專(zhuān)利名稱(chēng):一種軟煤區(qū)連續(xù)掏煤卸壓增透裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】一種軟煤區(qū)連續(xù)掏煤卸壓增透裝置，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于操作，通過(guò)伸縮管柱和固定調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)將各部分調(diào)整到合適位置，操作簡(jiǎn)便，孔口定位系統(tǒng)可將頂煤沖孔系統(tǒng)準(zhǔn)確快捷的定位在作業(yè)位置，從而有效解決鉆孔上部頂煤的掏煤作業(yè)難度大的問(wèn)題，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)的掏頂煤作業(yè)，提高瓦斯抽采效率，降低煤中瓦斯含量，可對(duì)軟煤區(qū)進(jìn)行有效卸壓增透，又不破壞抽采孔完整性，能滿(mǎn)足煤炭安全與高效生產(chǎn)的要求；同時(shí)，在掏煤罐體外部套設(shè)的氣囊可在掏煤過(guò)程中保證周?chē)罕诘姆€(wěn)定性，以防止作業(yè)區(qū)域附近成孔的坍塌，防止煤壁與裝置之間因煤粉造成的阻塞，且能有效的遏制煤與瓦斯突出事故的發(fā)生。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種軟煤區(qū)連續(xù)掏煤卸壓増透裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于煤礦礦用設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種軟煤區(qū)連續(xù)掏煤卸壓增透
目.0

【背景技術(shù)】
[0002]瓦斯作為一種易燃易爆的非常規(guī)氣體，從能源利用方面論，它是一種潔凈、熱效率高、低污染的優(yōu)質(zhì)能源；從煤礦安全方面論，它卻是威脅煤礦安全生產(chǎn)和礦工生命安全的最大災(zāi)害源。隨著國(guó)家對(duì)煤礦安全生產(chǎn)重視程度的不斷增加，在煤礦生產(chǎn)過(guò)程中，逐步加大了對(duì)瓦斯治理的投入，從噸煤瓦斯治理費(fèi)用的變化就可以看出，國(guó)家在治理瓦斯方面的決心和對(duì)瓦斯事故的零容忍。因此，隨著煤礦生產(chǎn)的機(jī)械化提升、生產(chǎn)速度加快和采煤工藝技術(shù)的不斷完善，迫切需要將煤層中的瓦斯盡可能多的抽出，以達(dá)到安全生產(chǎn)的目的。
[0003]由于不同變質(zhì)程度煤或多或少都有瓦斯的賦存，賦存在煤層中的瓦斯在開(kāi)采活動(dòng)中常常會(huì)造成瓦斯涌出，甚至發(fā)生煤與瓦斯突出。在構(gòu)造發(fā)育的區(qū)域，由于煤層受到擠壓、剪切、扭轉(zhuǎn)等構(gòu)造作用，使得煤層破碎比較嚴(yán)重，煤中瓦斯運(yùn)移通道堵塞、透氣性降低，加大了煤與瓦斯突出發(fā)生的可能性。因此，對(duì)軟煤區(qū)瓦斯的治理問(wèn)題是迫切待決的重中之重。
[0004]目前，井下常用的瓦斯抽采方式是先通過(guò)打鉆、再聯(lián)管抽采，抽采時(shí)間要盡可能的長(zhǎng)。然而，由于軟煤區(qū)的煤質(zhì)松軟、透氣性較低以及抽采范圍有限，會(huì)導(dǎo)致抽采量不大、純度不夠和抽采效率不高。針對(duì)這些軟煤區(qū)瓦斯抽采的缺陷，迫切需要一種能使得抽放孔頂煤挖出、實(shí)現(xiàn)煤層卸壓、且不破壞抽放孔完整性，又能夠?qū)崿F(xiàn)軟煤區(qū)連續(xù)、有效的卸壓增透、大大提高瓦斯抽采量的抽采裝置，以改善抽采效率。