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礦用鉆進(jìn)防噴孔的安全裝置

881   編輯:中冶有色技術(shù)網(wǎng)   來源:太原理工大學(xué)  
2024-01-12 16:26:29
權(quán)利要求書: 1.一種礦用鉆進(jìn)防噴孔的安全裝置,其特征在于:包括礦用鉆進(jìn)裝置,封孔裝置,防噴孔裝置,高壓瓦斯處理裝置,煤渣處理裝置,煤渣與水分離裝置;

所述封孔裝置包括煤層孔口管、橡膠密封圈和密封帶,煤層孔口管安裝在煤層內(nèi)部;橡膠密封圈安裝在煤層孔口管外側(cè),海帶高分子吸水樹脂顆粒蒙脫石顆粒混合封孔一層層包裹在橡膠密封圈外側(cè);所述密封帶由聚丙烯酸鈉鹽樹脂顆粒、蒙脫石顆粒、海帶混合組成用于封孔,增加氣密性,不漏氣;

所述防噴孔裝置包括自動(dòng)封口器和孔口多通裝置,孔口多通裝置通過法蘭盤和煤層孔口管進(jìn)行連接,孔口多通裝置內(nèi)置自動(dòng)封口器;自動(dòng)封口器位于礦用鉆進(jìn)裝置的外側(cè),與孔口多通裝置的內(nèi)壁接觸;所述孔口多通裝置的主體部分上部為長方體結(jié)構(gòu),下部為不規(guī)則漏斗形結(jié)構(gòu),長方體的左端設(shè)有圓柱形套管,該套管通過法蘭連接煤層孔口管,長方體的上端設(shè)有出氣孔;下部即為不規(guī)則漏斗形結(jié)構(gòu)的排料孔;

所述礦用鉆進(jìn)裝置包括鉆頭、鉆桿和鉆機(jī);鉆頭和鉆桿通過煤層孔口管和孔口多通裝置內(nèi)部進(jìn)行工作,鉆機(jī)在孔口多通裝置外進(jìn)行工作;

所述煤渣處理裝置包括可伸縮高強(qiáng)度導(dǎo)管、鋼質(zhì)90度彎曲水管、透明高強(qiáng)度儲(chǔ)渣器和閥門,可伸縮高強(qiáng)度導(dǎo)管的上端通過法蘭盤與孔口多通裝置下方連接,鋼質(zhì)90度彎曲水管通過法蘭盤連接在可伸縮高強(qiáng)度導(dǎo)管下方,透明高強(qiáng)度儲(chǔ)渣器通過法蘭盤連接在鋼質(zhì)90度彎曲水管出口處;

所述高壓瓦斯處理裝置包括煤氣分離器、第一高強(qiáng)度瓦斯排放管、第二高強(qiáng)度瓦斯排放管和第三高強(qiáng)度瓦斯排放管;第一高強(qiáng)度瓦斯排放管連接煤氣分離器和瓦斯抽采管路;

第二高強(qiáng)度瓦斯排放管連接孔口多通裝置和煤氣分離器,第三高強(qiáng)度瓦斯排放管連接透明高強(qiáng)度儲(chǔ)渣器和煤氣分離器,第二高強(qiáng)度瓦斯排放管通過法蘭盤連接在孔口多通裝置上端出氣孔,另一端通過法蘭盤連接煤氣分離器第一進(jìn)氣口,第三高強(qiáng)度瓦斯排放管通過法蘭盤連接透明高強(qiáng)度儲(chǔ)渣器上端,另一端連接著煤氣分離器第二進(jìn)氣口,第一高強(qiáng)度瓦斯排放管的一端通過法蘭盤連接煤氣分離器出氣口,另一端通過法蘭盤連接瓦斯抽采管路,處理瓦斯;

所述煤渣與水分離裝置包括水煤渣排出管路、礦用自動(dòng)排渣放水器和排水管,水煤渣排出管路連接礦用自動(dòng)排渣放水器和透明高強(qiáng)度儲(chǔ)渣器,其一端通過法蘭盤連接在透明高強(qiáng)度儲(chǔ)渣器下方出渣口,另一端通過法蘭盤連接著礦用自動(dòng)排渣放水器進(jìn)水口;排水管通過法蘭盤連接在礦用自動(dòng)排渣放水器的出水口,另一端連接著排水槽。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用鉆進(jìn)防噴孔的安全裝置,其特征在于:孔口多通裝置為鋼質(zhì),能承受大部分噴孔的粉煤灰和瓦斯的沖擊力,主體部分長為400mm,寬200mm,高為

