专利名称：钻孔瓦斯防喷系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及煤矿井下防止钻孔瓦斯超限技术，尤其涉及一种钻孔瓦斯防喷系 统。
背景技术：
在煤矿井下钻孔施工过程中，如果施工的煤层中瓦斯含量较大、压力较高，极有可 能造成喷孔，若不采取相应措施，可能造成巷道内瓦斯超限。为防止喷孔造成瓦斯超限，现有技术中，钻孔内喷出的一部分瓦斯气体经由煤气 分离装置进入抽采瓦斯管路。另一部分随大颗粒煤粉经可伸缩高强度连接装置及三通进入 软质排渣储煤装置，然后经瓦斯抽采装置进入抽采瓦斯管路。喷出的煤粉粉状颗粒部分进 入煤气分离装置，经分离后沉淀于煤气分离装置底部，大部分煤粉进入软质排渣储煤装置、 三通及可伸缩高强度连接装置。然而，现有技术在出现强喷孔现象时，由于抽采系统的抽采量有限，导致大量瓦斯 随煤粉颗粒进入储煤装置，与煤粉一起充满整个储存装置，在瓦斯压力和喷出物的共同作 用下，极有可能损坏储存装置，继而引起高值瓦斯超限事故，给煤矿生产带来极大的安全隐
串
)Qi、O
实用新型内容本实用新型提供一种钻孔瓦斯防喷系统，用以解决现有技术的缺陷，实现在瓦斯 浓度偏高时进行阻隔，瓦斯浓度降到安全值时打开阻隔，避免引起瓦斯超限事故，提高了矿 井下施工的安全性。本实用新型提供一种钻孔瓦斯防喷系统，包括与钻孔连通的连通器件，所述连通 器件中与所述钻孔连通的管路上、沿圆周方向镂空多个孔洞，每个所述孔洞中设置一阻挡 块，所述阻挡块部分置于所述管路外；所述钻孔瓦斯防喷系统还包括一个以上液压缸，所述一个以上液压缸的活塞与 一套环连接，所述套环套设在所述管路外壁，所述液压缸的活塞与一驱动机构连接；所述驱动机构驱动所述活塞运动，所述活塞带动所述套环沿所述管路外壁轴向移 动、挤压所述阻挡块中置于所述管路外的部分，所述阻挡块挤压从所述连通器件内部穿过、 伸入钻孔的钻杆。如上所述的钻孔瓦斯防喷系统，所述驱动机构为二位四通转阀，所述二位四通转 阀的进水端与矿井下的高压水管连接，出水端分别为所述一个以上液压缸供水以推动所述
活塞运动。如上所述的钻孔瓦斯防喷系统，所述阻挡块一端通过紧固件可旋转地固定在所述 连通器件上。如上所述的钻孔瓦斯防喷系统，所述孔洞为方形。如上所述的钻孔瓦斯防喷系统，所述紧固件为销钉。[0013]如上所述的钻孔瓦斯防喷系统，所述连通器件为多通器件。如上所述的钻孔瓦斯防喷系统，还包括护孔管、可伸缩高强度连接装置、三通器 件、软质排渣储煤装置、煤气分离装置、瓦斯抽采管路和瓦斯抽采装置；所述护孔管置于钻孔中；所述连通器件分别与所述护孔管、所述可伸缩高强度连 接装置和所述煤气分离装置连通；所述可伸缩高强度连接装置通过所述三通器件与所述软 质排渣储煤装置连接；所述煤气分离装置和所述软质排渣储煤装置分别通过所述瓦斯抽采 装置连接至所述瓦斯抽采管路。本实用新型提供的钻孔瓦斯防喷系统，在钻孔内瓦斯浓度偏高时，采用钻孔瓦斯 防喷装置对瓦斯进行阻隔，当瓦斯浓度降到安全值时采用钻孔瓦斯防喷装置打开阻隔，实 现将钻孔内煤层瓦斯充分释放，避免引起瓦斯超限事故，提高了矿井下施工的安全性。
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例 或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是 本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提 下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本实用新型提供的一个钻孔瓦斯防喷系统实施例结构示意图；图2A为图1提供的实施例打开阻隔示意图；图2B为图1提供的实施例阻隔示意图；图3为本实用新型提供的又一个钻孔瓦斯防喷系统实施例结构示意图；图4A为图3提供的实施例打开阻隔示意图；图4B为图3提供的实施例阻隔示意图；图5为本实用新型另一个钻孔瓦斯防喷系统实施例结构示意图；图6为图5提供的实施例中连通器件处的具体结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新 型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描 述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施 例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于 本实用新型保护的范围。