井下抽采管道疏堵装置的制作方法

本发明属于管道疏堵，涉及一种井下抽采管道疏堵装置。

背景技术：

1、我国矿井瓦斯抽采率低主要受两个方面因素的影响，一是我国高瓦斯和突出矿井95％以上所开采的煤层属于低透气性煤层，导致煤层瓦斯抽采难度非常大；二是在矿井瓦斯实际抽采过程中，大量来自煤岩层中的裂隙水和煤渣在重力和负压共同作用下进入瓦斯抽采管道使得管道发生堵塞。通过在我院服务的多个瓦斯治理工程项目进行现场调研和实际勘察，发现瓦斯抽采管网在长期运行后的“低点”、“拐点”等关键部位处堵塞严重，部分区域甚至堵塞了整个管道断面的1/4～1/3，同时煤渣还沿“低点”、“拐点”等关键部位的前后30～40m分散沉积。堵塞造成抽采管道的有效抽采截面急剧减小、抽采负压的压损大幅增加，使得瓦斯抽采设备额外功率显著增加、瓦斯抽采效率明显降低，严重时甚至会导致整套瓦斯抽采系统完全失效。

2、针对瓦斯抽采管网容易堵塞的问题，部分煤炭企业和科研院所研发了配套的除渣技术和装备。目前我国大部分矿井主要采用负压放水器等装备来解决瓦斯抽采管网的放水问题，但是通过调研发现，矿井目前采用的负压放水器在长期运行时间后，由于瓦斯抽采管网煤渣顺着水流进入负压放水器，导致负压放水器“浮子”经常由于堵塞而不能正常启闭，使得自动负压放水工作时常失灵，负压放水器维修频繁。淮南矿业集团研制了一种过滤除渣联合作用装置，将除渣器从中间加上控制闸阀分为上下两个腔体，在抽采系统正常运行时打开闸阀，此时抽过来的煤渣可顺着挡板下落至罐底与气体分离，在除渣时将闸阀关闭，使下腔体与上腔体分隔开，上腔体可继续抽采，因为下腔体与负压隔开，打开透气孔，即可进行除渣作业，但该方式需要采用手动控制闸阀进而完成定点除渣作业，只适合于钻场前端进行煤渣拦截，同时采用该方式人为增加抽采系统阻力；华北科技学院研制了一种瓦斯抽采管路可视化排水排渣系统，该系统由电磁阀进行控制，大箱体放水器放水效率高，可靠性强的同时还具有排渣功能，但该方式由于体积大，只适合于瓦斯抽采主管等管道，属于定点除渣；我院还研制了一种新型瓦斯抽放管路可抽屉式除渣器，除渣器的筛网挡板采用抽屉式结构设计，具有筛网可选装、可方便清洗的特点，除渣效率高，维护方便，适用于安装在瓦斯抽采主管、干管、支管，但该方式同样需要手动清洗，同时除渣器的筛网挡板容易堵塞，维护频繁。

3、上述研究先后形成了不同形式及原理的瓦斯抽采管道配套除渣装备，但研究成果并没有在全国矿井得到广泛应用，其主要原因包括两个方面：一是上述除渣装备本身容易堵塞，需要专人定时维护；二是上述技术和装备属于“被动”除渣，由于大部分煤渣无法靠负压作用进入安装在抽采管道低处的除渣装备，导致沿瓦斯抽采管路管壁沉积的积渣不能有效清除。如果矿井要清理瓦斯抽采管路管壁沉积的积渣，必须要经历如下流程：停抽采掘工作面或采空区，拆卸管路并采用物理手段进行清理，重新安装抽采管道，最后恢复瓦斯抽采。该方式严重影响矿井采掘工作面的连续抽采和安全生产，且煤矿井下一般抽采管网敷设长度达数万米，人工拆装管路费时费力且存在极大的安全隐患。

4、因此针对现有除渣技术和装备定点清除、容易堵塞且费时费力的困境，亟需研制一种新的除渣技术和装备，有效清除瓦斯抽采管网分散沉积的煤渣，提高煤层瓦斯抽采效率。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于解决上述问题，提供一种井下抽采管道疏堵装置。

2、为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种井下抽采管道疏堵装置，包括机架、卷管装置、推进装置、高压泵组、液压管、自进式疏堵喷头以及控制系统；所述卷管装置、推进装置、高压泵组均与控制系统连接，并受控制系统控制；所述液压管缠绕于卷管装置上，通过卷管装置旋转实现液压管的卷收；所述推进装置位于卷管装置的一侧，且与卷管装置联动，夹持推送液压管进入抽采管道中；所述液压管一端与高压泵组连接，另一端与自进式疏堵喷头连接，通过高压泵组输送高压水至自进式疏堵喷头，自进式疏堵喷头在抽采管内通过射流进行疏堵作业。