200mm,上部出氣孔內(nèi)徑為20mm,下部排料孔內(nèi)徑為200mm,孔口多通裝置前端為長80mm,內(nèi)徑120mm的圓柱形套管,以便與煤層孔口管通過法蘭盤連接,下部為傾斜式設(shè)計(jì),便于粉煤灰向下方排料孔掉落。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用鉆進(jìn)防噴孔的安全裝置,其特征在于:所述自動(dòng)封口器包括鋼桶法蘭盤和高強(qiáng)度橡膠套,鋼桶法蘭盤通過螺栓固定在孔口多通裝置內(nèi),向外傾斜的高強(qiáng)度橡膠套安裝在鋼桶法蘭盤上,鋼桶法蘭盤直徑為150mm,長度130mm,高強(qiáng)度橡膠套內(nèi)部孔徑稍大于鉆桿,為80mm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用鉆進(jìn)防噴孔的安全裝置,其特征在于:所述密封帶是由聚丙烯酸鈉鹽樹脂顆粒、蒙脫石顆粒、海帶混合組成用于封孔,首先在煤層孔口管外側(cè)安裝的傾斜排列的層層包裹的橡膠帶,橡膠帶傾斜部分長度為10mm,傾斜角度為30°,間隔為10mm,橡膠圈外側(cè)圍繞海帶,同時(shí)加入體積比1:1混合的聚丙烯酸鈉鹽樹脂顆粒和蒙脫石顆粒,海帶吸水膨脹會(huì)將套筒固定在煤壁中,聚丙烯酸鈉鹽樹脂和蒙脫石吸水膨脹,固定套筒,填補(bǔ)縫隙,增加密封性。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用鉆進(jìn)防噴孔的安全裝置,其特征在于:所述煤層孔口管長度大于8米,內(nèi)徑120mm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用鉆進(jìn)防噴孔的安全裝置,其特征在于:所述可伸縮高強(qiáng)度導(dǎo)管為漸擴(kuò)管,上部直徑為200mm,下部直徑為400mm,最低強(qiáng)度為2MPa;所述鋼質(zhì)90度彎曲水管內(nèi)徑為400mm;所述透明高強(qiáng)度儲(chǔ)渣器內(nèi)徑為400mm,出氣孔內(nèi)徑為20mm,出煤孔內(nèi)徑為

50mm;所述水煤渣排出管路內(nèi)徑為50mm;所述排水管內(nèi)徑為50mm;所述鉆桿直徑為75mm。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用鉆進(jìn)防噴孔的安全裝置,其特征在于:所述第一高強(qiáng)度瓦斯排放管、第二高強(qiáng)度瓦斯排放管和第三高強(qiáng)度瓦斯排放管內(nèi)徑為20mm,最低強(qiáng)度為2MPa。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用鉆進(jìn)防噴孔的安全裝置,其特征在于:所述煤氣分離器是長、寬、高分別為700mm的箱體,箱體內(nèi)部設(shè)有傾斜式過濾網(wǎng),箱體底部側(cè)面設(shè)有第一進(jìn)氣口和第二進(jìn)氣口,另一端的上方設(shè)有出氣口,箱體由左箱體和右箱體組成;氣體從左箱體進(jìn)入,從右箱體排出,進(jìn)氣口和出氣口的內(nèi)徑為20mm,邊側(cè)開合,開合處設(shè)置橡膠增加密封性,內(nèi)設(shè)傾斜的過濾網(wǎng)。

9.一種權(quán)利要求1 8任一項(xiàng)所述的礦用鉆進(jìn)防噴孔的安全裝置的使用方法,其特征在~

于包括以下步驟:

(1)將橡膠密封圈安裝于煤層孔口管外側(cè)增加摩擦力和密封性,再將海帶高分子吸水樹脂顆粒蒙脫石顆?;旌戏饪装谙鹉z密封圈外側(cè),海帶吸水膨脹,增大密封性和摩擦力,同時(shí)高分子吸水樹脂顆粒和蒙脫石顆粒按一比一的比例混合,吸水膨脹之后,減少孔洞的存在,降低透氣性,增大摩擦力;

(2)當(dāng)噴孔發(fā)生時(shí),高速粉煤灰和高壓瓦斯氣體從工作面進(jìn)入煤層孔口管再進(jìn)入孔口多通裝置中,由鋼質(zhì)孔口多通裝置抵消大部分沖擊力,此時(shí)孔口多通裝置中壓強(qiáng)劇增,自動(dòng)封口器自動(dòng)進(jìn)入工作狀態(tài),高強(qiáng)度橡膠套閉合于鉆桿,增大密封性,避免漏氣和漏渣;

(3)高壓氣體和少量粉塵由孔口多通裝置上方進(jìn)入第二高強(qiáng)度瓦斯排放管;

(4)粉煤灰、水和部分高壓氣體由孔口多通裝置下方落入可伸縮高強(qiáng)度導(dǎo)管中,再進(jìn)入鋼質(zhì)90度彎曲水管中,再進(jìn)入透明高強(qiáng)度儲(chǔ)渣器中,其中的高壓瓦斯氣體和少量粉塵由透明高強(qiáng)度儲(chǔ)渣器上方出氣口進(jìn)入第三高強(qiáng)度瓦斯排放管;

(5)當(dāng)透明高強(qiáng)度儲(chǔ)渣器中的水和粉煤灰過多時(shí),打開閥門,打開礦用自動(dòng)排渣放水器,水和煤巖經(jīng)過水煤渣排放管路進(jìn)入礦用自動(dòng)排渣放水器中,水被分離出來經(jīng)過排水管進(jìn)入排水槽;

