一种煤矿井下岩性钻孔施工防喷装置的制作方法

本实用新型涉及煤矿井下钻孔施工技术领域，具体而言，涉及一种煤矿井下岩性钻孔施工防喷装置。

背景技术：

煤矿井下因探放水、防突等工作需要，经常需要施工探放水孔、探煤孔、穿层预抽钻孔等岩性钻孔。在地质构造复杂，断层、裂隙发育的井田内施工岩石钻孔时，极易遇到高浓高压的裂隙甲烷或硫化氢气体，引起裂隙甲烷或硫化氢气体瞬间通过钻孔喷出，继而造成瓦斯或硫化氢超限事故，严重威胁现场作业人员安全；为矿井瓦斯“零超限”目标和安全工作带来极大风险。

目前常用的煤矿钻孔施工防喷结构，设有钻孔内套管、岩壁法兰盘、防喷不锈钢管和钻杆，于防喷不锈钢管管头处临时接抽放系统阀门，在遭遇裂隙瓦斯或小型涌水时存在快速封堵反应时间，仅适用于一般情况。临时封堵过程中本身存在安全威胁，且效果得不到保障，一旦出现高浓、高压裂隙瓦斯或硫化氢，难以快速有效地封堵接抽。

cn210509284u公开了一种煤矿防水防喷一体化装置，其与防护套头的管身侧壁处分别设有泄水阀、煤灰直通和瓦斯直通，但其在钻孔内出水时，相关操作是钻机顶住防护套头以使得防护套头与孔内套管之间的弹性胶垫抱紧钻机钻杆，钻机钻杆停止工作，进行球阀排水。在出水过程中，钻机停止工作，影响工作效率和工作进程。

技术实现要素：

本实用新型的目的包括提供一种煤矿井下岩性钻孔施工防喷装置，其适用于防喷水、防裂隙瓦斯硫化氢喷出等异常现象，处理时间短，快速切换，且通过螺纹中空堵头和密封圈实现遭遇异常现象下不停机继续钻机，提高工作效率。

本实用新型的实施例通过以下技术方案实现：

一种煤矿井下岩性钻孔施工防喷装置，包括预埋管、防喷管和钻杆，预埋管与防喷管通过法兰盘连接，钻杆穿设于预埋管和防喷管设置，防喷管的管身还贯通连接有排水出渣阀门和气体抽放阀门，防喷管远离预埋管的一端管头处安装有螺纹中空堵头，螺纹中空堵头与预埋管螺纹配合，防喷管的内腔靠近螺纹中空堵头的位置处设有密封圈，螺纹中空堵头与密封圈抵接配合，钻杆均穿过螺纹中空堵头、密封圈的中心设置。

进一步地，密封圈由弹性材料制成，密封圈的内孔半径小于钻杆的半径设置，螺纹中空堵头的内孔半径大于钻杆的半径设置。

进一步地，排水出渣阀门和气体抽放阀门分别与防喷管管身连通设置，排水出渣阀门设置于防喷管管身下方，气体抽放阀门设置于防喷管管身上方。

进一步地，排水出渣阀门和气体抽放阀门共用一主管与防喷管贯通连接于管身处。

进一步地，排水出渣阀门低于气体抽放阀门设置，排水出渣阀门与主管的连接点低于气体抽放阀门与主管的连接点设置。

进一步地，防喷管靠近螺纹中空堵头的位置处于管内壁设有卡子，卡子用于限位密封圈。

进一步地，卡子呈环状设于防喷管的管内壁。

进一步地，防喷管、预埋管均采用不锈钢材料制成。

进一步地，螺纹中空堵头一端设有环向延展部，环向延展部沿螺纹中空堵头的径向方向分布设置。

本实用新型实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：其适用于防喷水、防裂隙瓦斯硫化氢喷出等异常现象，处理时间短，快速切换，且通过螺纹中空堵头和密封圈实现遭遇异常现象下不停机继续钻机，提高工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供煤矿井下岩性钻孔施工防喷装置的第一结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供煤矿井下岩性钻孔施工防喷装置的第二结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供煤矿井下岩性钻孔施工防喷装置的第三结构示意图。

图标：100-预埋管，110-法兰盘，200-防喷管，210-螺纹中空堵头，211-环向延展部，220-密封圈，221-卡子，300-钻杆，400-排水出渣阀门，410-主管，500-气体抽放阀门。

