一種水射流煤層割縫噴孔處理裝置的制造方法
【專利說明】一種水射流煤層割縫噴孔處理裝置
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及煤層瓦斯抽放及控制領(lǐng)域，具體涉及一種水射流煤層割縫噴孔處理裝置。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004]長(zhǎng)期以來，煤礦瓦斯事故的致死率居高不下，瓦斯始終是影響煤礦安全生產(chǎn)的主要因素。且隨著開采深度的增加，瓦斯壓力和瓦斯含量不斷增加，瓦斯災(zāi)害將以更加明顯的方式表現(xiàn)出來。因此，在煤礦開采之前，利用高壓水射流在煤層中割縫以形成縫隙網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)化瓦斯抽采方法得到了廣泛的應(yīng)用。在高壓水射流割縫過程中，煤層的不穩(wěn)定性及可能發(fā)生的卡鉆、抱鉆等因素會(huì)使得割縫內(nèi)煤渣與水的混合物、高壓瓦斯等沿著鉆孔間斷的噴涌而出。噴孔導(dǎo)致巷道內(nèi)瓦斯?jié)舛燃眲∩?，?dāng)超過限度時(shí)，極易引發(fā)瓦斯爆炸等重大災(zāi)害;此夕卜，噴孔產(chǎn)生的巨大沖擊壓力會(huì)導(dǎo)致水和煤渣覆蓋在鉆機(jī)上，縮短鉆機(jī)工作壽命，影響工作效率;且水和煤渣灑落在巷道內(nèi)，不僅影響工人作業(yè)條件而且對(duì)生命安全構(gòu)成了極大的威脅。
[0005]在進(jìn)行高壓水射流煤層割縫時(shí)，所用鉆頭外徑為113mm，所用鉆桿外徑為73mm，鉆孔內(nèi)徑約為115mm。為了保證裝置可以順利插入鉆孔中，并確?？梢皂槙车呐潘旁?，所設(shè)計(jì)的裝置需外徑小于115mm，且內(nèi)徑大于90mm。因此裝置的管壁厚度不能超過12mm，且能緊固在孔內(nèi)并能承受噴孔時(shí)的巨大沖擊，這是噴孔治理技術(shù)的重點(diǎn)和難點(diǎn)所在。
[0006]申請(qǐng)?zhí)枮镃N201210546985的發(fā)明專利公開了一種用于水射流割縫增透的安全防護(hù)裝置及方法。該裝置能夠在較小壓力下對(duì)噴孔進(jìn)行防治，但并沒有說明封孔器及緩沖裝置的具體結(jié)構(gòu)，此外，在發(fā)生噴孔時(shí)，從鉆孔噴出的煤渣、水、瓦斯具有很大的沖擊壓力，該裝置的固定方法不具備在這種環(huán)境下正常工作的條件。申請(qǐng)?zhí)枮镃N201110271198的發(fā)明專利“氣水渣分離一體化裝置”公開了一種抽采鉆孔施工中防止瓦斯超限、粉塵危害的氣水渣分離一體化裝置。這套裝置應(yīng)用于抽采鉆孔施工過程中，主要用于對(duì)氣水渣的分離，且此裝置原用于抽采鉆孔施工，對(duì)于高壓水射流割縫施工此裝置存在許多問題:封孔器管壁較厚，外徑達(dá)160mm，需要二次鉆孔等多道工藝;緩沖裝置密封部分為一整體，導(dǎo)致安裝鉆桿鉆頭過程中步驟繁多，手續(xù)復(fù)雜;且封孔器與緩沖裝置重量較大，約30公斤，勞動(dòng)工人搬運(yùn)安裝過程十分費(fèi)力。該裝置在使用過程中存在許多問題。
[0007]目前還沒有一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、方便輕巧、便于操作和移動(dòng)且能夠在高壓水射流割縫增透作業(yè)過程中產(chǎn)生的噴孔現(xiàn)象進(jìn)行有效治理的裝置。
[0008]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的技術(shù)問題;從而提供了一種適用于高壓水射流煤層割縫增透過程中，對(duì)噴孔治理的一種裝置。
[0010]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種水射流煤層割縫噴孔處理裝置，包括內(nèi)部中空以容納鉆桿的封孔器、包覆在封孔器外圍的封孔膠囊和內(nèi)部為空腔結(jié)構(gòu)的緩沖密封器，所述封孔膠囊與封孔器外壁之間設(shè)有可以充水的空隙，所述空隙設(shè)有充水的管道，所述緩沖密封器一端與封孔器相連，另一端設(shè)有可以向兩邊打開的密封塊，所述密封塊內(nèi)設(shè)有與鉆桿配合的密封橡膠，保證鉆孔噴出的煤渣、瓦斯及廢水不會(huì)隨著鉆桿泄漏到巷道中，所述緩沖密封器上端設(shè)有排放瓦斯的瓦斯軟管一，緩沖密封器下端設(shè)有通過粗軟管相連的氣水渣分離罐。
