CN2918739Y - 连续钻进流量法预测煤巷突出装置 - Google Patents

Abstract

一种连续钻进流量法预测煤巷突出装置，由封孔装置、固气分离器、过滤器、煤屑控制器、连接有位移传感器LXC的岩石电钻、带有防爆外壳的控制主机KZ和与其相连的计算机数据采集器SC构成，固气分离器的前部通过连接器与封孔装置连接在一起，后部通过伸缩装置导入固定在岩石电钻上的推杆及钻杆；在固气分离器的顶部与过滤器相连，过滤器侧面通过传压管与主机内能够感知过滤器过滤阻力的压力传感器相连，煤屑控制器设在固气分离器的下部，岩石电钻设在由前后支撑架固定的导轨上。其主机测量瓦斯流量的范围为0～1020升/分，每次测量钻头位移的范围为0～2.0米，其结构紧凑合理，动态性能好，准确度高，测定结果稳定可靠，具有广泛的实用性。

Description

连续钻进流量法预测煤巷突出装置

                                  技术领域

本实用新型涉及连续钻进流量法预测煤巷突出装置，尤其适用于煤巷突出危险性大小的测定。

                                  背景技术

众所周知，煤与瓦斯突出是发生在含高压瓦斯的软煤中的一种动力现象，一旦出现突出，经常会危及煤矿工人的性命。煤巷掘进是在煤层中进行的一种劳动过程，经常会碰到煤与瓦斯突出，进行煤巷突出预测对于避免突出的危害十分重要。在上世纪60年代，前苏联的И.B.包布洛夫就观测到：煤巷掘进过程中能否突出与卸压带的长短密切相关。卸压带长，掘进过程在卸压带内进行，一般不会发生突出；当卸压带较短时，同样进尺的掘进很容易将具有高压瓦斯的软煤突然暴露，导致突出。因此，煤巷工作面的突出危险性与煤巷工作面前方的卸压带分布有关。但是，多年来，各国进行煤巷突出预测的方法主要是“点预测”，无法反映煤巷工作面前方卸压带的实际分布。国内学者也曾提供过一套连续测定煤巷工作面钻进过程中的钻屑量，打钻功率，排屑气体流量，瓦斯浓度等参数的类似的预测装置，但还没有直接测定连续钻进过程中的瓦斯流量分布的装置。

                                   发明内容

技术问题：本实用新型的目的是提供一种能够测定煤层钻进过程中、瓦斯流量随钻进距离的分布情况，以适应煤巷掘进中突出预测需要的连续钻进流量法预测煤巷突出装置。

技术方案：本实用新型连续钻进流量法预测煤巷突出装置，它由封孔装置、固气分离器、过滤器、煤屑控制器、连接有位移传感器LXC的岩石电钻、带有防爆外壳的控制主机KZ和与其相连的计算机数据采集器SC构成，固气分离器的前部通过连接器与封孔装置连接在一起，后部通过伸缩装置导入固定在岩石电钻上的钻杆；在固气分离器的顶部与过滤器相连，过滤器侧面通过传压管与主机内能够感知过滤器过滤阻力的压力传感器相连；煤屑控制器设在固气分离器的底部；岩石电钻设在前后支撑架固定的导轨上。

本实用新型连续钻进流量法预测煤巷突出装置，所述的封孔装置包括引气管，设在引气管头部的挡头，管内的阻燃管，外部的密封胶囊、后部的挡盘和密封堵头；所述的过滤器包括初始过滤器和与初始过滤器相连的精细过滤器；所述的连接器由承接管和连接头构成；所述的伸缩装置由与固气分离器相连的伸缩管连接头、连接在伸缩管连接头上的固定筒、套在固定筒内的伸缩筒构成；所述的位移传感器LXC为带有防爆外壳的每次测定位移量达2米的拉线式位移传感器；所述的煤屑控制器由煤样罐、设在煤样罐下的排屑转接头和弹簧螺旋输送机构成，煤样罐内设有与主机KZ相连的两个电容式料位开关CH5，弹簧螺旋输送机由输送胶管、设在胶管内的输送弹簧、排屑头和传递动力的防爆电机构成；所述的控制主机KZ内并联设置有测定瓦斯涌出量达到0～1020升/分的6个气体流量传感器和1个测量过滤器过滤阻力的压力传感器；所述的计算机数据采集器SC由防爆外壳和嵌入式计算机构成，防爆外壳上设置了操作按键和视窗，操作按键上有防护盖保护。。