(6)第二高強(qiáng)度瓦斯排放管和第三高強(qiáng)度瓦斯排放管中的氣體分別由煤氣分離器第一進(jìn)氣口和煤氣分離器第二進(jìn)氣口進(jìn)入煤氣分離器中,經(jīng)過過濾的瓦斯氣體通過第一高強(qiáng)度瓦斯排放管進(jìn)入瓦斯排放管路。

說明書: 一種礦用鉆進(jìn)防噴孔的安全裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明涉及一種礦用鉆進(jìn)防噴孔的安全裝置,屬于煤礦安全技術(shù)領(lǐng)域。背景技術(shù)[0002] 瓦斯是煤的變質(zhì)過程中的衍生物,因此在煤變質(zhì)過程中極易產(chǎn)生瓦斯堆積的現(xiàn)象,從而產(chǎn)生高壓瓦斯,在煤礦鉆進(jìn)過程中,因?yàn)槊旱V中高壓瓦斯氣體的存在而導(dǎo)致的高壓瓦斯和粉煤灰由鉆孔向外噴出的現(xiàn)象叫做噴孔,因?yàn)槠鋰姵龅姆勖夯宜俣瓤?,瓦斯壓力大,因此極易導(dǎo)致人員傷亡,設(shè)備損壞,工作環(huán)境污染等事故。[0003] 為防止類似事故的發(fā)生,保護(hù)人員及設(shè)備安全,急需一種安全裝置來解決噴孔的發(fā)生帶來的危險(xiǎn)性,并將噴孔產(chǎn)生的粉煤灰和高壓瓦斯氣體妥善處理,以避免污染工作面。[0004] 中國專利CN110374542A公布了一種礦井瓦斯抽采鉆孔防噴孔裝置,將套筒安裝在鉆桿外部,在噴孔發(fā)生時(shí),高壓瓦斯和高速粉煤灰進(jìn)入套筒,伸縮軟管與套筒連接,瓦斯和粉煤灰通過伸縮軟管進(jìn)入儲(chǔ)渣箱內(nèi)收集起來,儲(chǔ)氣罐通過排氣管與儲(chǔ)渣箱連通用來收集瓦斯。[0005] 該防噴孔裝置安裝速度慢,密封效果較差,瓦斯和粉煤灰處理效果差,難以滿足作業(yè)人員使用需求;因此,急需一種密封效果好、瓦斯和粉煤灰便于處理、安全性高的裝置。發(fā)明內(nèi)容[0006] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題,本發(fā)明的目的是提供一個(gè)礦用鉆進(jìn)防噴孔的安全裝置,同時(shí)將噴出的高壓氣體和煤巖顆粒分開處理,將高壓氣體過濾后排入瓦斯排放管路,將煤巖顆粒收集處理避免污染工作面,并將煤巖混合的水過濾分離出來排放進(jìn)入排水槽,避免污染工作面。[0007] 在煤礦鉆進(jìn)過程中,通過此安全裝置將噴出的高壓瓦斯和高速粉煤灰與工作環(huán)境隔離開,并將瓦斯和粉煤灰進(jìn)行妥善處理,防止污染工作面。[0008] 本發(fā)明提供了一種礦用鉆進(jìn)防噴孔的安全裝置,屬于煤礦安全技術(shù)領(lǐng)域。所述礦用鉆進(jìn)防噴孔的安全裝置,包括礦用鉆進(jìn)裝置,封孔裝置,防噴孔裝置,高壓瓦斯處理裝置,煤渣處理裝置,煤渣與水分離裝置;[0009] 所述封孔裝置包括煤層孔口管、橡膠密封圈和密封帶,煤層孔口管安裝在煤層內(nèi)部;橡膠密封圈安裝在煤層孔口管外側(cè),海帶高分子吸水樹脂顆粒蒙脫石顆?;旌戏饪滓粚訉影谙鹉z密封圈外側(cè);所述密封帶由聚丙烯酸鈉鹽樹脂顆粒、蒙脫石顆粒、海帶混合組成用于封孔,增加氣密性,不漏氣。[0010] 所述防噴孔裝置包括自動(dòng)封口器和孔口多通裝置,孔口多通裝置通過法蘭盤和煤層孔口管進(jìn)行連接,孔口多通裝置內(nèi)置自動(dòng)封口器;自動(dòng)封口器位于礦用鉆進(jìn)裝置的外側(cè),與孔口多通裝置的內(nèi)壁接觸;[0011] 所述孔口多通裝置的主體部分上部為長方體結(jié)構(gòu),下部為不規(guī)則漏斗形結(jié)構(gòu),長方體的左端設(shè)有圓柱形套管,該套管通過法蘭連接煤層孔口管,長方體的上端設(shè)有出氣孔;下部即為不規(guī)則漏斗形結(jié)構(gòu)的排料孔;