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的目的是提供一種便于操作、抽采效率高、可對(duì)軟煤區(qū)進(jìn)行有效卸壓增透、又不破壞抽采孔完整性的軟煤區(qū)連續(xù)掏煤卸壓增透裝置。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種軟煤區(qū)連續(xù)掏煤卸壓增透裝置，包括底座和底座上垂直設(shè)置的立桿，立桿通過(guò)固定調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)從上到下依次連接有頂煤沖孔系統(tǒng)、伸縮管柱和煤粉運(yùn)移系統(tǒng)，伸縮管柱端部設(shè)有上部帶有沖氣孔的掏煤罐體；所述頂煤沖孔系統(tǒng)包括高壓氣泵和高壓氣泵上連接的伸入掏煤罐體內(nèi)的高壓氣管，高壓氣管上設(shè)有氣壓表和高壓沖孔閥門(mén)，高壓氣管端部設(shè)有高壓氣罐，高壓氣罐頂部設(shè)有高壓氣噴頭；煤粉運(yùn)移系統(tǒng)包括高壓水泵和高壓水泵上連接的高壓水管，高壓水管上設(shè)有流量計(jì)和高壓水閥門(mén)，高壓水管端部連接有伸向沖氣孔一側(cè)的高壓水彎管，掏煤罐體底部設(shè)有回水管和回水管上的出煤彎頭，出煤彎頭下方設(shè)有煤粉收集箱，煤粉收集箱內(nèi)設(shè)有煤粉過(guò)濾網(wǎng)；掏煤罐體外部套設(shè)有位于沖氣孔前后兩側(cè)的氣囊，氣囊上連接有與高壓氣管相連的充放氣管，充放氣管上設(shè)有充放氣調(diào)控閥門(mén)，兩氣囊通過(guò)氣囊連通管相連。
[0007]軟煤區(qū)連續(xù)掏煤卸壓增透裝置還包括孔口定位系統(tǒng)，所述孔口定位系統(tǒng)包括立桿上通過(guò)固定調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)安裝的電氣箱、安裝在掏煤罐體內(nèi)部的磁鐵和高壓氣管上與磁鐵相對(duì)應(yīng)的常閉式霍爾接近開(kāi)關(guān)，常閉式霍爾接近開(kāi)關(guān)通過(guò)電源線(xiàn)與電氣箱相連；所述電氣箱包括箱體和箱體內(nèi)通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)串聯(lián)的電源、電阻和發(fā)光信號(hào)燈，發(fā)光信號(hào)燈外露出箱體。
[0008]所述固定調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括半封閉卡環(huán)和半封閉卡環(huán)端部的固定端板，固定端板上穿設(shè)有鎖緊螺釘，半封閉卡環(huán)另一端設(shè)有連桿，連桿分別與高壓氣泵、伸縮管柱和高壓水泵相連。
[0009]所述伸縮管柱包括插裝的外套管和內(nèi)套管，外套管上間隔設(shè)置有內(nèi)凸起部和外凸起部，外套管內(nèi)設(shè)有位于外凸起部凹槽內(nèi)的密封圈。
[0010]所述高壓氣罐下部為方形、上部為半圓形，高壓氣罐上部設(shè)有三排、三列高壓氣噴頭，且同一圓周上最外端的高壓氣噴頭的軸線(xiàn)夾角α為90°。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)為:
[0012]1、本實(shí)用新型公開(kāi)的軟煤區(qū)連續(xù)掏煤卸壓增透裝置，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于操作，通過(guò)伸縮管柱和固定調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)將各部分調(diào)整到合適位置，操作簡(jiǎn)便，孔口定位系統(tǒng)可將頂煤沖孔系統(tǒng)準(zhǔn)確快捷的定位在作業(yè)位置，從而有效解決鉆孔上部頂煤的掏煤作業(yè)難度大的問(wèn)題，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)的掏頂煤作業(yè)，提高瓦斯抽采效率，降低煤中瓦斯含量，可對(duì)軟煤區(qū)進(jìn)行有效卸壓增透，又不破壞抽采孔完整性，能滿(mǎn)足煤炭安全與高效生產(chǎn)的要求；同時(shí)，在掏煤罐體外部套設(shè)的氣囊可在掏煤過(guò)程中保證周?chē)罕诘姆€(wěn)定性，以防止作業(yè)區(qū)域附近成孔的坍塌，防止煤壁與裝置之間因煤粉造成的阻塞，且能有效的遏制煤與瓦斯突出事故的發(fā)生。
[0013]2、伸縮管柱包括插裝的外套管和內(nèi)套管，外套管上間隔設(shè)置有內(nèi)凸起部和外凸起部，外套管內(nèi)設(shè)有位于外凸起部凹槽內(nèi)的密封圈，可實(shí)現(xiàn)裝置的穩(wěn)定、連續(xù)操作，使用簡(jiǎn)便。
[0014]3、高壓氣罐下部為方形、上部為半圓形，高壓氣噴頭數(shù)量為九個(gè)，九個(gè)高壓氣噴頭分三排、三列分布于高壓氣罐上部，且同一圓周上最外端的高壓氣噴頭的軸線(xiàn)夾角α為90°，高壓氣罐可保證高壓氣體能夠連續(xù)、穩(wěn)定的對(duì)孔口煤體進(jìn)行沖孔作業(yè)；每個(gè)高壓氣噴頭都有兩個(gè)方向的出氣通道，一個(gè)沿軸線(xiàn)、另一個(gè)傾斜向上，可使每一排傾斜向上的出氣通道之間具有交集，能夠保證沖氣孔內(nèi)完全覆蓋氣體噴射，使頂煤完全不留殘煤，達(dá)到消除空白帶的作用。
[0015]4、在掏煤罐體外部套設(shè)有位于沖氣孔前后兩側(cè)的氣囊，氣囊上連接有與高壓氣管相連的充放氣管，充放氣管位于氣壓表和高壓沖孔閥門(mén)之間，在充放氣管上設(shè)有充放氣調(diào)控閥門(mén)，兩氣囊通過(guò)氣囊連通管相連，在進(jìn)行掏煤前，氣囊對(duì)掏煤罐體進(jìn)行固定，使其能夠穩(wěn)固的工作；并且在氣囊之間形成煤粉的下落空間，防止煤粉落入掏煤罐體與煤壁之間，避免阻塞裝置的移動(dòng)和作業(yè)。
[0016]5、固定調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)可根據(jù)鉆孔位置靈活的調(diào)節(jié)高壓氣泵、高壓水泵和掏煤罐體在立桿軸線(xiàn)方向上的移動(dòng)，使其能夠準(zhǔn)確的進(jìn)入鉆孔中，以滿(mǎn)足不同孔高要求，實(shí)現(xiàn)與鉆孔的靈活對(duì)接；掏煤罐體內(nèi)部的管路采用鋼制管路。
[0017]6、孔口定位系統(tǒng)包括立桿上通過(guò)固定調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)安裝的電氣箱、安裝在掏煤罐體內(nèi)部的磁鐵和高壓氣管上與磁鐵相對(duì)應(yīng)的常閉式霍爾接近開(kāi)關(guān)，常閉式霍爾接近開(kāi)關(guān)通過(guò)電源線(xiàn)與電氣箱相連，當(dāng)常閉式霍爾接近開(kāi)關(guān)與磁鐵相對(duì)時(shí)，形成一個(gè)回路，使發(fā)光信號(hào)燈發(fā)光亮起，以判斷鉆孔位置，可準(zhǔn)確對(duì)高壓氣噴頭的位置進(jìn)行定位。

【附圖說(shuō)明】

