專利名稱：突出煤層安全鉆進(jìn)風(fēng)動(dòng)射流三防裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于煤礦井下施工中煤層打鉆施工鉆孔技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及突出煤層安全鉆進(jìn)風(fēng)動(dòng)射流三防裝置。
背景技術(shù)：
眾所周知，在煤礦井下采煤作業(yè)中消除一切不安全事故隱患是當(dāng)前國家安全工作的重點(diǎn)內(nèi)容之一。目前在井下采煤作業(yè)過程中所面臨的一個(gè)實(shí)際問題就是突出煤層鉆進(jìn)的施工問題，特別是軟煤層的鉆進(jìn)施工仍然是需要解決的技術(shù)難題?，F(xiàn)在，在突出煤層鉆進(jìn)施工過程中所采用的無論是水排渣濕式鉆進(jìn)技術(shù)還是風(fēng)排渣干式鉆進(jìn)技術(shù)，都存在噴孔、煤塵飛揚(yáng)、瓦斯超限三個(gè)嚴(yán)重的安全隱患問題，有可能導(dǎo)致突發(fā)性事故發(fā)生。特別是采用水排渣濕式鉆進(jìn)技術(shù)時(shí)，噴孔現(xiàn)象更為嚴(yán)重。噴孔時(shí)，瞬間有大量煤渣帶水一起噴出，來勢猛、強(qiáng)度大，往往因操作人員躲避不及而被沖擊受傷，并且在噴孔時(shí)經(jīng)常會(huì)涌出大量瓦斯，易引發(fā)瓦斯爆炸事故。風(fēng)排渣干式鉆進(jìn)技術(shù)產(chǎn)生的噴孔情況雖然比水排渣濕式鉆進(jìn)技術(shù)產(chǎn)生的噴孔強(qiáng)度小一些，但噴孔時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的煤塵，細(xì)微的煤塵不但有害人體健康，而且形成的塵霧影響鉆進(jìn)作業(yè)。
發(fā)明內(nèi)容鑒于現(xiàn)在技術(shù)所存在的問題，為了解決突出煤層鉆進(jìn)施工中所產(chǎn)生的噴孔、煤塵飛揚(yáng)、瓦斯超限問題，排除不安全隱患，本實(shí)用新型公開了一種突出煤層安全鉆進(jìn)風(fēng)動(dòng)射流三防裝置，可以防止噴孔并使鉆進(jìn)施工時(shí)產(chǎn)生的煤塵、煤屑、瓦斯被吸入到所設(shè)置的封閉裝置內(nèi)并在裝置內(nèi)分離排放，從根本上排除鉆進(jìn)施工中發(fā)生的噴孔、煤塵飛揚(yáng)、瓦斯超限三個(gè)不安全隱患，改善工作環(huán)境，確保安全生產(chǎn)。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型采取的具體技術(shù)方案是一種突出煤層安全鉆進(jìn)風(fēng)動(dòng)射流三防裝置，主要是由封孔套筒、分離器、橡膠密封圈、活動(dòng)盤、自動(dòng)排渣口、風(fēng)動(dòng)射流器、自壓水接頭、水壓壓力表、水流控制閥、壓風(fēng)接頭、風(fēng)流控制閥、風(fēng)壓壓力表、鋼絲骨架軟管、煤塵和瓦斯分離裝置、排氣孔、漏渣斗、噴嘴、除塵管構(gòu)成；其中，封孔套筒的外徑尺寸與突出煤層的施工鉆孔直徑相同，封孔套筒的長度按照突出煤層施工鉆孔的深度確定，封孔套筒緊固安裝在施工鉆孔內(nèi)，封孔套筒的尾端安裝有分離器，封孔套筒與分離器采用絲扣方式連接；所述的突出煤層安全鉆進(jìn)風(fēng)動(dòng)射流三防裝置，其中分離器上設(shè)置有自動(dòng)排渣口，鉆進(jìn)施工中噴出的大塊煤渣通過自動(dòng)排渣口分離排出，分離器的尾端用兩個(gè)半圓盤相扣而成的活動(dòng)盤將分離器密封，防止煤塵、瓦斯泄漏，分離器內(nèi)圓上鑲有橡膠密封圈，以避免鉆桿在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