4、进一步，所述卷管装置包括底座、卷盘、卷管马达；所述底座固定设于机架上，所述卷盘转动设于底座上，所述液压管呈螺旋状缠绕于所述卷盘上；所述卷盘与卷管马达传动连接，并在卷管马达驱动下转动。

5、进一步，所述卷管装置与推进装置之间设有摆动导向机构；所述摆动导向机构包括摆动导轮、滑块、摆动支架；所述摆动支架设于底座上，并位于卷管装置与推进装置之间；所述摆动支架上设有沿卷管装置旋转轴方向布置的滑轨，所述滑块滑动设于所述滑轨上；所述摆动导轮呈上下布置，转动设于所述滑块上，液压管从摆动导轮之间穿过，滑块随卷管装置上液压管的位置变化而滑动，对液压管进行导向与支撑。

6、进一步，所述推进装置包括推进支架、上盘、下盘、推送马达、夹紧气缸；所述下盘固定设于推进支架上；所述上盘与推进支架滑动连接，并位于下盘上方；所述下盘上转动设有主动轮，所述主动轮通过减速器与推送马达传动连接；所述上盘上转动设有被动轮，所述夹紧气缸固定设于推进支架上，并与上盘连接，驱动上盘滑动；被动轮与主动轮相对设置，夹紧气缸驱动上盘下移时，被动轮与主动轮夹持住液压管，通过推送马达驱动主动轮转动，从而带动液压管前进或后退；所述推进支架的一侧固定设有定位架，定位架上设有定位孔，液压管穿过定位孔，并受定位孔限位。

7、进一步，所述自进式疏堵喷头包括壳体、旋转喷头、尾座；所述旋转喷头转动设于壳体的前端，所述尾座固定设于壳体的后端，所述尾座设有用于与液压管连接的接口；所述尾座内设有沿轴向布置的与所述接口相通的第一水流通道以及均与所述第一水流通道相通的沿径向布置的第二水流通道和第三水流通道；所述旋转喷头上设有与第一水流通道相通的前喷嘴与旋转喷嘴，所述第二水流通道的末端设有开口朝向尾座后方的后喷嘴；所述第三水流通道的末端设有开口朝向壳体侧面的侧喷嘴；所述旋转喷头在旋转喷嘴的射流驱动下自旋转，尾座在后喷嘴的射流驱动下带动壳体向前移动。

8、进一步，所述旋转喷头包括旋转头、旋转轴；所述旋转头固定设于旋转轴的一端，旋转轴的另一端延伸至壳体内，并套装于第一水流通道上；所述尾座上设有螺旋槽，所述螺旋槽位于旋转轴与第一水流通道之间，形成螺旋水流通道；所述螺旋水流通道一端与第一水流通道连通，另一端与第三水流通道连通；所述前喷嘴位于旋转头的中心，所述旋转喷嘴设于前喷嘴一侧，且开口方向朝旋转头的周向倾斜；所述旋转喷嘴有一个或呈圆形阵列分布多个；所述侧喷嘴与后喷嘴均有多个，且均呈圆形阵列分布。

9、进一步，所述旋转轴的远离旋转头的一端设有凹形台阶，凹形台阶与尾座之间形成缓冲腔；所述缓冲腔位于第三水流通道与螺旋水流通道之间，并与第三水流通道与螺旋水流通道连通。

10、进一步，所述旋转轴通过复合型滚针轴承转动设于壳体内；所述旋转轴上设有限位凸台，所述复合型滚针轴承与所述限位凸台接触，通过限位凸台限位；所述旋转轴与壳体之间通过格莱圈动密封。

11、进一步，还包括保护壳，所述保护壳固定设于机架上，所述卷管装置、推进装置、高压泵组均设于保护壳内；所述保护壳上设有观察窗，所述保护壳上还设有吊环，用于吊装移动。

12、进一步，所述机架底部设有万向支撑轮与定向支撑轮，且定向支撑轮上设有制动机构；所述机架上还设有推拉杆用于人工推拉移动；推拉杆上设有制动把手，制动把手与制动机构连接，控制制动。

13、本发明的有益效果在于：

14、1、本发明采用自进式疏堵喷头，能够实现自旋转和自进功能，利用高压射流主动清洗管道，提高疏堵效率和效果，减少人工操作强度；采用卷管装置和推进装置，能够实现液压管的自动卷收和推送，避免液压管的打结和损坏，提高液压管的使用寿命；采用摆动导向机构，能够对液压管进行有效的导向，防止液压管打结或过度弯曲。采用气动元件，能够适应井下恶劣的环境，提高装置的安全性和可靠性。

15、2、本发明结构简单，安装方便，操作灵活，成本低，适用于煤矿井下的瓦斯抽采管道的在线清洗维护。

16、本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。