[0018]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為圖1中電氣箱的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3為圖1中高壓氣罐與高壓氣噴頭的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖4為圖1中固定調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖5為圖1中伸縮管柱的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0023]如圖1-圖5所示的軟煤區(qū)連續(xù)掏煤卸壓增透裝置，其包括底座I和底座I上垂直設(shè)置的立桿2，在立桿2上通過(guò)三個(gè)固定調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)3從上到下依次連接頂煤沖孔系統(tǒng)、伸縮管柱5和煤粉運(yùn)移系統(tǒng)，伸縮管柱5端部設(shè)有上部帶有沖氣孔20的掏煤罐體19。伸縮管柱5包括插裝的外套管51和內(nèi)套管52，外套管51上間隔設(shè)置有內(nèi)凸起部53和外凸起部54，外套管51內(nèi)設(shè)有位于外凸起部53凹槽內(nèi)的密封圈55。
[0024]頂煤沖孔系統(tǒng)包括高壓氣泵6和高壓氣泵6上連接的伸入掏煤罐體19內(nèi)的高壓氣管61，高壓氣管61上設(shè)有氣壓表7和高壓沖孔閥門(mén)10，高壓氣管61的端部設(shè)有高壓氣罐17，高壓氣罐17頂部設(shè)有高壓氣噴頭18。高壓氣罐17下部為方形、上部為半圓形，高壓氣噴頭18數(shù)量為九個(gè)，九個(gè)高壓氣噴頭18分三排、三列分布于高壓氣罐17上部，且同一圓周上最外端的高壓氣噴頭18的軸線(xiàn)夾角α為90°。高壓氣罐17可保證高壓氣體能夠連續(xù)、穩(wěn)定的對(duì)孔口煤體進(jìn)行沖孔作業(yè)。每個(gè)高壓氣噴頭18都有兩個(gè)方向的出氣通道，一個(gè)沿軸線(xiàn)、另一個(gè)傾斜向上，可使每一排傾斜向上的出氣通道之間具有交集，能夠保證沖氣孔內(nèi)完全覆蓋氣體噴射，使頂煤完全不留殘煤，達(dá)到消除空白帶的作用。
[0025]煤粉運(yùn)移系統(tǒng)包括高壓水泵11和高壓水泵11上連接的高壓水管21，高壓水管21上設(shè)有流量計(jì)25和高壓水閥門(mén)26，高壓水管21的端部連接有伸向沖氣孔20右側(cè)的高壓水彎管23，高壓水彎管23的高壓水出口 22位于沖氣孔20右側(cè)；在掏煤罐體19底部設(shè)有回水管24和回水管24上的出煤彎頭27，出煤彎頭27下方設(shè)有煤粉收集箱28，煤粉收集箱28內(nèi)設(shè)有煤粉過(guò)濾網(wǎng)29。高壓水通過(guò)高壓水出口 22流入，沿著氣囊16與掏煤罐體19之間的環(huán)形空間沖刷，將環(huán)形空間中的煤粉沖至掏煤罐體19的底部，最后通過(guò)回水管24流出，使煤粉和水的混合液流入煤粉收集箱28中。
[0026]在掏煤罐體19外部套設(shè)有位于沖氣孔20前后兩側(cè)的氣囊16，氣囊16上連接有與高壓氣管61相連的充放氣管9，充放氣管9位于氣壓表7和高壓沖孔閥門(mén)10之間，在充放氣管9上設(shè)有充放氣調(diào)控閥門(mén)8，兩氣囊16通過(guò)氣囊連通管12相連。在進(jìn)行掏煤前，氣囊16對(duì)掏煤罐體19進(jìn)行固定，使其能夠穩(wěn)固的工作；并且在氣囊16之間形成煤粉的下落空間，防止煤粉落入掏煤罐體19與煤壁之間，避免阻塞裝置的移動(dòng)和作業(yè)。