[0012] 進(jìn)一步地,孔口多通裝置的材質(zhì)為鋼質(zhì),用于承受大部分噴孔的粉煤灰和瓦斯的沖擊力,主體部分長為400mm,寬200mm,高為200mm,上部出氣孔內(nèi)徑為20mm,下部排料孔內(nèi)徑為200mm,孔口多通裝置前端為長80mm,內(nèi)徑120mm的圓柱形套管,方便與煤層孔口管通過法蘭盤連接,下部為傾斜式設(shè)計(jì),方便粉煤灰向下方排料孔掉落;[0013] 所述自動(dòng)封口器包括鋼桶法蘭盤和高強(qiáng)度橡膠套,鋼桶法蘭盤通過螺栓固定在孔口多通裝置內(nèi),向外傾斜的高強(qiáng)度橡膠套安裝在鋼桶法蘭盤上,鋼桶法蘭盤直徑為150mm,長度130mm,高強(qiáng)度橡膠套內(nèi)部孔徑稍大于鉆桿,為80mm。在沒有噴孔發(fā)生時(shí),不會(huì)影響鉆桿正常工作,且不會(huì)損傷橡膠套,在噴孔發(fā)生的時(shí)候,孔口多通裝置中壓力劇增,橡膠套向內(nèi)收縮,閉合于鉆桿,鉆桿孔密封,高壓氣體和粉煤灰由孔口多通裝置排出進(jìn)行處理。噴孔處理結(jié)束之后,鉆孔壓力恢復(fù)正常,橡膠套恢復(fù)正常位置,減少磨損。該自動(dòng)封口器結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、密封性好、成本低廉,便于維修和更換。[0014] 所述礦用鉆進(jìn)裝置包括鉆頭、鉆桿和鉆機(jī)。鉆頭和鉆桿通過煤層孔口管和孔口多通裝置內(nèi)部進(jìn)行工作,鉆機(jī)在孔口多通裝置外進(jìn)行工作;[0015] 所述煤渣處理裝置包括可伸縮高強(qiáng)度導(dǎo)管、鋼質(zhì)90度彎曲水管、透明高強(qiáng)度儲(chǔ)渣器和閥門,可伸縮高強(qiáng)度導(dǎo)管的上端通過法蘭盤與孔口多通裝置下方連接,鋼質(zhì)90度彎曲水管通過法蘭盤連接在可伸縮高強(qiáng)度導(dǎo)管下方,透明高強(qiáng)度儲(chǔ)渣器通過法蘭盤連接在鋼質(zhì)90度彎曲水管出口處;