有益效果：本实用新型连续钻进流量法预测煤巷突出装置，由封孔装置，固气分离装置，位移传感器，主机，计算机数据采集器，岩石电钻，支撑架及过滤器所组成。瓦斯流量测量范围为0～1020升/分，钻头位移每次测量范围达0～2米，能够测定煤层钻进过程中、瓦斯流量随钻进距离的分布情况，适应煤巷掘进中突出预测的需要，其结构紧凑合理，操作方便，动态性能好，准确度高，测定结果稳定可靠，测定的结果能如实地反映连续钻进过程中沿程的瓦斯气体流量分布，在本技术领域内具有广泛的实用性。通过对多次的煤巷工作面测定表明：突出危险工作面与非突出煤层工作面的测定结果具有较大的差异，可以用于反映煤巷工作面前方卸压带的分布，以预测煤巷掘进过程中的突出危险性预测。

                                  附图说明

图1是本实用新型连续钻进流量法预测煤巷突出装置的结构图。

图2是图1中封孔装置局部放大图。

图中：1-引气管，2-挡头，3-阳燃管4-胶囊，5-挡盘，6-密封堵头，7-连接头，8-承接管，9-排屑头，10-固气分离器，11-伸缩管连接头，12-固定筒，13-初始过滤器，14-煤屑控制器，15-连接头，16-排屑转接头，17-底座，18-防爆电机，19-胶管，20-伸缩筒，21-推杆，22-岩石电钻架，23-岩石电钻，24-支撑架，25-横梁，26-精细过滤器，27-通气管，28-传压管，29、30、31、32-电缆，33-麻花钻杆，34-输送弹簧，KZ-主机，SC-计算机数据采集器，CH5-料位开关，LXC-位移传感器。

                                具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的一个实施例作进一步的描述：

本实用新型连续钻进流量法预测煤巷突出装置，它主要由封孔装置、固气分离器10、过滤器、煤屑控制器14、连接有位移传感器LXC的岩石电钻23、带有防爆外壳的控制主机KZ和与其相连的计算机数据采集器SC构成。封孔装置由引气管1，设在引气管1头部的挡头2，管内的阻燃管3，外部的密封胶囊4、后部的挡盘5和密封堵头6组成，用于收集钻进过程中从煤层中出来的煤屑和瓦斯气体，将其置入打好的钻孔封孔段中。固气分离器10用于将煤屑与瓦斯气体分离而不影响瓦斯流量的测定，将来自钻孔的煤屑和瓦斯气体分离，固气分离器10的前部通过连接器与封孔装置相连接，连接器由承接管8和连接头7构成，固气分离器10的后部通过伸缩装置导入固定在岩石电钻23上的推杆21和钻杆33，伸缩装置由与固气分离器10相连的伸缩管连接头11、连接在伸缩管连接头11上的固定筒12、套在固定筒12内的伸缩筒20构成。过滤器与固气分离器10的顶部相连，侧面通过传压管与主机内能够感知过滤器过滤阻力的压力传感器相连，过滤器设有初始过滤器13和精细过滤器26，精细过滤器26与初始过滤器13相连，并通过通气管27与主机KZ相连，初始过滤器13上设置有与主机KZ相连的传压管28。煤屑控制器14设在固气分离器10的底部，通过接头15与固气分离器10相连，煤屑控制器14由煤样罐、设在煤样罐下的排屑转接头16和弹簧螺旋输送机构成，煤样罐内设有与主机KZ相连的两个电容式料位开关CH5，弹簧螺旋输送机由输送胶管19、设在胶管内的输送弹簧34、排屑头9和传递动力的防爆电机18构成。煤样罐上的电容式料位开关CH5用于控制弹簧螺旋输送机的开动和停止，始终保持煤样罐中的煤屑在一定范围内波动，既防止瓦斯气体从煤屑出口泄漏，又能防止煤屑的输运过程引起瓦斯气体流量的波动。排屑转接头16下方设有防爆电机18和底座17，防爆电机18通过电缆30与主机KZ相连。岩石电钻23设在前后支撑支架24固定的导轨22上，沿导轨向前移动，推动推杆21使麻花钻杆33向煤层钻进，位移传感器LXC位于岩石电钻23的后部，用钢丝绳与电钻23尾部相连，位移传感器LXC采用高精度的拉线式位移传感器，能够每次记录0～2米内的钻头位移量，测定精度在±5毫米以内，用于测定打钻过程中钻头的实时位移；位移传感器LXC通过电缆31与主机KZ相连，前后支撑支架24上设有固定导轨22的横梁25。控制主机KZ内并联设置有测定瓦斯涌出量达到0～1020升/分的6个高精度(＜3％FS)气体流量传感器，其响应时间为60毫秒，能够记录0～1020升/分的瓦斯气体流量；主机KZ中还设置有1个测量过滤器过滤阻力的压力传感器，可随时测定过滤器前后的过滤阻力，如果过滤阻力增大，超过一定范围，则提示需要进行过滤网的清洗。计算机数据采集器SC由防爆外壳和嵌入式计算机构成，防爆外壳上设置了操作按键和视窗，操作按键上有防护盖保护，用于测试期间的数据记录和显示。主机KZ用塑料软管与固气分离器10相连，用电缆29与煤屑控制器14上的料位开关CH5相连，用电缆31与位移传感器LXC相连，用电缆32与计算机数据采集器SC相连，对过滤后的瓦斯气体流量、钻头的位移量进行测定，并把测得的数据传送给计算机数据采集器SC；计算机数据采集器SC将记录整个测定期间的数据并显示出来，各个带电的部分都具有防爆功能。