本实用新型提供的一个钻孔瓦斯防喷系统实施例，参见图1，该钻孔瓦斯防喷系统 包括与钻孔连通的连通器件11，连通器件11中与钻孔连通的管路12上、沿圆周方向镂空 多个孔洞13，每个孔洞13中设置一阻挡块14，阻挡块14部分置于管路12外；该系统还包括一个以上液压缸15，一个以上液压缸15的活塞16与一套环17连 接，套环17套设在管路12外壁，液压缸15的活塞16与一驱动机构18连接；驱动机构18驱动活塞16运动，活塞16带动套环17沿管路12外壁轴向移动、挤 压阻挡块14中置于管路12外的部分，阻挡块14挤压从连通器件11内部穿过、伸入钻孔的 钻杆19。[0030]具体的，钻孔瓦斯防喷系统中的连通器件11可以是一个二通器件，该连通器件11 的一端管路12与钻孔连通，钻杆19从连通器件11的另一端进入连通器件11内部，并从管 路12中穿出伸入钻孔中。在使用钻孔瓦斯防喷系统时，可以采用传感器测量矿井下巷道内的瓦斯浓度，当 瓦斯浓度高于某一安全值时，可以对高浓度的瓦斯气体进行阻隔，参见图2A和图2B，采用 驱动机构18驱动活塞16运动，活塞16运动带动套环17沿着管路12的外壁轴向移动，由 于阻挡块14设置在孔洞13内，且部分置于管路12外，因此，套环17移动挤压阻挡块14中 置于管路12外的部分，阻挡块14进一步挤压从连通器件11内部穿过、伸入钻孔内的钻杆 19，此时，阻挡块14填充了钻杆19和连通器件11内部之间的大部分环状间隙，从而阻止了 瓦斯气体大量喷出。当瓦斯浓度降低到安全值以下时，则打开系统中的阻隔，使套环17远 离阻挡块14，阻挡块14远离钻杆19，则钻杆19和连通器件11之间又恢复环状间隙，使得 钻孔内喷出的瓦斯气体可从该间隙内通过。本实用新型提供的钻孔瓦斯防喷系统，在钻孔内瓦斯浓度偏高时，采用钻孔瓦斯 防喷装置对瓦斯进行阻隔，当瓦斯浓度降到安全值时采用钻孔瓦斯防喷装置打开阻隔，实 现将钻孔内煤层瓦斯充分释放，避免引起瓦斯超限事故，提高了矿井下施工的安全性。作为一个较佳的实施例，本实用新型实施例提供的钻孔瓦斯防喷系统，其中的驱 动机构18可以为二位四通转阀，由于矿井下高压水资源丰富，可以作为驱动机构18推动活 塞的动力资源，因此，可以将二位四通转阀的进水端P与矿井下的高压水管连接，出水端A、 出水端B可以分别与一个以上液压缸15连接来为液压缸15供水，从而推动液压缸15内的 活塞16运动，二位四通转阀的具体连接方式参见图3。作为实现阻隔的重要部件，由活塞16运动带动套环17运动，进而挤压阻挡块14， 阻挡块14的形状可以如图4所示，其一端通过紧固件20可旋转地固定在连通器件11中的 孔洞13上，孔洞13可以设置成方形，当然也可以设置成其他形状。紧固件20可以为销钉。 阻挡块14另一端部分置于管路12外。参见图4A和图4B，二位四通手动转阀有四个接口，即进水端P、回水端R、出水端A 及出水端B，它是液压缸15的驱动机构18 ；液压缸15通过改变压力液体的流向推动活塞16 运动，进而推动套环17靠近钻孔运动或远离钻孔运动；图4A和图4B中给出了阻挡块14为 6个的情况，当然并不作为限制。安装阻挡块14前，可以在管路12上切割出六个方形洞，将 阻挡块14安装在方形孔洞13中，并在阻挡块14的一端打通眼，用销钉固定在孔洞13上， 图4A和图4B中也仅是给出了一种阻挡块14的形状。当套环17沿靠近钻孔或远离钻孔方 向运动时，带动阻挡块14围绕销钉作旋转运动。当钻孔内喷出的瓦斯气体浓度高于安全值时，可手动操作二位四通转阀的手动来 推动液压缸15的活塞16运动，进而推动套环17向前运动，套环17又带动阻挡块14运动， 阻挡块14挤住钻杆19，填充钻杆19与连通器件11间的大部分环状间隙，从而阻止瓦斯大
量喷出。当施工场所瓦斯浓度降到某一安全值时，打开阻隔，让瓦斯从孔内逸出，此时环境 瓦斯浓度慢慢升高，当有可能造成超限时，再次进行阻隔，如此往复循环，直到孔内瓦斯不 可能再造成超限时，打开阻隔，继续施工。本实施例提供的钻孔瓦斯防喷系统，改被动防喷为主动防喷，充分利用现场动力资源。使用方便、操作简单、可靠性高。成本低，占用空间小。如图5所示，该系统还可以包括护孔管21、可伸缩高强度连接装置22、三通器件 23、软质排渣储煤装置24、煤气分离装置25、瓦斯抽采管路26和瓦斯抽采装置27 ；其中，图 5中所示的连通器件11为多通器件，该多通器件的结构以及与其他部件的连接方式参见前 述实施例及图6所示。