)與分離器摩擦產(chǎn)生火花，分離器與除塵管之間通過鋼絲骨架軟管采用插接式快速接頭連接；所述的突出煤層安全鉆進(jìn)風(fēng)動(dòng)射流三防裝置，其中風(fēng)動(dòng)射流器上設(shè)置有壓風(fēng)接頭、自壓水接頭、風(fēng)流控制閥、水流控制閥、風(fēng)壓壓力表、水壓壓力表、噴嘴，風(fēng)動(dòng)射流器通過快速接頭分別與井下風(fēng)、水管路相連，壓風(fēng)接頭將井下的風(fēng)加壓形成高壓風(fēng)并使自壓水接頭所產(chǎn)生的自壓水在風(fēng)動(dòng)射流器內(nèi)霧化，形成高壓風(fēng)水混合體，高壓風(fēng)水混合體在風(fēng)動(dòng)射流器內(nèi)高速流動(dòng)時(shí)，經(jīng)噴嘴射流到除塵管中后形成高負(fù)壓氣流。高負(fù)壓氣流將分離器中的煤塵、瓦斯通過鋼絲骨架軟管吸排到除塵管內(nèi)的同時(shí)，也將除塵管內(nèi)的煤屑和煤塵濕潤，達(dá)到除塵的目的；所述的突出煤層安全鉆進(jìn)風(fēng)動(dòng)射流三防裝置，其中高壓風(fēng)和自壓水的壓力分別通過風(fēng)流控制閥和水流控制閥控制，壓力大小通過水壓壓力表和風(fēng)壓壓力表顯示；所述的突出煤層安全鉆進(jìn)風(fēng)動(dòng)射流三防裝置，其中煤塵和瓦斯分離裝置的上端設(shè)置有分離排放瓦斯的排氣孔，下端的底部設(shè)有分離排放已濕潤的煤塵、煤屑的漏渣斗，排放從除塵管中吸排過來的煤塵和瓦斯，煤塵和瓦斯分離裝置與風(fēng)動(dòng)射流器之間通過除塵管采用法蘭連接。本實(shí)用新型所提出的用于突出煤層安全鉆進(jìn)風(fēng)動(dòng)射流三防裝置，通過風(fēng)動(dòng)射流器形成的高負(fù)壓氣流能快速把煤塵、煤屑和瓦斯吸排到煤塵和瓦斯分離裝置內(nèi)，除塵及時(shí)，可以避免因排塵排渣不及時(shí)堵孔卡鉆等事故。實(shí)驗(yàn)表明本實(shí)用新型所提出的突出煤層安全鉆進(jìn)風(fēng)動(dòng)射流三防裝置可以形成O SKpa負(fù)壓，比高壓水射流形成的負(fù)壓高2 4Kpa，有效的解決了突出煤層鉆進(jìn)時(shí)噴孔、煤塵飛揚(yáng)和瓦斯超限的問題。本實(shí)用新型設(shè)備簡單，連接方便，可利用井下現(xiàn)成的壓風(fēng)作為動(dòng)能，節(jié)省能耗，除塵率達(dá)到99%，特別適用于鉆場作業(yè)。

圖1為本實(shí)用新型三防裝置系統(tǒng)示意圖；圖2為本實(shí)用新型活動(dòng)盤結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型橡膠密封圈示意圖。圖中1、封孔套筒；2、分離器；3、橡膠密封圈；4、活動(dòng)盤；5、自動(dòng)排渣口 ；6、風(fēng)動(dòng)射流器；7、自壓水接頭；8、水壓壓力表；9、水流控制閥；10、壓風(fēng)接頭；11、風(fēng)流控制閥；12、風(fēng)壓壓力表；13、鋼絲骨架軟管；14、煤塵和瓦斯分離裝置；15、排氣孔；16、漏渣斗；17、噴嘴；18、除塵管；19、鉆頭；20、鉆桿。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖給出本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