Claims (9)

1.一种连续钻进流量法预测煤巷突出装置，其特征在于：它由封孔装置、固气分离器(10)、过滤器、煤屑控制器(14)、连接有位移传感器(LXC)的岩石电钻(23)、带有防爆外壳的控制主机(KZ)和与其相连的计算机数据采集器(SC)构成，固气分离器(10)的前部通过连接器与封孔装置连接在一起，后部通过伸缩装置导入固定在岩石电钻(23)上的推杆(21)和钻杆(33)；在固气分离器(10)的顶部与过滤器相连，过滤器的侧面设有开孔，通过传压管与主机(KZ)内能够感知过滤器过滤阻力的压力传感器相连，煤屑控制器(14)设在固气分离器(10)的底部，通过接头(15)与固气分离器(10)相连；岩石电钻(23)设在前后支撑架(24)固定的导轨(22)上。

2.根据权利要求1所述的连续钻进流量法预测煤巷突出装置，其特征在于：所述的封孔装置包括引气管(1)，设在引气管(1)头部的挡头(2)，引气管(1)内的阻燃管(3)，外部的密封胶囊(4)、后部的挡盘(5)和密封堵头(6)。

3.根据权利要求1所述的连续钻进流量法预测煤巷突出装置，其特征在于：所述的过滤器包括初始过滤器(13)和用管子与初始过滤器(13)相连的精细过滤器(26)。

4.根据权利要求1所述的连续钻进流量法预测煤巷突出装置，其特征在于：所述的伸缩装置由与固气分离器(10)相连的伸缩管连接头(11)、连接在伸缩管连接头(11)上的固定筒(12)、套在固定筒(12)内的伸缩筒(20)构成。

5.根据权利要求1所述的连续钻进流量法预测煤巷突出装置，其特征在于：所述的位移传感器(LXC)为带有防爆外壳的每次测定位移量达2米的拉线式位移传感器。

6.根据权利要求1所述的连续钻进流量法预测煤巷突出装置，其特征在于：所述的煤屑控制器(14)由煤样罐、设在煤样罐下的排屑转接头(16)和弹簧螺旋输送机构成，煤样罐内设有与主机(KZ)相连的两个电容式料位开关(CH5)。

7.根据权利要求6所述的连续钻进流量法预测煤巷突出装置，其特征在于：所述的弹簧螺旋输送机由输送胶管(19)、设在胶管内的输送弹簧(34)、排屑头(9)和传递动力的防爆电机(18)构成。

8.根据权利要求1所述的连续钻进流量法预测煤巷突出装置，其特征在于：所述的控制主机(KZ)内并联设置有测定瓦斯涌出量达到0～1020升/分的6个气体流量传感器和1个测量过滤器过滤阻力的压力传感器。

9.根据权利要求1所述的连续钻进流量法预测煤巷突出装置，其特征在于：所述的计算机数据采集器(SC)由防爆外壳和嵌入式计算机构成，防爆外壳上设置了操作按键和视窗，操作按键上有防护盖保护。

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