专利名称：一种防瓦斯喷孔成套装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于煤矿瓦斯抽放技术领域，具体涉及一种防瓦斯喷孔成套装置。
背景技术：
随着煤炭资源开采量的进一步增加，煤矿的开采强度和开采深度都有所较大的变化，煤炭开采面临的难度和风险也随之增大，特别是瓦斯对煤矿开采的危害也越来越大。煤碳企业对瓦斯治理能力的强弱不仅仅表现在技术高低上，瓦斯治理的装备能力也起到重要作用。穿层钻孔水力冲孔卸压增透消突技术被广泛应用，特别是在“三软”煤层中使用该技术措施进行消突得到普遍认可。但在打钻或水力冲孔期间常见瓦斯喷孔现象。瓦斯喷孔易造成钻场瓦斯超限，甚至出现伤人事故。煤碳企业对瓦斯治理能力的强弱不仅仅表现在技术高低上，瓦斯治理的装备能力也起到重要作用。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种防瓦斯喷孔成套装置。为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案如下一种防瓦斯喷孔成套装置包括防喷钻杆、孔口防喷器和水-煤-气分离器，其中， 所述防喷钻杆的结构及其构造为包括钻杆体，钻杆体具有一沿轴向贯穿的中空孔，钻杆体两端分别为接头以及用于收容接头的对接槽，在接头顶端的中空孔处设有滚珠及防脱落筛，滚珠与防脱落筛之间通过中心导向杆连接，对接槽相应地设有用于收容防脱落筛的槽口 ；所述孔口防喷器的结构及其构造为包括孔内埋管，孔内埋管的孔外一端连接有抽放管，抽放管下方设有出渣口，钻杆沿轴向贯穿抽放管、孔内埋管，孔内埋管与抽放管的连接口以及抽放管与钻杆的连接口均为法兰连接，所述两组法兰连接中至少其中一组法兰之间设有密封皮垫，法兰外部设有编织袋填煤泥；所述水-煤-气分离器的结构及其构造为包括集尘箱，底部呈倾斜设置，下方设有支腿，顶部设有抽气口，底部由高至低倾斜方向的两相对侧面中部分别设有进渣口和排水口，底部倾斜最低处的侧面上设有放渣门；防喷钻杆沿轴向贯穿孔口防喷器的抽放管、孔内埋管，孔口防喷器的出渣口连接水-煤-气分离器的进渣口。较好地，防喷钻杆中，所述滚珠为钢珠。较好地，防喷钻杆中，所述防脱落筛为铁筛。较好地，防喷钻杆中，接头优选外螺纹接头。防喷钻杆中，所述钻杆可为本领域公知常用钻杆，比如圆形钻杆或三角形钻杆。 较好地，孔口防喷器中，兼顾生产成本以及瓦斯封堵效果，两处连接口的法兰连接中，只有一组法兰之间设置密封皮垫以及编织袋填煤泥，优选地，所述密封皮垫以及编织袋填煤泥设在抽放管与钻杆的连接口的法兰之间。较好地，孔口防喷器中，抽放管上方设有抽气口，可以预先抽出部分瓦斯。[0013]较好地，水-煤-气分离器中，底部呈10°倾斜设置。为使集尘箱同时适用于风排钻屑，集尘箱顶部设有喷水嘴，喷水嘴喷水将钻屑湿润沉淀下来，积累到一定程度后通过放渣门排出。所述喷水嘴优选设为两个。较好地，为起到更好的固定支撑作用，相邻支腿之间设有横梁。由于主要是倾向方向的两相邻支腿承受负荷，考虑到节约成本，所述横梁优选设置在集尘箱底部倾斜方向的两相邻支腿之间。本实用新型的创新点I、利用单流凡尔原理，研制防喷钻杆，在钻杆顶端设置单流滚珠及防脱落筛，无论是风排还是水排钻屑，都能实现单流控制和反向密封的效果，有效解决钻杆装杆退杆时从杆中间喷瓦斯问题。2、孔口防喷器是在现有钻孔孔口捕尘器的基础之上进行的改装，法兰之间增加密封皮垫，外部利用编织袋填煤泥方法封堵钻屑和瓦斯，通过验证，能封堵97%以上的瓦斯。