如下如圖1、圖2、圖3所示，本實(shí)用新型所述的突出煤層安全鉆進(jìn)風(fēng)動(dòng)射流三防裝置，主要是由封孔套筒1、分離器2、橡膠密封圈3、活動(dòng)盤4、自動(dòng)排渣口 5、風(fēng)動(dòng)射流器6、自壓水接頭7、水壓壓力表8、水流控制閥9、壓風(fēng)接頭10、風(fēng)流控制閥11、風(fēng)壓壓力表12、鋼絲骨架軟管13、煤塵和瓦斯分離裝置14、排氣孔15、漏渣斗16、噴嘴17、除塵器18構(gòu)成。封孔套筒I的外徑尺寸與突出煤層的施工鉆孔直徑相同。鉆進(jìn)時(shí)，先用大直徑鉆頭19開孔，鉆頭19的直徑必須與封孔套筒I外徑尺寸相同，開孔到合適深度后退出鉆桿20。封孔套筒I按照突出煤層施工鉆孔的深度須緊固安裝在施工鉆孔內(nèi)。分離器2與封孔套筒I采用絲扣連接，分離器2上設(shè)置的自動(dòng)排渣口 5用于分離排放鉆進(jìn)施工中噴出的大塊煤渣，分離器2的尾端用兩個(gè)半圓盤相扣的活動(dòng)盤4將分離器2密封，防止煤塵、瓦斯泄漏。分離器2的內(nèi)圓上鑲有橡膠密封圈3，避免鉆桿20在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)與分離器2摩擦產(chǎn)生火花。分離器2和封孔套筒I連接好以后，要檢查分離器2內(nèi)的橡膠密封圈3的磨損情況，然后再把鉆頭19和鉆桿20裝入封孔套筒I內(nèi)并穩(wěn)固鉆進(jìn)設(shè)備。用鋼絲骨架軟管13采用插接式快速接頭連接分離器2與除塵管18，風(fēng)動(dòng)射流器6上設(shè)置有壓風(fēng)接頭10和自壓水接頭7，風(fēng)動(dòng)射流器6通過快速接頭分別與井下的風(fēng)和水管路相連，風(fēng)動(dòng)射流器6與煤塵和瓦斯分離裝置14之間通過除塵管18連接。煤塵和瓦斯分離裝置14上設(shè)有排氣孔15和漏渣斗16，排氣孔15上裝有一根軟管與外部相通。鉆進(jìn)施工時(shí)，打開風(fēng)流控制閥11和水流控制閥9通過風(fēng)壓壓力表12和水壓壓力表8顯示壓力，并可根據(jù)需要調(diào)節(jié)控制風(fēng)和水的量來控制高負(fù)壓氣流的大小。壓風(fēng)接頭10將井下的高壓風(fēng)使自壓水接頭7產(chǎn)生的自壓水在風(fēng)動(dòng)射流器6內(nèi)霧化，形成高壓風(fēng)水混合體。高壓風(fēng)水混合體在風(fēng)動(dòng)射流器6內(nèi)高速流動(dòng)時(shí)經(jīng)噴嘴17射流到除塵管18中后形成高負(fù)壓氣流，鉆進(jìn)施工中噴出的煤渣通過分離器2上的自動(dòng)排渣口 5被分離排出，煤塵和瓦斯通過鋼絲骨架軟管13被高負(fù)壓氣流吸排到除塵管18后排放到煤塵和瓦斯分離裝置14的同時(shí)也被濕潤。進(jìn)入煤塵和瓦斯分離裝置14的瓦斯通過排氣孔15分離抽走，煤塵、煤屑通過漏渣斗16排出。從而達(dá)到了防噴、防煤塵飛揚(yáng)、防瓦斯超限的目的。
權(quán)利要求1.突出煤層安全鉆進(jìn)風(fēng)動(dòng)射流三防裝置，其特征是所述的突出煤層安全鉆進(jìn)風(fēng)動(dòng)射流三防裝置主要是由封孔套筒(I)、分離器(2)、橡膠密封圈(3)、活動(dòng)盤(4)、自動(dòng)排渣口(5)、風(fēng)動(dòng)射流器(6)、自壓水接頭(7)、水壓壓力表(8)、水流控制閥(9)、壓風(fēng)接頭(10)、風(fēng)流控制閥(11)、風(fēng)壓壓力表(12)、鋼絲骨架軟管(13)、煤塵和瓦斯分離裝置(14)、排氣孔 (15)、漏渣斗(16)、噴嘴(17)、除塵管(18)構(gòu)成；其中封孔套筒(I)緊固安裝在施工鉆孔內(nèi)， 封孔套筒(I)尾端連接有分離器(2)，分離器(2)上設(shè)有自動(dòng)排渣口(5)，分離器(2)的尾端用兩個(gè)半圓盤相扣的活動(dòng)盤(4)密封，風(fēng)動(dòng)射流器(6)上設(shè)有自壓水接頭(7)、水壓壓力表 (8)、水流控制閥(9)、壓風(fēng)接頭(10)、風(fēng)流控制閥(11)、風(fēng)壓壓力表(12)、噴嘴(17)、煤塵和瓦斯分離裝置(14)上設(shè)有排氣孔(15)、漏渣斗(16)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的突出煤層安全鉆進(jìn)風(fēng)動(dòng)射流三防裝置，其特征是封孔套筒 (I)的外徑尺寸與突出煤層施工鉆孔的直徑相同，封孔套筒(I)的長度按施工鉆孔的深度確定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的突出煤層安全鉆進(jìn)風(fēng)動(dòng)射流三防裝置，其特征是封孔套筒(I)與分離器(2)采用絲扣方式連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的突出煤層安全鉆進(jìn)風(fēng)動(dòng)射流三防裝置，其特征是分離器(2) 的內(nèi)圓上鑲有橡膠密封圈(3 )。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的突出煤層安全鉆進(jìn)風(fēng)動(dòng)射流三防裝置，其特征是風(fēng)動(dòng)射流器(6 )內(nèi)的高壓風(fēng)和自壓水的壓力分別由風(fēng)流控制閥(11)和水流控制閥(9 )控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的突出煤層安全鉆進(jìn)風(fēng)動(dòng)射流三防裝置，其特征是壓風(fēng)接頭(10)將井下的風(fēng)加壓形成高壓風(fēng)并使通過自壓水接頭(7)所產(chǎn)生的自壓水在風(fēng)動(dòng)射流器(6)內(nèi)霧化形成高壓風(fēng)水混合體，射流到除塵管(18)中后形成高負(fù)壓氣流。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的突出煤層安全鉆進(jìn)風(fēng)動(dòng)射流三防裝置，其特征是分離器(2) 與除塵管(18)之間通過鋼絲骨架軟管(13)采用插接式快速接頭連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的突出煤層安全鉆進(jìn)風(fēng)動(dòng)射流三防裝置，其特征是風(fēng)動(dòng)射流器(6)與煤塵和瓦斯分離裝置(14)之間通過除塵管(18)采用法蘭連接。
專利摘要突出煤層安全鉆進(jìn)風(fēng)動(dòng)射流三防裝置，主要用于解決打鉆施工鉆孔時(shí)出現(xiàn)的噴孔、煤塵飛揚(yáng)、瓦斯超限問題。裝置上的封孔套筒(1)緊固在開孔內(nèi)，尾端與分離器(2)連接，分離器(2)上設(shè)有自動(dòng)排渣口(5)，分離排放施工時(shí)噴出的大塊煤渣。分離器(2)的尾部用兩個(gè)半圓盤相扣的活動(dòng)盤(4)密封，分離器(2)通過鋼絲骨架軟管(13)與除塵管(18)連接。風(fēng)動(dòng)射流器(6)上設(shè)有壓風(fēng)接頭(10)和自壓水接頭(7)，壓風(fēng)接頭(10)將風(fēng)加壓形成高壓風(fēng)并使自壓水接頭(7)產(chǎn)生的自壓水在風(fēng)動(dòng)射流器(6)內(nèi)霧化，形成高壓風(fēng)水混合體，經(jīng)噴嘴(19)射流到除塵管(18)后形成高負(fù)壓氣流將煤塵、瓦斯吸排到煤塵和瓦斯分離裝置(14)，分別從排氣孔(15)和漏渣斗(16)分離排出。本裝置采用風(fēng)動(dòng)射流，設(shè)備簡單，安裝方便，除塵率達(dá)99%。
文檔編號(hào)E21B21/14GK202882814SQ20122053579
公開日2013年4月17日 申請日期2012年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月19日
發(fā)明者王玉奇, 張偉峰 申請人:王玉奇, 張偉峰