[0027]本實(shí)用新型的裝置還包括孔口定位系統(tǒng)，其包括立桿2上通過(guò)固定調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)3安裝的電氣箱4、安裝在掏煤罐體19內(nèi)部的磁鐵14和高壓氣管61上與磁鐵14相對(duì)應(yīng)的常閉式霍爾接近開(kāi)關(guān)15，常閉式霍爾接近開(kāi)關(guān)15通過(guò)電源線(xiàn)13與電氣箱4相連；所述的電氣箱4包括箱體44和箱體44內(nèi)通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)45串聯(lián)的電源41、電阻42和發(fā)光信號(hào)燈43，發(fā)光信號(hào)燈43外露出箱體44。當(dāng)常閉式霍爾接近開(kāi)關(guān)15與磁鐵14相對(duì)時(shí)，形成一個(gè)回路，使發(fā)光信號(hào)燈43發(fā)光亮起，以判斷鉆孔位置。其中，電源41為12V、電阻42為1.2ΚΩ。
[0028]本實(shí)用新型中的固定調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)3包括半封閉卡環(huán)31和半封閉卡環(huán)31左端部的固定端板32，固定端板32上穿設(shè)有鎖緊螺釘33，半封閉卡環(huán)31右端設(shè)有連桿34，連桿34分別與高壓氣泵6、伸縮管柱5、高壓水泵11和電氣箱4相連。
[0029]在本實(shí)施方式中，固定調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)3可根據(jù)鉆孔位置靈活的調(diào)節(jié)高壓氣泵6、高壓水泵11和掏煤罐體19在立桿2軸線(xiàn)方向上的移動(dòng)，使其能夠準(zhǔn)確的進(jìn)入鉆孔中，以滿(mǎn)足不同孔高要求，實(shí)現(xiàn)與鉆孔的靈活對(duì)接；掏煤罐體19內(nèi)部的管路采用鋼制管路。
[0030]本實(shí)用新型在軟煤區(qū)的連續(xù)掏煤卸壓增透的操作過(guò)程包括如下步驟:
[0031]a、確認(rèn)高壓氣管61、充放氣管9和高壓水管21等管路連接完好、氣壓表7和流量計(jì)25讀數(shù)置零，移動(dòng)底座I至鉆孔合適位置，調(diào)整固定調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)3使掏煤罐體19對(duì)準(zhǔn)鉆孔口，同時(shí)將高壓水泵11、高壓氣泵6和電氣箱4調(diào)整到合適位置，使其具有足夠的操作空間；
[0032]b、調(diào)節(jié)伸縮管柱5將掏煤罐體19移動(dòng)至施工區(qū)域，根據(jù)伸縮管柱5伸縮距離來(lái)判斷掏煤罐體19所在的深度，到達(dá)指定深度后，根據(jù)電氣箱4的發(fā)光信號(hào)燈43是否亮起，判斷沖氣孔20的位置，直至發(fā)光信號(hào)燈43亮起，則完成掏煤罐體19定位操作；
[0033]C、關(guān)閉高壓沖孔閥門(mén)10、開(kāi)啟充放氣調(diào)控閥門(mén)8，打開(kāi)高壓氣泵6，對(duì)兩個(gè)氣囊16進(jìn)行充氣，氣壓表7達(dá)到預(yù)設(shè)讀數(shù)后，關(guān)閉充放氣調(diào)控閥門(mén)8和高壓氣泵6 ;
[0034]d、同時(shí)打開(kāi)高壓水閥門(mén)26和高壓沖孔閥門(mén)10，開(kāi)啟高壓水泵11和高壓氣泵6，通過(guò)高壓氣罐17將高壓氣體送至高壓氣噴頭18，將頂煤掏出，利用高壓水把掏出的煤粉通過(guò)環(huán)形空間沖至回水管24，實(shí)現(xiàn)掏煤和沖煤粉一體化操作；
[0035]e、當(dāng)從回水管24流出的水不含煤粉時(shí)，將高壓氣泵6和高壓水泵11關(guān)閉，并打開(kāi)充放氣調(diào)控閥門(mén)8，排出氣囊16中的氣體，使掏煤罐體19處于自由狀態(tài)；