护孔管21置于钻孔中；连通器件11分别与护孔管21、可伸缩高强度连接装置22 和煤气分离装置25连通；可伸缩高强度连接装置22通过三通器件23与软质排渣储煤装置 24连接；煤气分离装置25和软质排渣储煤装置24分别通过瓦斯抽采装置27连接至瓦斯 抽采管路26。其中，护孔管21对钻孔起到保护作用，还可以将钻孔内的空间密封起来。可伸缩 高强度连接装置22由于其可伸缩性，适用于不同高低的巷道。当施工场所瓦斯浓度降到某一安全值时，通过驱动机构18打开连通器件11内部 的阻挡块14的阻隔，让瓦斯从孔内逸出，由于瓦斯气体中含有煤粉颗粒，会对堵塞瓦斯抽 采装置27及瓦斯抽采管路26，因此，需要经过煤气分离装置25对瓦斯气体和煤粉颗粒进 行分离。另外，瓦斯气体还经过可伸缩高强度连接装置22及三通器件23后进入软质排渣 储煤装置24，该装置时瓦斯气体中混合的煤粉进行存储，并且将瓦斯气体通过瓦斯抽采装 置27进入瓦斯抽采管路26，此时环境瓦斯浓度慢慢升高，当有可能造成超限时，通过驱动 机构18推动活塞16运动进而挤压阻挡块14阻隔连通器件11和钻杆19之间的大部分环 状间隙，如此往复循环，直到孔内瓦斯不可能再造成超限时，打开阻隔，继续施工。本实用新型提供的钻孔瓦斯防喷系统，在钻孔内瓦斯浓度偏高时，采用钻孔瓦斯 防喷装置对瓦斯进行阻隔，当瓦斯浓度降到安全值时采用钻孔瓦斯防喷装置打开阻隔，实 现将钻孔内煤层瓦斯充分释放，并对瓦斯气体进行收集，对瓦斯气体中混合的煤粉进行存 储，避免引起瓦斯超限事故，提高了矿井下施工的安全性。最后应说明的是以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制； 尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解: 其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等 同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术 方案的精神和范围。
权利要求一种钻孔瓦斯防喷系统，包括与钻孔连通的连通器件，其特征在于，所述连通器件中与所述钻孔连通的管路上、沿圆周方向镂空多个孔洞，每个所述孔洞中设置一阻挡块，所述阻挡块部分置于所述管路外；所述钻孔瓦斯防喷系统还包括一个以上液压缸，所述一个以上液压缸的活塞与一套环连接，所述套环套设在所述管路外壁，所述液压缸的活塞与一驱动机构连接；所述驱动机构驱动所述活塞运动，所述活塞带动所述套环沿所述管路外壁轴向移动、挤压所述阻挡块中置于所述管路外的部分，所述阻挡块挤压从所述连通器件内部穿过、伸入钻孔的钻杆。
2.根据权利要求1所述的钻孔瓦斯防喷系统，其特征在于，所述驱动机构为二位四通 转阀，所述二位四通转阀的进水端与矿井下的高压水管连接，出水端分别为所述一个以上 液压缸供水以推动所述活塞运动。
3.根据权利要求1或2所述的钻孔瓦斯防喷系统，其特征在于，所述阻挡块一端通过紧 固件可旋转地固定在所述连通器件上。
4.根据权利要求3所述的钻孔瓦斯防喷系统，其特征在于，所述孔洞为方形。
5.根据权利要求4所述的钻孔瓦斯防喷系统，其特征在于，所述紧固件为销钉。
6.根据权利要求5所述的钻孔瓦斯防喷系统，其特征在于，所述连通器件为多通器件。
7.根据权利要求6所述钻孔瓦斯防喷系统，其特征在于，还包括护孔管、可伸缩高 强度连接装置、三通器件、软质排渣储煤装置、煤气分离装置、瓦斯抽采管路和瓦斯抽采装 置；所述护孔管置于钻孔中；所述连通器件分别与所述护孔管、可伸缩高强度连接装置和 煤气分离装置连通；所述可伸缩高强度连接装置通过所述三通器件与所述软质排渣储煤装 置连接；所述煤气分离装置和所述软质排渣储煤装置分别通过所述瓦斯抽采装置连接至所 述瓦斯抽采管路。专利摘要本实用新型提供一种钻孔瓦斯防喷系统。包括与钻孔连通的连通器件，连通器件中与所述钻孔连通的管路上、沿圆周方向镂空多个孔洞，每个孔洞中设置一阻挡块，阻挡块部分置于管路外；该系统还包括一个以上液压缸，一个以上液压缸的活塞与一套环连接，套环套设在管路外壁，液压缸的活塞与一驱动机构连接；驱动机构驱动活塞运动，活塞带动套环沿管路外壁轴向移动、挤压阻挡块中置于管路外的部分，阻挡块挤压从连通器件内部穿过、伸入钻孔的钻杆。本实用新型实现将钻孔内煤层瓦斯充分释放，避免引起瓦斯超限事故，提高了矿井下施工的安全性。
文档编号E21B34/14GK201714332SQ20102024962
公开日2011年1月19日 申请日期2010年7月1日 优先权日2010年7月1日
发明者刘德贵, 崔兴安, 汪峰荣, 汪金业, 石德洲, 程合玉, 赵俊峰 申请人:淮南矿业(集团)有限责任公司