专利名称：矿用高压水射流防突增透系统的制作方法
技术领域：
本发明属于煤矿安全技术领域，涉及一种煤矿瓦斯处理装置，具体涉 及一种矿用高压水射流防突增透系统。
背景技术：
在煤矿生产过程中会产生易燃易爆的瓦斯，尤其瓦斯的含量为5%-16% 时非常容易诱发导致爆炸，瓦斯抽放是防治煤矿灾害事故的根本措施。为
了煤矿的生产安全，目前，通常有三种处理瓦斯的措施， 一是通过加大供 风量，稀释煤矿中的瓦斯含量；二是对瓦斯电漏部位釆取封堵的办法，三 是通过抽吸的办法将瓦斯从浓度大的部分排到其他地方。这三种措施取得 较好效果的前提是需要将瓦斯从煤层中彻底释放出来。原始煤层透气性 差，瓦斯含量高，目前，通常用打煤层抽放孔的方法增加原始煤层的透气 性，但该方法劳动强度大，自动化程度低，生产成本高且煤层瓦斯抽放效 率低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一 种矿用高压水射流防突增透系统，该系统以高压水射流切割理论为基础， 通过高压水射流对煤层抽放孔进行切割和增透，增加了煤层的透气性。通 过调整设备参数，可适应于不同软硬煤层，不会造成塌孔、堵孔现象。该 系统劳动强度低，自动化程度高，使用范围广，生产成本低且煤层瓦斯抽 放效率高。
为解决上述技术问题，本发明釆用的技术方案是 一种矿用高压水射流 防突增透系统，包括将水箱内的水加压后连续注入主管路内的高压泵站和推进高压硬质胶管前进的胶管推进器，其特征在于所述高压泵站入口与 水箱出口相连通，高压泵站出口通过高压软管与高压硬质胶管连通，高压 硬质胶管穿过胶管推进器与稳压器入口相连通，所述稳压器的出口与旋转
接头入口相连通，旋转接头出口与自旋喷头入口相连通；胶管推进控制器 与胶管推进器和电动机一相连。
所述高压硬质胶管由内胶层、中胶层、增强层和外胶层组成，增强层 由2层、4层或6层钢丝缠绕而成。
所述自旋喷头上偏心设有喷嘴孔，喷嘴孔经螺紋连接有喷嘴，喷嘴内 部设置有稳流阀，喷嘴顶面设置有喷水口。
所述高压硬质胶管与稳压器入口通过螺紋相连接。 所述稳压器的出口与旋转接头入口通过丝扣相连接。 所述旋转接头出口与自旋喷头通过丝扣相连接 所述电动机二的开关为防爆开关。 所述高压泵站的额定压力为7謹Pa,流量为70L/min。 本发明与现有技术相比具有以下优点
U)劳动强度低；推进控制器控制胶管推进器工作，使高压硬质胶 管按照工作要求推进，无需人工推进定位，劳动强度低；
(2) 自动化程度高，使用操作简便；根据矿用高压水射流防突增透 系统运行特点设计的自动控制程序，可使控制器自动控制该系统的工作， 无需人工操作；
(3) 运行稳定，结构紧凑；工作过程中系统运行平稳，高压硬质胶 管安全耐用，可靠性高，可确保矿用高压水射流防突增透系统长期稳定运 行。
(4) 使用范围广；不仅可以使用煤矿安全领域，还可用于管道除锈 等领域；
(5) 生产成本低煤层瓦斯抽放效率高；由试验数据可知，使用该系 统使瓦斯抽放量提高3倍以上，瓦斯抽放速率提高3倍以上，煤层瓦斯抽
4放效率和防突效果显著提高。
下面通过附图和实施例，对本发明做进一步的详细描述。
图l为本发明的整体结构示意图
图2为本发明自旋喷头的主视图。 图3为图2的A-A剖视图。 图4为本发明喷嘴的主视图。 图5为图4的B-B剖视图。 附图标记说明
l一高压泵站； 4一高压硬质胶管: 7—旋转接头； IO—电动机一； 13 —喷嘴孔； 16 —喷水口 ；
2—水箱；
5—胶管推进器;
8—自旋喷头；
ll一电动机二；
14一喷嘴；
17—压柱；
3—高压软管；
6—稳压器；
9一推进控制器；
12 —防爆开关
15—稳流器；
18—煤层抽放孔(