[0016] 所述高壓瓦斯處理裝置包括煤氣分離器、第一高強(qiáng)度瓦斯排放管、第二高強(qiáng)度瓦斯排放管和第三高強(qiáng)度瓦斯排放管;[0017] 第一高強(qiáng)度瓦斯排放管連接煤氣分離器和瓦斯抽采管路;[0018] 第二高強(qiáng)度瓦斯排放管連接孔口多通裝置和煤氣分離器,[0019] 第三高強(qiáng)度瓦斯排放管連接透明高強(qiáng)度儲(chǔ)渣器和煤氣分離器,[0020] 第二高強(qiáng)度瓦斯排放管通過法蘭盤連接在孔口多通裝置上端出氣孔,另一端通過法蘭盤連接煤氣分離器第一進(jìn)氣口,第三高強(qiáng)度瓦斯排放管通過法蘭盤連接透明高強(qiáng)度儲(chǔ)渣器上端,另一端連接著煤氣分離器第二進(jìn)氣口,第一高強(qiáng)度瓦斯排放管的一端通過法蘭盤連接煤氣分離器出氣口,另一端通過法蘭盤連接瓦斯抽采管路,處理瓦斯;[0021] 所述煤渣與水分離裝置包括水煤渣排出管路、礦用自動(dòng)排渣放水器和排水管,水煤渣排出管路連接礦用自動(dòng)排渣放水器和透明高強(qiáng)度儲(chǔ)渣器,其一端通過法蘭盤連接在透明高強(qiáng)度儲(chǔ)渣器下方出渣口,另一端通過法蘭盤連接著礦用自動(dòng)排渣放水器進(jìn)水口;排水管通過法蘭盤連接在礦用自動(dòng)排渣放水器的出水口,另一端連接著排水槽;[0022] 所述煤層孔口管長度大于8米,內(nèi)徑120mm;[0023] 所述密封帶是由聚丙烯酸鈉鹽樹脂顆粒、蒙脫石顆粒、海帶混合組成用于封孔,首先在煤層孔口管外側(cè)安裝的傾斜排列的層層包裹的橡膠帶,橡膠帶傾斜部分長度為10mm,傾斜角度為30°,間隔為10mm,橡膠圈外側(cè)圍繞海帶,同時(shí)加入體積比1:1混合的聚丙烯酸鈉鹽樹脂顆粒和蒙脫石顆粒,海帶吸水膨脹會(huì)將套筒固定在煤壁中,聚丙烯酸鈉鹽樹脂和蒙脫石吸水膨脹,固定套筒,填補(bǔ)縫隙,增加密封性;[0024] 所述可伸縮高強(qiáng)度導(dǎo)管為漸擴(kuò)管,上部直徑為200mm,下部直徑為400mm,最低強(qiáng)度為2MPa;[0025] 所述鋼質(zhì)90度彎曲水管內(nèi)徑為400mm;[0026] 所述透明高強(qiáng)度儲(chǔ)渣器內(nèi)徑為400mm,出氣孔內(nèi)徑為20mm,出煤孔內(nèi)徑為50mm;[0027] 所述水煤渣排出管路內(nèi)徑為50mm;[0028] 所述排水管內(nèi)徑為50mm;[0029] 所述第一高強(qiáng)度瓦斯排放管、第二高強(qiáng)度瓦斯排放管和第三高強(qiáng)度瓦斯排放管內(nèi)徑為20mm,最低強(qiáng)度為2MPa;[0030] 所述鉆桿直徑為75mm。[0031] 所述煤氣分離器是長、寬、高分別為700mm的箱體,箱體內(nèi)部設(shè)有傾斜式過濾網(wǎng),箱體底部側(cè)面設(shè)有第一進(jìn)氣口和第二進(jìn)氣口,另一端的上方設(shè)有出氣口,箱體由左箱體和右箱體組成;氣體從左箱體進(jìn)入,從右箱體排出,左右箱體通過橡膠密封,方便拆卸;進(jìn)氣口和出氣口的內(nèi)徑為20mm,邊側(cè)開合,開合處設(shè)置橡膠增加密封性,內(nèi)設(shè)傾斜的過濾網(wǎng),因?yàn)橥咚狗肿淤|(zhì)量小,向上聚集,傾斜式過濾網(wǎng)能更均勻的進(jìn)行過濾,減少過濾網(wǎng)堵塞,提高過濾效果,且部分煤粉在過濾網(wǎng)聚集,會(huì)自動(dòng)脫落過濾網(wǎng)掉入底部,減少過濾網(wǎng)的清理更換頻率,從側(cè)邊拆卸的設(shè)置,便于粉煤灰的處理和過濾網(wǎng)的清洗和更換。[0032] 本發(fā)明還提供了上述礦用鉆進(jìn)防噴孔的安全裝置的使用方法,包括以下步驟:[0033] (1)將橡膠密封圈安裝于煤層孔口管外側(cè)增加摩擦力和密封性,再將海帶高分子吸水樹脂顆粒蒙脫石顆?;旌戏饪装谙鹉z密封圈外側(cè),海帶吸水膨脹,增大密封性和摩擦力,同時(shí)高分子吸水樹脂顆粒和蒙脫石顆粒按一比一的比例混合,吸水膨脹之后,減少孔洞的存在,降低透氣性,增大摩擦力;[0034] (2)當(dāng)噴孔發(fā)生時(shí),高速粉煤灰和高壓瓦斯氣體從工作面進(jìn)入煤層孔口管再進(jìn)入孔口多通裝置中,由鋼質(zhì)孔口多通裝置抵消大部分沖擊力,此時(shí)孔口多通裝置中壓強(qiáng)劇增,自動(dòng)封口器自動(dòng)進(jìn)入工作狀態(tài),高強(qiáng)度橡膠套閉合于鉆桿,增大密封性,避免漏氣和漏渣;[0035] (3)高壓氣體和少量粉塵由孔口多通裝置上方進(jìn)入第二高強(qiáng)度瓦斯排放管;[0036] (4)粉煤灰、水和部分高壓氣體由孔口多通裝置下方落入可伸縮高強(qiáng)度導(dǎo)管中,再進(jìn)入鋼質(zhì)90度彎曲水管中,再進(jìn)入透明高強(qiáng)度儲(chǔ)渣器中,其中的高壓瓦斯氣體和少量粉塵由透明高強(qiáng)度儲(chǔ)渣器上方出氣口進(jìn)入第三高強(qiáng)度瓦斯排放管;[0037] (5)當(dāng)透明高強(qiáng)度儲(chǔ)渣器中的水和粉煤灰過多時(shí),打開閥門,打開礦用自動(dòng)排渣放水器,水和煤巖經(jīng)過水煤渣排放管路進(jìn)入礦用自動(dòng)排渣放水器中,水被分離出來經(jīng)過排水管進(jìn)入排水槽;[0038] (6)第二高強(qiáng)度瓦斯排放管和第三高強(qiáng)度瓦斯排放管中的氣體分別由煤氣分離器第一進(jìn)氣口和煤氣分離器第二進(jìn)氣口進(jìn)入煤氣分離器中,經(jīng)過過濾的瓦斯氣體通過第一高強(qiáng)度瓦斯排放管進(jìn)入瓦斯排放管路。[0039] 本發(fā)明的有益效果:[0040] (1)封孔裝置運(yùn)用新型密封材料:聚丙烯酸鈉鹽樹脂和蒙脫石顆?;旌显偌由虾?,密封性好,可靠性高,成本低,封孔效果好;[0041] (2)孔口多通裝置能有效避免噴孔事故的發(fā)生,且能分離高壓氣體和粉煤灰,避免污染工作面;[0042] (3)自動(dòng)封口器結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、密封性好、成本低廉,便于維修和更換;[0043] (4)鋼質(zhì)90度彎曲水管和透明高強(qiáng)度儲(chǔ)渣器的組合,能便捷高效的收集可伸縮高強(qiáng)度導(dǎo)管進(jìn)入的粉煤灰,且便于拆卸和安裝,節(jié)省材料和空間;[0044] (5)透明高強(qiáng)度儲(chǔ)渣器便于看清水煤渣的堆積情況,便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理;[0045] (6)礦用自動(dòng)排渣放水器能夠高效的處理煤巖顆粒和水的混合物,并將水分離排入排水槽,避免污染工作面;[0046] (7)煤氣分離器能高效的分離高壓氣體中混合的煤粉巖粉,高效的處理高壓瓦斯氣體。附圖說明[0047] 圖1是本發(fā)明提供的礦用鉆進(jìn)防噴孔的安全裝置的結(jié)構(gòu)示意圖;[0048] 圖2是封孔的結(jié)構(gòu)示意圖;[0049] 圖3是自動(dòng)封口器的結(jié)構(gòu)示意圖;[0050] 圖4是圖3的右視圖;[0051] 圖5是圖3的左視圖;[0052] 圖6是孔口多通裝置與可伸縮高強(qiáng)度導(dǎo)管的連接關(guān)系示意圖;[0053] 圖7是鋼質(zhì)90度彎曲水管和透明高強(qiáng)度儲(chǔ)渣器的結(jié)構(gòu)示意圖(圖1中左視);[0054] 圖8是煤氣分離器的結(jié)構(gòu)示意圖;[0055] 圖9為圖8的左視圖。[0056] 圖中,1、煤層孔口管;2、鉆頭;3、橡膠密封圈;4、密封帶;5、鉆桿;6、法蘭盤一;7、自動(dòng)封口器;7?1、鋼桶法蘭盤;7?2、螺栓;7?3、高強(qiáng)度橡膠套;8、孔口多通裝置;9、法蘭盤二;10、法蘭盤三;11、可伸縮高強(qiáng)度導(dǎo)管;12、法蘭盤四;13、鋼質(zhì)90度彎曲水管;14法蘭盤五;