3、水-煤-气分离器体积较大，便于瓦斯在上方聚集和钻屑在箱底的沉淀。并且在水力冲孔期间，利用箱内外压差，在箱内始终保持高度超过排水口的水面，有效的增加箱子的密封性，防止瓦斯大量外泄。本实用新型经过多次现场试验，该装置具有结构简单、实用、密封、便于维护等特征，无论是风排钻屑还是水排钻屑都适用；捕捉瓦斯率超过95%，有效的防止瓦斯喷孔造成的钻场瓦斯超限问题；能适用于井下狭小空间的特点，并于内部实践，已成功地应用于煤矿井下各个打钻地点，从而完善了防喷工艺并提高了打钻效率，为矿井高效安全生产提供了可靠的技术条件。
图I为防喷钻杆的结构示意图。图2为孔口防喷器的结构示意图。图3为水-煤-气分离器的结构示意图。
具体实施方式
如图I所示的防喷钻杆1，包括一圆形的钻杆体11，钻杆体11具有一沿轴向贯穿的中空孔12，钻杆体11两端分别为接头13以及用于收容接头13的对接槽14，在接头13 顶端的中空孔12处设有滚珠15及防脱落筛16，滚珠15与防脱落筛16之间通过中心导向杆17连接，对接槽14相应地设有用于收容防脱落筛16的槽口 18，所述接头13优选外螺纹接头，所述滚珠15优选钢珠，所述防脱落筛16优选铁筛。如图2所示的孔口防喷器2，包括孔内埋管21，孔内埋管21的孔外一端连接有抽放管22，抽放管22下方设有出渣口 23，抽放管22上方设有抽气口 28，钻杆24沿轴向贯穿抽放管22、孔内埋管21，孔内埋管21与抽放管22的连接口以及抽放管22与钻杆24的连接口均为法兰连接，其中，抽放管22与钻杆24的连接口的法兰25之间设有密封皮垫26，法兰25外部设有编织袋填煤泥27。如图3所示的水-煤-气分离器3，包括集尘箱31，底部呈倾斜设置，倾斜角α为10°，下方设有四个支腿32，底部倾斜方向的两相邻支腿32之间设有横梁33，顶部设有一个抽气口 34和两个喷水嘴35，底部由高至低倾斜方向的两相对侧面中部分别设有进渣口 36和排水口 37，底部倾斜最低处的侧面上设有放渣门38。一种防瓦斯喷孔成套装置包括上述的防喷钻杆I、孔口防喷器2和水-煤-气分离器3，防喷钻杆I (相当于图2中的钻杆24)沿轴向贯穿孔口防喷器2的抽放管22、孔内埋管21，孔口防喷器2的出渣口 23连接水-煤-气分离器3的进渣口 36。使用时，多个钻杆体11通过接头13和对接槽14相互连接在一起，再与钻头连接进行钻孔，无论是采用风排还是水排钻屑，风流或水流由中空孔12进入，作用于滚珠15，迫使滚珠15沿着中心导向杆17向前移动，此时中空孔12打开，风流或水流从防脱落筛16压出，然后风流或水流将煤层孔中的瓦斯从煤层孔与钻头、钻杆的缝隙中排出，瓦斯、钻屑流向中空孔12时，滚珠15又因受压沿着中心导向杆17向后移动而堵住中空孔12，实现反向密封，使瓦斯、钻屑无法进入中空孔12，从而防止瓦斯在钻杆装杆退杆时从杆中间喷出，实现了单流控制和反向密封的效果。将孔内埋管21埋于钻孔内，防喷钻杆I (相当于图2中的钻杆24)实施钻进，当水、煤、气同时从钻孔涌出时，首先通过安装在抽放管22上方的抽气口 28抽出部分瓦斯，剩余的混合物通过出渣口 23输送到水-煤-气分离器3里面，进行进一步分离，法兰25之间增加的密封皮垫26以及外部的编织袋填煤泥27封堵钻屑和瓦斯防止喷出，通过验证，能封堵97%以上的瓦斯。