[0036]f、收回伸縮管柱5，使掏煤罐體19向鉆孔口部移動(dòng)，移動(dòng)一定距離后重復(fù)上述b-e步驟的操作，以實(shí)現(xiàn)連續(xù)掏煤卸壓增透操作；
[0037]g、對(duì)裝置進(jìn)行清理與回收，對(duì)鉆孔進(jìn)行封孔、聯(lián)管抽放。
【權(quán)利要求】
1.一種軟煤區(qū)連續(xù)掏煤卸壓增透裝置，其特征在于，包括底座和底座上垂直設(shè)置的立桿，立桿通過(guò)固定調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)從上到下依次連接有頂煤沖孔系統(tǒng)、伸縮管柱和煤粉運(yùn)移系統(tǒng)，伸縮管柱端部設(shè)有上部帶有沖氣孔的掏煤罐體；所述頂煤沖孔系統(tǒng)包括高壓氣泵和高壓氣泵上連接的伸入掏煤罐體內(nèi)的高壓氣管，高壓氣管上設(shè)有氣壓表和高壓沖孔閥門(mén)，高壓氣管端部設(shè)有高壓氣罐，高壓氣罐頂部設(shè)有高壓氣噴頭；煤粉運(yùn)移系統(tǒng)包括高壓水泵和高壓水泵上連接的高壓水管，高壓水管上設(shè)有流量計(jì)和高壓水閥門(mén)，高壓水管端部連接有伸向沖氣孔一側(cè)的高壓水彎管，掏煤罐體底部設(shè)有回水管和回水管上的出煤彎頭，出煤彎頭下方設(shè)有煤粉收集箱，煤粉收集箱內(nèi)設(shè)有煤粉過(guò)濾網(wǎng)；掏煤罐體外部套設(shè)有位于沖氣孔前后兩側(cè)的氣囊，氣囊上連接有與高壓氣管相連的充放氣管，充放氣管上設(shè)有充放氣調(diào)控閥門(mén)，兩氣囊通過(guò)氣囊連通管相連。2.如權(quán)利要求1所述的軟煤區(qū)連續(xù)掏煤卸壓增透裝置，其特征在于，還包括孔口定位系統(tǒng)，所述孔口定位系統(tǒng)包括立桿上通過(guò)固定調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)安裝的電氣箱、安裝在掏煤罐體內(nèi)部的磁鐵和高壓氣管上與磁鐵相對(duì)應(yīng)的常閉式霍爾接近開(kāi)關(guān)，常閉式霍爾接近開(kāi)關(guān)通過(guò)電源線(xiàn)與電氣箱相連；所述電氣箱包括箱體和箱體內(nèi)通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)串聯(lián)的電源、電阻和發(fā)光信號(hào)燈，發(fā)光信號(hào)燈外露出箱體。3.如權(quán)利要求1或2所述的軟煤區(qū)連續(xù)掏煤卸壓增透裝置，其特征在于，所述固定調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括半封閉卡環(huán)和半封閉卡環(huán)端部的固定端板，固定端板上穿設(shè)有鎖緊螺釘，半封閉卡環(huán)另一端設(shè)有連桿，連桿分別與高壓氣泵、伸縮管柱和高壓水泵相連。4.如權(quán)利要求3所述的軟煤區(qū)連續(xù)掏煤卸壓增透裝置，其特征在于，所述伸縮管柱包括插裝的外套管和內(nèi)套管，外套管上間隔設(shè)置有內(nèi)凸起部和外凸起部，外套管內(nèi)設(shè)有位于外凸起部凹槽內(nèi)的密封圈。5.如權(quán)利要求4所述的軟煤區(qū)連續(xù)掏煤卸壓增透裝置，其特征在于，所述高壓氣罐下部為方形、上部為半圓形，高壓氣罐上部設(shè)有三排、三列高壓氣噴頭，且同一圓周上最外端的高壓氣噴頭的軸線(xiàn)夾角α為90°。
【文檔編號(hào)】E21F7-00GK204299609SQ201420703479
【發(fā)明者】李哲遠(yuǎn), 朱陽(yáng)穩(wěn), 倪小明, 任華, 苗杰 [申請(qǐng)人]河南理工大學(xué)