15、法蘭盤六;16、法蘭盤七;17、透明高強(qiáng)度儲(chǔ)渣器;18、閥門;19、水煤渣排出管路;20、鉆機(jī);21、法蘭盤八;22、礦用自動(dòng)排渣放水器;23、法蘭盤九;24、法蘭盤十;25、法蘭盤十一;

26、煤氣分離器;26?1、傾斜式過濾網(wǎng);26?2、過濾網(wǎng)卡扣;26?3、箱體卡扣;26?4、左箱體;26?

5、右箱體;26?6、橡膠密封中縫;26?7、煤氣分離器第一進(jìn)氣口;26?8、煤氣分離器第二進(jìn)氣口;26?9、煤氣分離器出氣口;27、法蘭盤十二;28、第一高強(qiáng)度瓦斯排放管;29、法蘭盤十三;

30、第二高強(qiáng)度瓦斯排放管;31、第三高強(qiáng)度瓦斯排放管;32、排水管;33、煤層;34、瓦斯抽采管;35、排水槽。

具體實(shí)施方式[0057] 下面通過實(shí)施例來進(jìn)一步說明本發(fā)明,但不局限于以下實(shí)施例。實(shí)施例1

[0058] 如圖1 9所示,一種礦用鉆進(jìn)防噴孔的安全裝置,包括煤礦鉆進(jìn)裝置,封孔裝置,防~噴孔裝置,高壓瓦斯處理裝置,煤渣處理裝置,煤渣與水分離裝置;

[0059] 煤礦鉆進(jìn)裝置包括鉆頭2、鉆桿5和鉆機(jī)20,鉆頭2和鉆桿5通過煤層孔口管1進(jìn)行工作,鉆機(jī)20在孔口多通裝置8外進(jìn)行工作;具體地,所述鉆桿直徑為75mm。[0060] 封孔裝置包括煤層孔口管1、橡膠密封圈3、密封帶4;橡膠密封圈3位于煤層孔口管1外側(cè),密封帶4一層層包裹在橡膠密封圈3外側(cè);煤層孔口管安裝在煤層內(nèi)部;所述密封帶由聚丙烯酸鈉鹽樹脂顆粒、蒙脫石顆粒、海帶混合組成用于封孔,增加氣密性,不漏氣。

[0061] 防噴孔裝置包括法蘭片一6、自動(dòng)封口器7和孔口多通裝置8,孔口多通裝置8通過法蘭片一6和煤層孔口管1進(jìn)行連接,孔口多通裝置8內(nèi)置自動(dòng)封口器7;自動(dòng)封口器位于礦用鉆進(jìn)裝置的外側(cè),與孔口多通裝置的內(nèi)壁接觸;所述孔口多通裝置的主體部分上部為長方體結(jié)構(gòu),下部為不規(guī)則漏斗形結(jié)構(gòu),長方體的左端設(shè)有圓柱形套管,該套管通過法蘭連接煤層孔口管,長方體的上端設(shè)有出氣孔;下部即為不規(guī)則漏斗形結(jié)構(gòu)的排料孔;孔口多通裝置的材質(zhì)為鋼質(zhì),用于承受大部分噴孔的粉煤灰和瓦斯的沖擊力,主體部分長為400mm,寬200mm,高為200mm,上部出氣孔內(nèi)徑為20mm,下部排料孔內(nèi)徑為200mm,孔口多通裝置前端為長80mm,內(nèi)徑120mm的圓柱形套管,方便與煤層孔口管通過法蘭盤連接,下部為傾斜式設(shè)計(jì),方便粉煤灰向下方排料孔掉落;所述自動(dòng)封口器包括鋼桶法蘭盤和高強(qiáng)度橡膠套,鋼桶法蘭盤通過螺栓固定在孔口多通裝置內(nèi),向外傾斜的高強(qiáng)度橡膠套安裝在鋼桶法蘭盤上,鋼桶法蘭盤直徑為150mm,長度130mm,高強(qiáng)度橡膠套內(nèi)部孔徑稍大于鉆桿,為80mm。在沒有噴孔發(fā)生時(shí),不會(huì)影響鉆桿正常工作,且不會(huì)損傷橡膠套,在噴孔發(fā)生的時(shí)候,孔口多通裝置中壓力劇增,橡膠套向內(nèi)收縮,閉合于鉆桿,鉆桿孔密封,高壓氣體和粉煤灰由孔口多通裝置排出進(jìn)行處理。噴孔處理結(jié)束之后,鉆孔壓力恢復(fù)正常,橡膠套恢復(fù)正常位置,減少磨損。

