[实用新型]突出危险煤层安全导喷钻进装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及突出危险煤层安全导喷钻进装置，尤其适用于煤矿瓦斯突出的安全防护。

背景技术

随着煤层开采深度的增加，煤层瓦斯压力和含量逐渐加大，煤与瓦斯突出危险性越来越严重，许多矿井发生了千吨级以上的特大型煤与瓦斯突出事故。对于无保护层开采条件的突出危险矿井，通常采用底(顶)板岩巷穿层钻孔预抽煤层瓦斯措施。但在施工穿层钻孔中，经常出现煤与瓦斯大量喷出现象，单孔喷煤量可达5～6t，几分钟内喷瓦斯量可达200m³。喷出的煤粉容易造成作业人员伤亡，喷出的瓦斯经常导致作业场所及附近巷道瓦斯浓度超限，甚至达到瓦斯爆炸浓度，给安全钻进带来很大威胁。为了解决穿层钻孔施工中的喷孔问题，国内已有一些防喷装置，但都存在固结强度不够、摩擦力不足等问题，易造成防喷功能失效，另外这类防喷装置仅能改变钻孔喷煤方向，喷孔量大时无法及时将喷出的煤、水、瓦斯分离，大量瓦斯进入作业场所，不能从根本上解决钻孔钻进中存在的喷孔安全隐患。

实用新型内容

本实用新型的目的是根据已有技术中存在的问题，提供一种方法简单、防喷功能强、结构紧凑，能同时将煤、水、瓦斯分离的突出危险煤层安全导喷钻进装置。

本实用新型的突出危险煤层安全导喷钻进的装置，包括钻机，与钻机相连的钻杆和高压水管，在所述钻杆的通道入口内设有固定套管，固定套管外露端设有与钻杆和导喷连接管相通的三通导喷管，三通导喷管与钻杆之间设有旋转密封端盖，与三通导喷管连接的导喷连接管与煤、水、瓦斯分离器相连接，分离器上设有与抽采系统相连的瓦斯抽采连接管。

所述的煤、水、瓦斯分离器由支撑架下设在支撑架上的箱体构成，箱体的顶部设有连接导喷连接管和瓦斯抽采连接管的接口，之间设有隔水挡板，箱体侧壁及底部开设有若干个排水孔，底部设有除煤口；所述瓦斯抽采连接管与箱体的接口处设有过滤网；所述的抽采系统包括瓦斯抽采管路，控制阀门和与瓦斯抽采管路相连的抽气泵。

本实用新型的有益效果是：能将钻孔喷出的煤、水、瓦斯及时进行有效分离，并将瓦斯送入瓦斯抽放管路，一方面可以保证作业人员安全，另一方面可避免作业场所及附近巷道瓦斯浓度超限，防止发生瓦斯爆炸。该装置可在10MPa煤层瓦斯压力条件下正常工作，其方法简单，防喷功能强、结构紧凑，具有广泛的实用性。

附图说明

附图是本实用新型的装置结构示意图。

图中：1—钻孔；2—套管；3—法兰；4—三通导喷管；5—密封端盖；6—煤、水、瓦斯分离器；7—排水孔；8—除煤口；9—瓦斯抽采连接管；10—导喷连接管；11—隔水挡板；12—过滤网；13—瓦斯抽采管路；14—支撑架；15—钻杆；16—钻机；17—高压水；18—煤层；19—岩层。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的一个实施例作进一步的描述：

本实用新型的突出危险煤层安全导喷钻进的装置，主要由钻机16，固定套管2，三通导喷管4，煤、水、瓦斯分离器6和抽采系统构成，钻机16上连有钻杆15和高压水管17，固定套管2外径为Ф108mm、内径为Ф100mm、长为2000mm，设在钻孔1内，其外露端连接三通导喷管4，三通导喷管4外径为Ф108mm、内径Ф100mm、直管长400mm、导喷管长250mm；三通导喷管4直管两端焊接有法兰3，其前端与固定套管2连接，后端采用盖板和密封垫构成的旋转密封端盖5实现与钻杆之间的旋转密封，与三通导喷管4连接的导喷连接管10与煤、水、瓦斯分离器6相连接，煤、水、瓦斯分离器6由支撑架14下设在支撑架14上的箱体构成，根据喷煤量大小设计分离器6，分离器6体积一般为1～6m³，由铁板加工而成。分离器6上部设有进、出口各一个，孔口直径150mm，进口通过导喷连接管10与三通导喷管4连接，出口通过排瓦斯连接管与瓦斯抽连接采管9相连，瓦斯抽采管路的抽采能力按60m³/min设计；分离器6内进、出口间安设隔水挡板11，出口处装设过滤网12，防止煤、水进入瓦斯抽采管路；在分离器6的侧壁及底部开设若干直径为5mm的排水孔7，用于进气、排水；分离器6下部设有除煤口8，用于清除煤粉；瓦斯通过分离器6上部出口进入抽采管路，瓦斯抽采连接管9采用直径为150mm的橡胶管。抽采系统包括瓦斯抽采管路13，控制阀门和与瓦斯抽采管路13相连的抽气泵。煤、水、瓦斯通过三通导喷管4、导喷连接管10进入分离器6后，瓦斯通过出口进入抽采管路13，水通过侧壁及底部排水孔7排出，煤粉沉淀于分离器底部，定期清理。