靠性。

应用本实施例提供的矿用钻孔安全装置，具有以下有益效果：

(1)通过控制件40根据气体检测件32的检测数据控制注入组件20工作，在注浆钻孔的施工过程中，避免高温采空区内的有毒有害气体涌出至地面，提高地面注浆钻孔的施工安全性，有效杜绝了钻孔施工过程中有毒有害气体外溢事故的发生，确保了作业人员的生命安全；

(2)提前布置管路将注浆水源供应注浆钻孔施工使用，在注浆钻孔施工结束后，通过连接钻孔和注浆水源完成地面钻孔注浆防灭火措施，使得矿用钻孔安全装置与注浆工序合理衔接，不影响注浆工程的工期，并且使得介质管路21的介质源的来源稳定且成本低，充分利用注浆工程现场资源，未新增复杂工序，设备简单，安装方便，效果明显，安全系数高，稳定可靠；

(3)在介质管路21的介质源不足时，通过第一报警器51提醒现场工人进行设备检测和介质添加，保证矿用钻孔安全装置的使用可靠性；

(4)在钻孔内部的有害气体浓度超标时，通过第二报警器52提醒现场工人提前做好防护准备，提高地面注浆钻孔的施工安全性。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种矿用钻孔安全装置，其特征在于，所述矿用钻孔安全装置包括：

护管(10)，设置在钻孔中，所述护管(10)的外壁与所述钻孔的内壁相贴合；

注入组件(20)，包括介质管路(21)以及设置在所述介质管路(21)上的调节阀(22)，所述介质管路(21)的出口与所述护管(10)相连通；

检测组件(30)，包括连通管路(31)以及设置在所述连通管路(31)上并与所述连通管路(31)相连通的气体检测件(32)，所述连通管路(31)的一端与所述护管(10)相连通；

控制件(40)，所述调节阀(22)和所述气体检测件(32)均与所述控制件(40)电连接，所述控制件(40)能够根据所述气体检测件(32)的检测数据控制所述调节阀(22)工作。

2.根据权利要求1所述的矿用钻孔安全装置，其特征在于，所述检测组件(30)还包括设置在所述介质管路(21)上的流量计(33)，所述流量计(33)与所述控制件(40)电连接。

3.根据权利要求2所述的矿用钻孔安全装置，其特征在于，所述矿用钻孔安全装置还包括第一报警器(51)，所述流量计(33)与所述第一报警器(51)电连接。

4.根据权利要求1所述的矿用钻孔安全装置，其特征在于，所述护管(10)的侧壁间隔设置有第一通孔(11)和第二通孔(12)，所述介质管路(21)的出口与所述第一通孔(11)相连通，所述连通管路(31)的一端与所述第二通孔(12)相连通，所述第一通孔(11)低于或平齐于所述第二通孔(12)。

5.根据权利要求4所述的矿用钻孔安全装置，其特征在于，所述护管(10)的上部向上凸出于地面，所述第一通孔(11)和所述第二通孔(12)均设置在所述护管(10)的上部。

6.根据权利要求5所述的矿用钻孔安全装置，其特征在于，

所述第一通孔(11)与所述地面之间的高度差在15cm至25cm之间；和/或，

所述第二通孔(12)与所述地面之间的高度差在15cm至25cm之间。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的矿用钻孔安全装置，其特征在于，所述矿用钻孔安全装置还包括第二报警器(52)，所述气体检测件(32)与所述第二报警器(52)电连接。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的矿用钻孔安全装置，其特征在于，所述介质管路(21)的进口与注浆水源(60)相连通。

9.根据权利要求1至6中任一项所述的矿用钻孔安全装置，其特征在于，所述连通管路(31)包括矿用塑料束管(311)。

10.根据权利要求1至6中任一项所述的矿用钻孔安全装置，其特征在于，

所述气体检测件(32)包括CO检测仪(321)；和/或，

所述控制件(40)包括PLC(41)。

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