水排钻屑时由孔口防喷器2的抽放管22的出渣口 23排出的混合物通过进渣口 36进入集尘箱31内，上部聚集的瓦斯通过安装在集尘箱31顶部的抽气口 34抽出，中部聚集的水通过安装在集尘箱31侧面中部的排水口 37排出，沉淀在下部的钻屑定时打开放渣门38取出。并且在水力冲孔期间，利用集尘箱31内外压差，在箱内始终保持高度超过排水口 37的水面，有效地增加集尘箱31的密封性，防止瓦斯大量外泄。当用风排钻屑时集尘箱31上端设计的连接高压水管的两个喷水嘴35打开，关闭集尘箱31侧面的排水口 37，喷水嘴35喷水将钻屑湿润沉淀下来，然后定期打开放渣门38 清理箱内煤泥。
权利要求1.一种防瓦斯喷孔成套装置，其特征在于包括防喷钻杆、孔口防喷器和水-煤-气分离器，其中，所述防喷钻杆的结构及其构造为包括钻杆体，钻杆体具有一沿轴向贯穿的中空孔，钻杆体两端分别为接头以及用于收容接头的对接槽，在接头顶端的中空孔处设有滚珠及防脱落筛，滚珠与防脱落筛之间通过中心导向杆连接，对接槽相应地设有用于收容防脱落筛的槽口 ；所述孔口防喷器的结构及其构造为包括孔内埋管，孔内埋管的孔外一端连接有抽放管，抽放管下方设有出渣口，钻杆沿轴向贯穿抽放管、孔内埋管，孔内埋管与抽放管的连接口以及抽放管与钻杆的连接口均为法兰连接，所述两组法兰连接中至少其中一组法兰之间设有密封皮垫，法兰外部设有编织袋填煤泥；所述水-煤-气分离器的结构及其构造为包括集尘箱，底部呈倾斜设置，下方设有支腿，顶部设有抽气口，底部由高至低倾斜方向的两相对侧面中部分别设有进渣口和排水口，底部倾斜最低处的侧面上设有放渣门； 防喷钻杆沿轴向贯穿孔口防喷器的抽放管、孔内埋管，孔口防喷器的出渣口连接水-煤-气分离器的进渣口。
2.如权利要求I所述的防瓦斯喷孔成套装置，其特征在于防喷钻杆中，所述滚珠为钢珠。
3.如权利要求2所述的防瓦斯喷孔成套装置，其特征在于防喷钻杆中，所述防脱落筛为铁筛。
4.如权利要求I所述的防瓦斯喷孔成套装置，其特征在于孔口防喷器中，抽放管上方设有抽气口。
5.如权利要求I所述的防瓦斯喷孔成套装置，其特征在于水-煤-气分离器中，底部呈10°倾斜设置。
6.如权利要求5所述的防瓦斯喷孔成套装置，其特征在于水-煤-气分离器中，集尘箱顶部设有喷水嘴。
7.如权利要求6所述的防瓦斯喷孔成套装置，其特征在于所述喷水嘴为两个。
8.如权利要求7所述的防瓦斯喷孔成套装置，其特征在于水-煤-气分离器中，相邻支腿之间设有横梁。
9.如权利要求8所述的防瓦斯喷孔成套装置，其特征在于所述横梁设置在集尘箱底部倾斜方向的两相邻支腿之间。
专利摘要本实用新型属于煤矿瓦斯抽放技术领域，具体公开了一种防瓦斯喷孔成套装置。包括防喷钻杆、孔口防喷器和水-煤-气分离器，防喷钻杆沿轴向贯穿孔口防喷器的抽放管、孔内埋管，孔口防喷器的出渣口连接水-煤-气分离器的进渣口。本实用新型经过多次现场试验，该装置具有结构简单、实用、密封、便于维护等特征，无论是风排钻屑还是水排钻屑都适用；捕捉瓦斯率超过95%，有效的防止瓦斯喷孔造成的钻场瓦斯超限问题；能适用于井下狭小空间的特点，并于内部实践，已成功地应用于煤矿井下各个打钻地点，从而完善了防喷工艺并提高了打钻效率，为矿井高效安全生产提供了可靠的技术条件。
文档编号E21F7/00GK202348211SQ20112052548
公开日2012年7月25日 申请日期2011年12月15日 优先权日2011年12月15日
发明者薛明理, 郭金陵 申请人:郑州远见矿用设备有限公司