具体实施例方式
如图1所示的一种矿用高压水射流防突增透系统，包括将水箱2内的 水加压后连续注入主管路内的高压泵站l和推进高压硬质胶管4前进的胶 管推进器5，所述高压泵站1入口与水箱2出口连通，高压泵站l出口通 过高压软管3与高压硬质胶管4相连通，高压硬质胶管4穿过胶管推进器 5与稳压器6入口相连通，所述稳压器6的出口与旋转接头7入口相连通， 旋转接头7出口与自旋喷头8入口相连通；胶管推进控制器9与胶管推进 器5和电动机一 IO相连。
如图l所示，高压硬质胶管4由内胶层、中胶层、增强层和外胶层组 成，增强层由2层、4层或6层钢丝缠绕而成。耐液体的内胶层、中胶层和外胶层使高压硬质胶管4具有更好的防水性，保护钢丝不受侵蚀，同时
外胶层还起到保护钢丝不受损伤的作用。钢丝层(2层或4层、6层钢丝 缠绕的增强层)是骨架材料，起增强作用，可以使高压硬质胶管4具有更 好的强度和硬度，由于高压硬质胶管4具有很高的硬度，胶管推进器5的 压柱17夹紧高压硬质胶管4时，高压硬质胶管4不会被夹扁变形；同时 由于高压硬质胶管4具有很高的强度，在胶管推进器5的压柱17夹紧高 压硬质胶管4前进时，高压硬质胶管4前进顺畅、不会打折弯曲。
如图2、 3、 4和5所示，自旋喷头8上偏心设有喷嘴孔13，喷嘴孔13 经螺紋连接有喷嘴14，喷嘴14内部设置有稳流阀15，喷嘴14顶面设置 有喷水口 16。
如图l所示，高压硬质胶管4与稳压器6入口通过螺紋相连接。 如图l所示，稳压器6的出口与旋转接头7入口通过丝扣相连接。 如图l、图2和图3所示，旋转接头7出口与自旋喷头8通过丝扣相连接。
如图1和图5所示，电动机二 11的开关为防爆开关12。防爆开关12 具有良好的密封性，可以防止开关内的电火花引燃外界易燃易爆的瓦斯， 使用防爆开关12可以大大增加矿用高压水射流防突增透系统在使用过程 中的安全性，使煤矿安全得到有力的保障。
如图1所示，高压泵站1的额定压力为7画Pa，流量为70L/min。泵站 1的额定压力为70MPa时，可以使喷水口 16中水流在切削过程中具有很高 的压力和流速，从而使水流在煤层中切割和增透更加快捷流畅；泵站1的 流量为70L/min时，在切削过程中通过喷水口 16的水流量比较大，从而 使煤层抽放孔18排渣更为流畅。
如图1所示，高压硬质胶管4输入孔深为100m以上。高压硬质胶管4 输入孔深为100m以上，可以保证高压硬质胶管4在煤层抽放孔18内的前 进距离在100m以上，从而使一次切割和增透的煤层较厚。
本发明的工作过程是首先将自旋喷头8放入已钻好的煤层抽放孔18内A工位处，打开防爆开关ll，启动高压泵站l,高压泵站1将水箱2中
的水抽出并加压到70MPa，并将流量控制为70L/min以上。高压水流流经高压软管3、高压硬质胶管4、稳流器6和旋转接头7，进入自旋喷头8，高压水流推动自旋喷头8,使其自动旋转，同时高压水流经过喷嘴14的稳流阆15稳流后，喷出1. 6毫米的高压水射流对煤层进行切割和增透，在A工位形成煤层切缝。
A工位切缝完成后，胶管推进控制器9控制胶管推进器5的压柱17夹紧高压硬质胶管4,在压柱17夹紧高压硬质胶管4的同时，胶管推进器5向前推动髙压硬质胶管4，使自旋喷头8前进至B (下一个)切割工位，高压泵站1将水箱2中的水抽出并加压到70MPa，并将流量控制为70L/niin以上。高压水流流经高压软管3、高压硬质胶管4、稳流器6和旋转接头7,进入自旋喷头8,高压水流推动自旋喷头8,使其自动旋转，同时高压水流经过喷嘴14的稳流阀15稳流后，喷出1. 6亳米的高压水射流对煤层进行切割和增透，在B工位形成煤层切缝。