[0011]作為優(yōu)選，所述一種水射流煤層割縫噴孔處理裝置的封孔器的管壁厚度范圍為10?12mm，封孔器外徑范圍為112?115mm，封孔器的內(nèi)徑范圍為90~92mm。
[0012]作為優(yōu)選，所述一種水射流煤層割縫噴孔處理裝置的密封塊分為左密封塊和右密封塊，所述左密封塊固定連接在緩沖密封器上，所述右密封塊下端通過活動(dòng)關(guān)節(jié)與左密封塊下端相連，上端利用螺栓與左密封塊上端固定。
[0013]作為優(yōu)選，所述一種水射流煤層割縫噴孔處理裝置的氣水渣分離罐上部設(shè)有用于排放瓦斯的瓦斯軟管二，氣水渣分離罐內(nèi)設(shè)有兩級(jí)篩孔過濾器，底部設(shè)有排水管道。
[0014]作為優(yōu)選，所述一種水射流煤層割縫噴孔處理裝置的封孔膠囊為無鋼絲脫硫橡膠軟管，使得封孔膠囊的密封效果更好。
[0015]作為優(yōu)選，所述一種水射流煤層割縫噴孔處理裝置的封孔膠囊左右兩端與封孔器外壁之間均設(shè)有密封件以及固定密封件位置的限位臺(tái)階，防止封孔膠囊中的水因?yàn)閴毫^大而泄漏。
[0016]其原理為:在煤層高壓水射流割縫增透施工中，煤層中高濃度瓦斯、高壓水及煤渣會(huì)通過鉆桿外壁環(huán)空大量涌出，混合物會(huì)以較大的速度沿著封孔器內(nèi)孔到達(dá)緩沖密封器，此時(shí)封孔膠囊在水的壓力下處于膨脹狀態(tài)，將封孔器與緩沖密封器緊固在孔口處。密封塊內(nèi)的密封橡膠與鉆桿緊密接觸，防止混合物涌出到達(dá)巷道。在緩沖密封器內(nèi)，混合物進(jìn)行初步分離，一部分的瓦斯隨著上部管道進(jìn)入瓦斯抽放管，剩余瓦斯及水與煤渣混合物進(jìn)入氣水渣分離罐，氣水渣分離罐內(nèi)瓦斯通過上部軟管進(jìn)行二次分離進(jìn)入瓦斯抽放管，水和煤渣通過兩級(jí)篩孔過濾器進(jìn)行分離，水通過底部進(jìn)入排水管道，煤渣通過曬網(wǎng)從出口進(jìn)入煤渣車。從而完成對(duì)噴孔的防治和氣水渣的分離。
[0017]本發(fā)明具有的有益效果為:在高壓水射流割縫增透施工中，該發(fā)明能夠在噴孔發(fā)生時(shí)，將鉆孔噴出的煤渣、瓦斯、廢水有效的收集，并通過后續(xù)的分離裝置進(jìn)行分離，從而有效避免了噴孔所帶來的一系列危害，減少巷道中瓦斯、粉塵濃度，保障了工人的生命安全和煤礦開采的順利進(jìn)行。經(jīng)實(shí)踐驗(yàn)證，瓦斯收集率達(dá)90%以上，大大消除了安全隱患，廢水、廢渣收集率為95%以上，對(duì)工作面施工安全提供了可靠保障。封孔器采用埋入管式通道，使封孔器的管壁厚度降低到10mm，整個(gè)裝置外徑為112mm，內(nèi)徑為92mm，成功的解決了上述的尺寸難題;緩沖密封器采用活動(dòng)密封方式，減少了鉆頭穿入時(shí)所需步驟;采用手動(dòng)水壓方式使封孔膠管膨脹，在大量瓦斯、水與煤渣的沖擊下能夠保持緊固；膠管采用限位密封方式，可使膠管膨脹直徑變大，有利于封孔器的穩(wěn)定緊固，切實(shí)有效的對(duì)噴孔進(jìn)行良好的治理;本發(fā)明重量極輕，約為5公斤，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，維修方便，制造成本低，能夠廣泛的應(yīng)用到水射流割縫增透施工中。
【附圖說明】
[0018]附圖1是本發(fā)明實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)圖。
[0019]附圖2是本發(fā)明實(shí)施例的封孔器部分結(jié)構(gòu)圖。
[0020]附圖3是本發(fā)明實(shí)施例的封孔器A-A斷面結(jié)構(gòu)圖。
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