該自動(dòng)封口器結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、密封性好、成本低廉,便于維修和更換。

[0062] 高壓瓦斯處理裝置有法蘭盤二9、法蘭盤五14、法蘭盤十24、法蘭盤十一25、煤氣分離器26、法蘭盤十二27、第一高強(qiáng)度瓦斯排放管28、法蘭盤十三29、第二高強(qiáng)度瓦斯排放管30和第三高強(qiáng)度瓦斯排放管31,第二高強(qiáng)度瓦斯排放管路30通過法蘭盤二9連接在孔口多通裝置8上端,另一端通過法蘭盤十一25連接煤氣分離器第一進(jìn)氣口26?7,第三高強(qiáng)度瓦斯排放管31通過法蘭盤五14連接透明高強(qiáng)度儲(chǔ)渣器17上端排氣孔,另一端通過法蘭盤三10連接煤氣分離器第二進(jìn)氣口26?8,第一高強(qiáng)度瓦斯排放管28通過法蘭盤十二27連接著煤氣分離器出氣口26?9,另一端通過法蘭盤十三29連接瓦斯抽采管34處理瓦斯;

[0063] 煤渣處理裝置包括法蘭盤三10、可伸縮高強(qiáng)度導(dǎo)管11、法蘭盤四12、鋼質(zhì)90度彎曲水管13,法蘭盤七16、透明高強(qiáng)度儲(chǔ)渣器17和閥門18,可伸縮高強(qiáng)度導(dǎo)管11通過法蘭盤三10與孔口多通裝置8下方連接,鋼質(zhì)90度彎曲水管13通過法蘭盤四12連接在可伸縮高強(qiáng)度導(dǎo)管11下方,透明高強(qiáng)度儲(chǔ)渣器17通過法蘭盤七16連接在鋼質(zhì)90度彎曲水管13下方;[0064] 煤渣與水分離裝置包括法蘭盤六15、水煤渣排出管路19、法蘭盤八21、礦用自動(dòng)排渣放水器22、法蘭盤九23和排水管32,水煤渣排出管路19通過法蘭盤六15連接在透明高強(qiáng)度儲(chǔ)渣器17下方出渣口,另一端通過法蘭盤八21連接著礦用自動(dòng)排渣放水器22進(jìn)水口,排水管路32通過法蘭盤九23連接在礦用自動(dòng)排渣放水器22出水口,另一端連接著排水槽35。[0065] 如圖2所示,橡膠密封圈3位于煤層孔口管1外側(cè),密封帶4包裹在橡膠密封圈3外側(cè);所述煤層孔口管長度大于8米,內(nèi)徑120mm;所述密封帶是由聚丙烯酸鈉鹽樹脂顆粒、蒙脫石顆粒、海帶混合組成用于封孔,首先在煤層孔口管外側(cè)安裝的傾斜排列的層層包裹的橡膠帶,橡膠帶傾斜部分長度為10mm,傾斜角度為30°,間隔為10mm,橡膠圈外側(cè)圍繞海帶,同時(shí)加入體積比1:1混合的聚丙烯酸鈉鹽樹脂顆粒和蒙脫石顆粒,海帶吸水膨脹會(huì)將套筒固定在煤壁中,聚丙烯酸鈉鹽樹脂和蒙脫石吸水膨脹,固定套筒,填補(bǔ)縫隙,增加密封性;[0066] 如圖6所示,孔口多通裝置8通過法蘭片一6和煤層孔口管1進(jìn)行連接,孔口多通裝置8內(nèi)置自動(dòng)封口器7,鉆機(jī)20在自動(dòng)封口器7外進(jìn)行工作,鉆桿5通過孔口多通裝置8內(nèi)部,第二高強(qiáng)度瓦斯排放管30通過法蘭盤二9連接在孔口多通裝置8上端,另一端通過法蘭盤十一25連接煤氣分離器第一進(jìn)氣口26?7,第三強(qiáng)度瓦斯排放管31通過法蘭盤五14連接透明高強(qiáng)度儲(chǔ)渣器17上端,另一端通過法蘭盤三10連接煤氣分離器第二進(jìn)氣口26?8,第一高強(qiáng)度瓦斯排放管28通過法蘭盤十二27連接著煤氣分離器出氣口26?9,另一端通過法蘭盤十三29連接瓦斯抽采管34處理瓦斯。[0067] 進(jìn)一步地,煤渣處理裝置中,所述可伸縮高強(qiáng)度導(dǎo)管為漸擴(kuò)管,上部直徑為200mm,下部直徑為400mm,最低強(qiáng)度為2MPa;所述鋼質(zhì)90度彎曲水管內(nèi)徑為400mm;所述透明高強(qiáng)度儲(chǔ)渣器內(nèi)徑為400mm,出氣孔內(nèi)徑為20mm,出煤孔內(nèi)徑為50mm。如圖6 7所示。~