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。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参照图2，本实施例提供一种煤矿井下岩性钻孔施工防喷装置，包括预埋管100、防喷管200和钻杆300，预埋管100与防喷管200通过法兰盘110连接，钻杆300穿设于预埋管100和防喷管200设置。其中法兰盘110包括安装于预埋管100管头处的法兰盘110和安装于防喷管200一端管头处的法兰盘110，两个法兰盘110的孔径及布孔数量位置均一致，法兰盘110相连接处采用密封垫隔开，保证密封性良好。

防喷管200的管身还贯通连接有排水出渣阀门400和气体抽放阀门500。排水出渣阀门400用于钻孔时遭遇涌水时放水排渣使用，气体抽放阀门500用于遭遇有毒有害气体喷出时将之快速导入瓦斯抽采系统。通过在防喷管200的管身处设置以上两种阀门，使得在遭遇突发事情时能够及时排泄，且阀门切换速度，降低喷水喷气的风险。

防喷管200远离预埋管100的一端管头处安装有螺纹中空堵头210，螺纹中空堵头210与预埋管100螺纹配合，防喷管200的内腔靠近螺纹中空堵头210的位置处设有密封圈220，螺纹中空堵头210与密封圈220抵接配合，钻杆300均穿过螺纹中空堵头210、密封圈220的中心设置。通过密封圈220实现防喷管200其一端的密封性良好，通过螺纹中空堵头210对密封圈220的位置加以限定，密封圈220在防喷管200的管内处于压缩状态。密封圈220采用弹性材料制成，密封圈220将防喷管200的管内腔截断。通过螺纹中空堵头210和密封圈220实现遭遇异常现象下不停机继续钻机，提高工作效率。在工作状态下，密封圈220具有较高的使用寿命。

进一步地，密封圈220的内孔半径小于钻杆300的半径设置，密封圈220与钻杆300紧密；螺纹中空堵头210的内孔半径大于钻杆300的半径设置，方便钻杆300穿过螺纹中空堵头210，螺纹中空堵头210可采用不锈钢材料等金属材料制成，螺纹中空堵头210封堵防喷管200管头紧密稳定，使得整个防喷装置的工作状态良好。

进一步地，请参照图2，排水出渣阀门400和气体抽放阀门500分别与防喷管200管身连通设置，排水出渣阀门400设置于防喷管200管身下方，气体抽放阀门500设置于防喷管200管身上方。“上方”指的是，在防喷装置安装在钻孔的相关位置处后，气体抽放阀门500高于防喷管200的轴线；同理，“下方”作相应理解。

进一步地，请参照图1，排水出渣阀门400和气体抽放阀门500共用一主管410与防喷管200贯通连接于管身处。排水出渣阀门400和气体抽放阀门500设置于一处，还可以有利于空间利用，提供更多的可操作空间。

进一步地，排水出渣阀门400低于气体抽放阀门500设置，排水出渣阀门400与主管410的连接点低于气体抽放阀门500与主管410的连接点设置。改善涌水于气体抽放阀门500堆积的不利情形。

在上述方案中，岩性钻孔施工过程中，整体装置安装后，若打钻过程中孔内出现涌水，使气体抽放阀门500处于关闭状态，打开排水出渣阀门400，将涌水引流至排水沟；当打钻过程中出现高浓裂隙瓦斯、硫化氢等有害有毒气体时，使排水出渣阀门400处于关闭状态，打开气体抽放阀门500，可直接将孔内有毒有害气体接至抽放系统实现快速接抽。在上述过程中，可实现不停推杆即可进行相应的泄水排气处理。在上述过程中，钻机可继续工作，也可以选择暂停工作。

进一步地，请参照图3，防喷管200靠近螺纹中空堵头210的位置处于管内壁设有卡子221，卡子221用于限位密封圈220。通过螺纹中空堵头210将密封圈220一侧抵住，通过卡子221将密封圈220另一侧抵住。密封圈220和螺纹中空堵头210配合，起到双重强力封堵的效果。

进一步地，卡子221呈环状设于防喷管200的管内壁。

进一步地，防喷管200、预埋管100均采用不锈钢材料制成，具有硬度大、受力强等特点，有效抵抗各种喷孔现象。

进一步地，请参照图1至图3，螺纹中空堵头210一端设有环向延展部211，环向延展部211沿螺纹中空堵头210的径向方向分布设置。该环向延展部211与螺纹中空堵头210的主体固定连接，如采用焊接的方式。通过环向延展部211，一是有利于较重的堵头的搬运，方便携带，还方便螺纹中空堵头210于防喷管200的拧紧。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。