B切割工位完成切割和增透后，可进入下一个切割工位，同理自旋喷头8可逐步深入煤层的抽放孔进行多工位切割和增透，从而使煤层中的瓦斯经过煤层抽放孔18各个切缝排出煤层。
煤层抽放孔18中各个切割工位切缝完成后，胶管推进控制器9控制胶管推进器5的压柱17夹紧高压硬质胶管4，在压柱17夹紧高压硬质胶管4同时，胶管推进器5向后拖动高压硬质胶管4，从而使自旋喷头8后退至前一切割工位，胶管推进控制器9控制胶管推进器5的压柱17松开高压硬质胶管4,同时胶管推进器5向前滑动至原位置。重复以上动作，直至将硬质胶管4从煤层抽放孔18中全部抽出，然后关掉防爆开关11,关闭高压泵站l，完成对煤层抽放孔18的切割和增透。
根据煤层硬度的不同，可选用不同压力和不同流量的高压水射流，从而使自旋喷头旋转的速度在200-1500转的范围内调整。在高压水射流对煤层进行切割和增透的同时，水流可带动切下的煤渣经煤层抽放孔18排出。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
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权利要求
1.一种矿用高压水射流防突增透系统，包括将水箱(2)内的水加压后连续注入主管路内的高压泵站(1)和推进高压硬质胶管(4)前进的胶管推进器(5)，其特征在于所述高压泵站(1)入口与水箱(2)出口连通，高压泵站(1)出口通过高压软管(3)与高压硬质胶管(4)连通，高压硬质胶管(4)穿过胶管推进器(5)与稳压器(6)入口相连通，所述稳压器(6)的出口与旋转接头(7)入口相连通，旋转接头(7)出口与自旋喷头(8)入口相连通；胶管推进控制器(9)与胶管推进器(5)和电动机一(10)相连。
2. 按照权利要求1所述的矿用高压水射流防突增透系统，其特征在于 所述高压硬质胶管(4)由内胶层、中胶层、增强层和外胶层组成，增强 层由2层、4层或6层钢丝缠绕而成。
3. 按照权利要求1所述的矿用高压水射流防突增透系统，其特征在于 自旋喷头(8)上偏心设有喷嘴孔(13)，喷嘴孔(13)经螺紋连接有喷 嘴U4),喷嘴(14)内部设置有稳流阀(l5),喷嘴(IO顶面设置有 喷水口 (16)。
4. 按照权利要求1所述的矿用高压水射流防突增透系统，其特征在于 所述高压硬质胶管(4)与稳压器(6)入口通过螺紋相连接。
5. 按照权利要求l所述的矿用高压水射流防突增透系统，其特征在于 所述稳压器(6)的出口与旋转接头(7)入口通过丝扣相连接。
6. 按照权利要求l所述的矿用高压水射流防突增透系统，其特征在于 所述旋转接头(7 )出口与自旋喷头(8 )通过丝扣相连接。
7. 按照权利要求1所述的矿用高压水射流防突增透系统，其特征在于 电动机二 (11)的开关为防爆开关(12)。
8. 按照权利要求1所述的矿用高压水射流防突增透系统，其特征在于 所述高压泵站(1)的额定压力为7謹Pa,流量为70L/min。
全文摘要
本发明公开了一种矿用高压水射流防突增透系统，包括将水箱内的水加压后连续注入主管路内的高压泵站和推进高压硬质胶管前进的胶管推进器，所述高压泵站入口与水箱出口连通，高压泵站出口通过高压软管与高压硬质胶管连通，高压硬质胶管穿过胶管推进器与稳压器入口相连通，所述稳压器的出口与旋转接头入口相连通，旋转接头出口与自旋喷头入口相连通；胶管推进控制器与胶管推进器和电动机一相连。该系统劳动强度低，自动化程度低，使用范围广，生产成本低且煤层瓦斯抽放效率高。
文档编号E21F7/00GK101666240SQ200910024080
公开日2010年3月10日 申请日期2009年9月27日 优先权日2009年9月27日
发明者肖魁元 申请人:西安美尼矿山设备科技有限公司