[0068] 進(jìn)一步地,煤渣與水分離裝置中,所述水煤渣排出管路內(nèi)徑為50mm;所述排水管內(nèi)徑為50mm。[0069] 進(jìn)一步地,高壓瓦斯處理裝置中,所述第一高強(qiáng)度瓦斯排放管、第二高強(qiáng)度瓦斯排放管和第三高強(qiáng)度瓦斯排放管內(nèi)徑為20mm,最低強(qiáng)度為2MPa;如圖8?9所示,所述煤氣分離器是長、寬、高分別為700mm的箱體,箱體內(nèi)部設(shè)有傾斜式過濾網(wǎng),箱體底部側(cè)面設(shè)有第一進(jìn)氣口和第二進(jìn)氣口,另一端的上方設(shè)有出氣口,箱體由左箱體和右箱體組成;氣體從左箱體進(jìn)入,從右箱體排出,左右箱體通過橡膠密封,方便拆卸;進(jìn)氣口和出氣口的內(nèi)徑為20mm,邊側(cè)開合,開合處設(shè)置橡膠增加密封性,內(nèi)設(shè)傾斜的過濾網(wǎng),因?yàn)橥咚狗肿淤|(zhì)量小,向上聚集,傾斜式過濾網(wǎng)能更均勻的進(jìn)行過濾,減少過濾網(wǎng)堵塞,提高過濾效果,且部分煤粉在過濾網(wǎng)聚集,會(huì)自動(dòng)脫落過濾網(wǎng)掉入底部,減少過濾網(wǎng)的清理更換頻率,從側(cè)邊拆卸的設(shè)置,便于粉煤灰的處理和過濾網(wǎng)的清洗和更換。[0070] 本發(fā)明中的礦用鉆進(jìn)防噴孔的安全裝置的使用過程,包括以下步驟:[0071] (1)將橡膠密封圈3安裝于煤層孔口管1外側(cè)增加摩擦力和密封性,再將密封帶4包裹在橡膠密封圈3外側(cè),海帶吸水膨脹,增大密封性和摩擦力,同時(shí)高分子吸水樹脂顆粒和蒙脫石顆粒按一比一的比例混合,吸水膨脹之后,減少孔洞的存在,降低透氣性,增大摩擦力;[0072] (2)當(dāng)噴孔發(fā)生時(shí),高速粉煤灰和高壓瓦斯氣體從工作面進(jìn)入煤層孔口管1再進(jìn)入孔口多通裝置8中,由鋼質(zhì)孔口多通裝置8抵消大部分沖擊力,此時(shí)孔口多通裝置8中壓強(qiáng)劇增,自動(dòng)封口器7自動(dòng)進(jìn)入工作狀態(tài),高強(qiáng)度橡膠套7?3閉合于鉆桿,增大密封性,避免漏氣和漏渣;[0073] (3)高壓氣體和少量粉塵由孔口多通裝置8上方進(jìn)入第二高強(qiáng)度瓦斯排放管30;[0074] (4)粉煤灰、水和部分高壓氣體由孔口多通裝置8下方落入可伸縮高強(qiáng)度導(dǎo)管11中,再進(jìn)入鋼質(zhì)90度彎曲水管11中,再進(jìn)入透明高強(qiáng)度儲(chǔ)渣器17中,其中的高壓瓦斯氣體和少量粉塵由透明高強(qiáng)度儲(chǔ)渣器上方出氣口進(jìn)入高壓瓦斯排放管三31;[0075] (5)當(dāng)透明高強(qiáng)度儲(chǔ)渣器17中的水和粉煤灰過多時(shí),打開閥門18,打開礦用自動(dòng)排渣放水器22,水和煤巖經(jīng)過水煤渣排放管路19進(jìn)入礦用自動(dòng)排渣放水器22中,水被分離出來經(jīng)過排水管32進(jìn)入排水槽35;[0076] (6)第二高強(qiáng)度瓦斯排放管30和第三高強(qiáng)度瓦斯排放管31中的氣體分別由煤氣分離器第一進(jìn)氣口26?7和煤氣分離器第二進(jìn)氣口26?8進(jìn)入煤氣分離器26中,經(jīng)過過濾的瓦斯氣體通過第一高強(qiáng)度瓦斯排放管28進(jìn)入瓦斯抽采管34。



聲明:
“礦用鉆進(jìn)防噴孔的安全裝置” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究,如用于商業(yè)用途,請(qǐng)聯(lián)系該技術(shù)所有人。
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