一种煤矿冲孔用防喷装置的孔口固定结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及到煤矿冲孔用的孔口防喷装置，具体为一种煤矿冲孔用防喷装置的孔口固定结构。
【背景技术】
[0002]煤炭是我国的主要能源，但是我国煤矿地质条件复杂且多以煤层群条件赋存，煤与瓦斯突出灾害严重，深部高地应力和瓦斯压力致使瓦斯灾害更加严重。根据相关规定，对于高瓦斯与突出煤层，在开采前需要采取区域性瓦斯防治措施，降低煤层瓦斯含量消除其突出危险性。目前，最为有效的区域性瓦斯治理措施为保护层开采和预抽煤层瓦斯，要求不具备保护层开采条件的矿区(井)必须选用底(顶)板岩巷穿层钻孔预抽煤层瓦斯的区域防突措施。我国多数矿区煤层渗透率低、瓦斯压力大和地应力高等特殊因素，穿层钻孔抽采效果较差且易塌孔堵塞，故采用穿层钻孔配合水力冲孔、水力压裂等增透措施。在岩柱的掩护下利用带高压水钻头切割和压力水冲击煤体，排出碎煤和瓦斯，应力集中向冲孔周围移动，使冲孔附近煤体卸压增透，可以有效地提高抽放效果。
[0003]目前，煤矿井下底(顶)板岩巷穿层钻孔冲孔施工过程中缺少快速孔口防喷孔装置，需钻孔后采用孔口填补剂对孔口进行处理，等待凝固后重新支钻进行冲孔，这造成穿层钻孔和水力冲孔施工过程存在多项重复操作工序，施工程序繁杂冗余，施工工期长，效率低，人力物力消耗量大。基于此，本发明的申请人在之前曾申请了“一种煤矿冲孔用防喷收集装置”专利，该专利公开了一种防喷装置，但是此防喷装置还缺少将此防喷装置收集口与煤层钻孔相对接并固定的孔口固定结构，影响了防喷装置的使用效果。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的是提供一种煤矿冲孔用防喷装置的孔口固定结构，用以使防喷装置的收集口所在端在钻进冲孔过程中能够固定在钻孔的孔壁上，提高防喷装置对钻孔孔口的密封效果。
[0005]为实现上述目的，本实用新型的技术方案是:一种煤矿冲孔用防喷装置的孔口固定结构，所述防喷装置具有一个收集箱，用于收集冲孔过程中产生的瓦斯和水、煤渣，收集箱的一侧设有收集口，相对的另一侧设有供冲孔钻杆穿过的钻杆孔，所述收集口处设有一个与收集箱内部连通的连接管，该连接管连接一个供钻杆穿过的空心状的芯管，在芯管的外部套设有柔性材料制成的橡胶层，橡胶层与芯管之间形成一个密闭空间，芯管内设有与该密闭空间相连通的流体通道，流体通道的进水口处连接有输送压力水的进水管，所述橡胶层在压力水作用下发生膨胀并卡紧在煤层钻孔的孔壁上。
[0006]所述钻杆孔处设有密封件，密封件上设有钻杆连接孔，收集箱内收集口和密封件之间设有一个隔板，隔板上设有供冲孔钻杆穿过的开孔，该开孔与收集口、密封件上设置的钻杆连接孔同轴设置，所述隔板将收集箱分隔成两个腔室，设有收集口的一个腔室中相对的两个侧壁上分别设有瓦斯抽放口和排渣口，所述瓦斯抽放口与负压管连接。
[0007]有益效果:本实用新型的孔口固定结构与防喷装置的收集箱连接为一个整体后，能够通过芯管外部套设的橡胶层在压力水的作用下发生膨胀从而卡紧在钻孔的孔壁上，这样，在钻进冲孔过程中通过与钻孔密封对接的橡胶层和芯管将防喷装置紧紧卡持在钻孔内，同时保证了防喷收集装置与钻孔孔口之间的良好密封，有效防止了钻孔和水力冲孔过程中所出现的煤与瓦斯突出问题，大大减轻了喷孔的危害性，提高了防喷装置的使用效果。
【附图说明】
[0008]图1为本实用新型连接在防喷装置上的结构示意图。
[0009]图中标记为:1、收集箱，2、连接管，3、芯管，4、橡胶层，5、流体通道，6、进水管，7、密封件，8、隔板，9、瓦斯抽放口，10、排渣口，11、连接接头，12、进水接头，13、连接螺栓，14、法兰，15、压环。
【具体实施方式】
[0010]如图1所示，一种煤矿冲孔用防喷装置的孔口固定结构，所述防喷装置具有一个收集箱1，用于收集冲孔过程中产生的瓦斯和水、煤渣，收集箱I的一侧设有收集口，相对的另一侧设有供冲孔钻杆穿过的钻杆孔，所述收集口处设有一个与收集箱I内部连通的连接管2，该连接管2连接一个供钻杆穿过的空心状的芯管3，在芯管3的外部套设有柔性材料制成的橡胶层4，橡胶层4与芯管3之间形成一个密闭空间，芯管3内设有与该密闭空间相连通的流体通道5，流体通道5的进水口处连接有输送压力水的进水管6，进水管6通过进水接头12与压力水供应装置连接，压力水供应装置供应的带有一定压力的水经进水管6和流体通道5进入到橡胶层4与芯管3之间的密闭空间，所述橡胶层4在压力水作用下发生膨胀并卡紧在煤层钻孔的孔壁上，从而在钻进冲孔过程中通过与钻孔密封对接的橡胶层和芯管将防喷装置紧紧卡持在钻孔内，同时保证了防喷收集装置与钻孔孔口之间的良好密封。其中，压力水的压力大小为大于0.8Mpa，压力水可以用压力气体替换，同样可以使橡胶层4发生膨胀并卡紧在煤层钻孔的孔壁上。
