专利名称：施钻防喷孔装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种施钻过程中的安全防护装置，尤其是涉及一种施钻防喷孔装置。
背景技术：
在煤矿井巷揭煤及在煤巷施钻过程中，特别是新建高瓦斯突出矿井，由于在煤层 无卸压状态下初次施钻穿过煤层，发生喷孔现象可能性非常大。特别是高瓦斯突出矿井建 井期间揭煤第一次探煤钻孔施工时，在煤层无任何卸压状态下突出动力现象尤为明显，易 造成钻孔煤与瓦斯突出伤人、瓦斯超限甚至是引起瓦斯爆炸事故的发生。在进行煤巷钻孔 时，喷孔也会伴随量煤、岩块、瓦斯喷出，目前的操作一般都是钻机与岩体、煤体、瓦斯体等 危险体直接接触，而没有安全、可靠的保护装置，有的也仅是在钻机动力头前端焊接一块金 属挡板，其挡板仅能挡住正前方很小一部分面积，对人和设备起不到很好的保护作用。专利号为ZL200820160197. 5的实用新型专利公开了一种钻孔施工防喷孔装置， 其特征是设置可呈封闭地空套在钻杆的外部、并与钻杆之间留有引流空腔的引流管，设置 具有负压分离腔的引流分离箱；在引流管与引流分离腔之间分别设置气流通道和排渣通 道；引流分离箱与负压抽采管路连通形成箱内负压。该实用新型的结构较为复杂，体积较 大。
实用新型内容本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种施钻防喷孔装置。为解决以上技术问题，本实用新型的技术方案是一种施钻防喷孔装置，包括施钻套管，由分流腔和带有阀门的排渣管组成的分流 机构，带有阀门的排气管，固定管，施钻套管的内径大于钻杆外径，分流腔为中空腔体，施钻 套管一端与中心部位带有孔口的挡板固定连接，孔口与施钻套管共轴线，孔口直径大于钻 杆的直径，供钻杆进入，施钻套管的另一端与分流腔的一个侧面固定连通，排渣管与分流腔 的底部连通，固定管的一端与分流腔上连接有施钻套管的相对的侧面相连通，固定管的另 一端固定在煤体壁或岩壁上并与煤体壁或岩壁垂直。所述分流腔为圆柱形腔或棱柱形腔，分流腔的下部向下凹陷，分流腔的横截面积 大于施钻套管与固定管的横截面积。所述固定管为圆柱形管或棱柱形管，固定管的内径为钻杆外径的三到十倍。所述挡板中心处的孔口直径比钻杆的直径大0——10mm。所述煤体壁或岩壁上开有与煤体壁或岩壁垂直的固定孔，固定孔的直径大于固定 管的外径，固定管固定在固定孔中，固定管的内径大于钻杆的外径，固定管的一端从固定孔 伸出，伸出的一端固定在分流腔上与施钻套管相对的侧面上。所述煤体壁或岩壁上开有与煤体壁或岩壁垂直的固定孔，固定孔中固定一段预埋 管，固定孔的直径大于预埋管的外径，预埋管的内径大于钻杆的外径，预埋管的一端从固定孔伸出，伸出的一端与固定管固定连接。所述预埋管为圆柱形管或棱柱形管，固定管的内径为钻杆外径的三到十倍。所述分流腔的水平两侧分别固定安装有稳固槽，稳固槽的槽体水平，稳固杆一端 穿过稳固槽后打入地面，另一端与稳固槽的槽体紧固。所述分流腔的水平两侧分别固定安装有稳固槽，稳固槽的槽体竖直，稳固杆一端 穿过稳固槽)后打入煤体壁或岩壁内部，另一端与稳固槽的槽体紧固。本实用新型的有益效果1、采用本实用新型能够保证施钻过程中岩块、煤、瓦斯顺利排出，保证人员和设备 的安全。2、施钻过程中配合抽风机形成负压，使有害气体抽排至地面，这样大大提高了工 作面施工时瓦斯超限的安全性，杜绝工作面瓦斯超限事故及其它瓦斯伤害事故。3、与测压机构和数个阀门配合使用，可以进行压力测量，测出原始的喷孔，以便采 取正确处理措施。4、本实用新型结构简单加工使用都很方便，成本低廉。
图1为本实用新型的剖视示意图之一。图2-1为本实用新型的剖视示意图之二。图2-2为图2-1的外部结构示意图。图2-3为图2-2的左视图。图3-1为本实用新型的外部结构示意图之三。图3-2为图3-1的左视图。图中，1为施钻套管，2为分流腔，3为排渣管，4为排气管，5为固定管，6为钻杆，7 为挡板，8为煤体壁，9为岩壁，10为预埋管，11为稳固槽，12为稳固杆，13为地面。
具体实施方式
实施例一参见图1。一种施钻防喷孔装置，包括施钻套管1，由分流腔2和带有阀 门的排渣管3组成的分流机构，带有阀门的排气管4，固定管5，施钻套管1的内径大于钻杆 6外径，分流腔2为中空腔体，施钻套管1 一端与中心部位带有孔口的挡板7固定连接，孔 口与施钻套管1共轴线，孔口直径大于钻杆6的直径，供钻杆6进入，施钻套管1的另一端 与分流腔2的一个侧面固定连通，排渣管3与分流腔2的底部连通，固定管5的一端与分流 腔2上连接有施钻套管1的相对的侧面相连通，固定管5的另一端固定在煤体壁8上并与 煤体壁8垂直。分流腔2为圆柱形腔，分流腔2的下部向下凹陷，分流腔2的横截面积大于施钻套 管1与固定管5的横截面积。固定管5为圆柱形管，固定管5的内径为钻杆6外径的三到十倍。挡板7中心处的孔口直径比钻杆6的直径大5mm。煤体壁8上开有与煤体壁8垂直的固定孔，固定孔的直径大于固定管5的外径，固 定管5固定在固定孔中，固定管5的内径大于钻杆6的外径，固定管5的一端从固定孔伸出，伸出的一端固定在分流腔2上与施钻套管相对的侧面上。本实施例中施钻固定管5通过注浆固定在煤体壁上的固定孔中，一端从固定孔伸 出，伸出的一端固定在分流腔上与施钻套管相对的侧面上。本实施例适用于钻孔较浅的情况，施钻过程中，钻杆6从挡板7上的孔口伸入后 依次穿过施钻套管1、分流腔2、固定管5然后伸入煤体，水、煤渣和矸石等物质通过分流腔 2下端的排渣管3流出，CH4等有害气体通过分流腔2上端的排气管4排出，施钻过程中地 面通过排气管4进行抽气形成负压，使有害气体抽排至地面，这样大大提高了工作面施工 时瓦斯超限的安全性，杜绝工作面瓦斯超限事故及其它瓦斯伤害事故。排气管4上带有阀 门，平时不需要抽气时可以关闭，需要时可打开。由于有挡板7的存在，使得当煤体发生喷 孔时挡板7可以挡住水、煤渣和矸石等物质从钻杆入口处喷出对工作面的工人和仪器形成 危害。排渣管3上的阀门为常开式阀门，平时便于排渣，当工作面有害气体浓度过高时需要 进行瓦斯抽放时将阀门关闭即可。实施例二参见图2-1，图2-2，图2-3。与实施例一的相同之处不赘述，不同之处 仅在于，所述挡板7中心处的孔口直径比钻杆6的直径大10mm。所述岩壁9上开有岩壁9垂直的固定孔，固定孔中固定一段预埋管10，预埋管17 与固定孔通过注浆固定在一起，固定孔的直径大于预埋管10的外径，预埋管10的内径大于 钻杆6的外径，预埋管10的一端从固定孔伸出，伸出的一端与固定管5通过法兰盘固定连 接，或者用其他常见的紧固方式紧固在一起。此实施例适用于施钻深度较深的情况，可在岩壁上使用，也可在煤层壁上使用。施 钻深度较深时，喷孔压力较大，预埋管的存在可以防止喷孔压力将整个施钻防喷孔装置冲 出固定孔。所述分流腔2的水平两侧分别固定安装有稳固槽11，稳固槽11的槽体竖直，稳固 杆12 —端穿过稳固槽11后打入煤体壁或岩壁9内部，另一端与稳固槽11的槽体紧固。稳 固杆可以用锚杆打入，也可以用其他高强度的金属杆钉入。所述施钻套管1和分流腔2通过法兰盘固定连接。在施钻时，可先不将施钻套管 连接上，先将除去带有挡板7的施钻套管1的施钻防喷孔装置在工作面设置好，用钻头先从 分流腔2进入煤体壁或岩壁进行扩孔，大约一两米后退出钻头，然后将施钻套管1通过法兰 盘与分流腔紧固，后再进行施钻，这样可以避免刚开始施钻时挡板7上的孔口过小，钻头进 入后打偏。实施例三参见图3-1，图3-2。与实施例二的相同之处不赘述，不同之处仅在于，所述分流腔2的水平两侧分别固定安装有稳固槽11，稳固槽11的槽体水平，稳固 杆12 —端穿过稳固槽11后打入地面13，另一端与稳固槽11的槽体紧固。实施例四附图略。与前面各实施例的相同之处不赘述，不同之处仅在于，所述分 流腔2的下部向下凹陷，成近似漏斗形腔。本实施例中分流腔的近似漏斗形的设置可以保证煤矸石、岩块、水等物质顺利的 从排渣管3中排出。本实用新型不限于以上实施方式，挡板7中心处的孔口直径比钻杆6的直径可以 大2mm，6mm等尺寸，总之，尺寸只要满足钻杆6可以从挡板7中心处的孔口进入，并且在钻杆工作时或者发生喷孔时渣子从孔口处喷出即可。 