[0011 ] 具体地，所述芯管3与连接管2连接的一端设有连接接头11，连接接头11与连接管2之间螺纹连接，该连接接头11与所述芯管3焊接为一体结构，这样可以保证连接强度，防止在钻孔施工过程中芯管3与连接管2脱离。芯管3内设置的流体通道5延伸至连接接头11内，并将流体通道5的进水口设置在连接接头11的端部，以连接所述进水管6。所述橡胶层4通过其两端设置的铁芯焊接在芯管3上，以使橡胶层4与芯管3之间形成密闭的空间。
[0012]所述钻杆孔处设有密封件7，密封件7上设有钻杆连接孔，收集箱I相对收集口的一侧开口处设有一个法兰14。密封件7为柔性密封件，通过压环15将密封件7压设在端面法兰14上，并通过压环15上设置的连接螺栓13与端部法兰14固定。收集箱I内收集口和密封件7之间设有一个隔板8，隔板8上设有供冲孔钻杆穿过的开孔，该开孔与收集口、密封件7上设置的钻杆连接孔同轴设置，所述隔板8将收集箱I分隔成两个腔室，设有收集口的一个腔室中相对的两个侧壁上分别设有瓦斯抽放口 9和排渣口 10，所述瓦斯抽放口 9与负压管连接，排渣口 10倾斜设置，其倾斜方向为从设有瓦斯抽放口 9的一侧到设有排渣口10的一侧，逐渐远离收集口，隔板8同样按此倾斜方向设置在收集箱I内。
[0013]冲孔钻杆依次从密封件7中间设置的钻杆连接孔、隔板8上的开孔和芯管3内部穿过进行冲孔，冲孔过程中产生的瓦斯气体和水、煤渣流体从芯管3进入收集箱I内，瓦斯气体通过与外部负压管连接的瓦斯抽放口 9排出并进行收集，水和煤渣混合流体则从排渣口 10排出并进行收集，从而起到防止瓦斯突出、喷孔的作用。由于在收集箱I上设置了密封件7，保证了混合流体不会沿钻杆流出收集箱，使得冲孔的场地环境得到改善。本实用新型带有此孔口固定结构的防喷装置可以通过在收集箱I的外壁上设置连接耳安装在液压钻机上使用，也可人工放入钻孔内进行孔口防喷使用。
【主权项】
1.一种煤矿冲孔用防喷装置的孔口固定结构，所述防喷装置具有一个收集箱(I )，用于收集冲孔过程中产生的瓦斯和水、煤渣，收集箱(I)的一侧设有收集口，相对的另一侧设有供冲孔钻杆穿过的钻杆孔，其特征在于:所述收集口处设有一个与收集箱(I)内部连通的连接管(2)，该连接管(2)连接一个供钻杆穿过的空心状的芯管(3)，在芯管(3)的外部套设有柔性材料制成的橡胶层(4)，橡胶层(4)与芯管(3)之间形成一个密闭空间，芯管(3)内设有与该密闭空间相连通的流体通道(5)，流体通道(5)的进水口处连接有输送压力水的进水管(6 )，所述橡胶层(4 )在压力水作用下发生膨胀并卡紧在煤层钻孔的孔壁上。2.如权利要求1所述的一种煤矿冲孔用防喷装置的孔口固定结构，其特征在于:所述芯管(3 )与连接管(2 )连接的一端设有连接接头(11 )，连接接头(11)与连接管(2 )之间螺纹连接，所述橡胶层(4 )通过其两端设置的铁芯焊接在芯管(3 )上。3.如权利要求1所述的一种煤矿冲孔用防喷装置的孔口固定结构，其特征在于:所述钻杆孔处设有密封件(7 )，密封件(7 )上设有钻杆连接孔，收集箱(I)内收集口和密封件(7 )之间设有一个隔板(8)，隔板(8)上设有供冲孔钻杆穿过的开孔，该开孔与收集口、密封件(7)上设置的钻杆连接孔同轴设置，所述隔板(8)将收集箱(I)分隔成两个腔室，设有收集口的一个腔室中相对的两个侧壁上分别设有瓦斯抽放口(9)和排渣口(10)，所述瓦斯抽放口(9)与负压管连接。
【专利摘要】一种煤矿冲孔用防喷装置的孔口固定结构，涉及到煤矿冲孔用的孔口防喷装置，所述防喷装置具有一个收集箱，用于收集冲孔过程中产生的瓦斯和水、煤渣，收集箱的一侧设有收集口，相对的另一侧设有供冲孔钻杆穿过的钻杆孔，收集口处设有一个与收集箱内部连通的连接管，该连接管连接一个供钻杆穿过的空心状的芯管，在芯管的外部套设有柔性材料制成的橡胶层，橡胶层与芯管之间形成一个密闭空间，芯管内设有与该密闭空间相连通的水流通道，水流通道的进水口处连接有输送压力水的进水管，所述橡胶层在压力水作用下发生膨胀并卡紧在煤层钻孔的孔壁上。本实用新型在钻进冲孔过程中能够将防喷装置紧紧卡持在钻孔内，同时保证了防喷收集装置与钻孔孔口之间的良好密封。
【IPC分类】E21B21/015
【公开号】CN204827294
【申请号】CN201520387676
【发明人】王晓平, 武国胜, 高杰, 马召辉, 周杨, 李勤
【申请人】平顶山市铁福来机电设备有限公司
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年6月8日