分流腔为圆柱形腔或棱柱形腔，固定管的固定还可以采用其他公知技术，总之，只 要是原理与本实用新型本质相同，均落在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种施钻防喷孔装置，包括施钻套管(1)，由分流腔( 和带有阀门的排渣管(3)组 成的分流机构，带有阀门的排气管G)，固定管(5)，其特征在于施钻套管(1)的内径大于 钻杆(6)外径，分流腔O)为中空腔体，施钻套管(1) 一端与中心部位带有孔口的挡板(7) 固定连接，所述孔口与施钻套管(1)共轴线，孔口直径大于钻杆(6)的直径，供钻杆(6)进 入，施钻套管(1)的另一端与分流腔O)的一个侧面固定连通，排渣管(3)与分流腔O)的 底部连通，固定管( 的一端与分流腔( 上连接有施钻套管(1)的相对的侧面相连通，固 定管(5)的另一端固定在煤体壁(8)或岩壁(9)上并与煤体壁(8)或岩壁(9)垂直。
2.根据权利要求1所述的施钻防喷孔装置，其特征在于所述分流腔( 为圆柱形腔 或棱柱形腔，分流腔( 的下部向下凹陷，分流腔( 的横截面积大于施钻套管(1)与固定 管(5)的横截面积。
3.根据权利要求2所述的施钻防喷孔装置，其特征在于所述固定管(5)为圆柱形管 或棱柱形管，固定管(5)的内径为钻杆(6)外径的三到十倍。
4.根据权利要求3所述的施钻防喷孔装置，其特征在于所述挡板(7)中心处的孔口 直径比钻杆(6)的直径大0——10mm。
5.根据权利要求4所述的施钻防喷孔装置，其特征在于所述煤体壁(8)或岩壁(9)上 开有与煤体壁(8)或岩壁(9)垂直的固定孔，固定孔的直径大于固定管(5)的外径，固定管 (5)固定在固定孔中，固定管(5)的内径大于钻杆(6)的外径，固定管(5)的一端从固定孔 伸出，伸出的一端固定在分流腔( 上与施钻套管(1)相对的侧面上。
6.根据权利要求4所述的施钻防喷孔装置，其特征在于所述煤体壁(8)或岩壁(9)上 开有与煤体壁(8)或岩壁(9)垂直的固定孔，固定孔中固定一段预埋管(10)，固定孔的直径 大于预埋管(10)的外径，预埋管(10)的内径大于钻杆(6)的外径，预埋管(10)的一端从 固定孔伸出，伸出的一端与固定管(5)固定连接。
7.根据权利要求6所述的施钻防喷孔装置，其特征在于所述预埋管(10)为圆柱形管 或棱柱形管，固定管(5)的内径为钻杆外径的三到十倍。
8.根据权利要求1至权利要求7中任一权利要求所述的施钻防喷孔装置，其特征在于 所述分流腔⑵的水平两侧分别固定安装有稳固槽(11)，稳固槽(11)的槽体水平，稳固杆 (12) —端穿过稳固槽(11)后打入地面(13)，另一端与稳固槽(11)的槽体紧固。
9.根据权利要求1至权利要求7中任一权利要求所述的施钻防喷孔装置，其特征在于 所述分流腔⑵的水平两侧分别固定安装有稳固槽(11)，稳固槽(11)的槽体竖直，稳固杆 (12) —端穿过稳固槽(11)后打入煤体壁⑶或岩壁(9)内部，另一端与稳固槽(11)的槽 体紧固。
专利摘要本实用新型涉及一种施钻防喷孔装置，包括施钻套管，由分流腔和带有阀门的排渣管组成的分流机构，带有阀门的排气管，固定管，施钻套管的内径大于钻杆外径，分流腔为中空腔体，施钻套管一端与中心部位带有孔口的挡板固定连接，孔口与施钻套管共轴线，孔口直径大于钻杆的直径，供钻杆进入，施钻套管的另一端与分流腔的一个侧面固定连通，排渣管与分流腔的底部连通，固定管的一端与分流腔上连接有施钻套管的相对的侧面相连通，固定管的另一端固定在煤体壁或岩壁上并与煤体壁或岩壁垂直。采用本实用新型能够保证施钻过程中岩块、煤、瓦斯顺利排出，保证人员和设备的安全，使有害气体抽排至地面，提高了工作面施工时瓦斯超限的安全性，成本低廉。
文档编号E21B33/06GK201851067SQ201020608828
公开日2011年6月1日 申请日期2010年11月16日 优先权日2010年11月16日
发明者李志强, 李通文, 杨炳滔, 程春远, 陈军 申请人:永贵能源开发有限责任公司