[实用新型]一种井下钻孔施工作业密封缓冲防超限防护装置

说明书

本实用新型公开了一种井下钻孔施工作业密封缓冲防超限防护装置，包括孔口的挤压膨胀密封装置、煤水自动排放密封装置、高压瓦斯减压缓冲装置，所述挤压膨胀密封装置与煤水自动排放装置相连，所述煤水自动排放装置与高压瓦斯减震缓冲装置相连，所述挤压膨胀密封装置包括套管，防喷腔体，本实用新型针对煤矿井下钻孔施工期间易产生喷孔隐患的位置和喷孔特点，提供一种集密闭、缓冲、自动排渣、防超限等功能为一体的钻孔施工作业防护装置，本实用新型大幅降低钻孔施工期间瓦斯超限次数，有效避免气煤冲击伤人；同时，本实用新型轻便灵活、坚固耐磨、密封可靠，具有解体性好、便于拆卸和维护的特点，与各种钻机、钻具等设备的配套和衔接十分方便。

技术领域

本实用新型属于煤矿开采技术领域，具体属于煤矿瓦斯治理技术、钻孔施工防护、防止瓦斯超限技术。

背景技术

瓦斯灾害是高瓦斯矿井和煤与瓦斯突出矿井最主要的灾害之一，也是制约其生产的主要瓶颈之一。在不具备开采保护层条件的煤层，施工钻孔预抽煤层瓦斯成为矿井瓦斯治理的必然选择。高瓦斯矿井在井下施工各类煤层钻孔期间，由于煤层瓦斯含量高、压力大，极易出现钻孔内煤屑和瓦斯短时间内连续喷出的现象，一旦控制措施不到位，会造成施工作业现场瓦斯高浓度超限，急速喷出的煤屑也会造成对作业人员的伤害，同时还有引发瓦斯事故的隐患。尤其是对于单一低透气性煤层，瓦斯抽采效率低下，矿井普遍采取穿层钻孔水力冲孔、水力割缝增透措施以加快瓦斯治理进度，由于高压水体快速剥离煤体，大量的瓦斯及煤渣在高压水流的作用下瞬间喷出钻孔，极易引起钻孔孔口附近短时间瓦斯超限、气煤冲击伤人。

因此，钻孔施工期间必须采取安全防护措施及时抽排瓦斯，并实现煤水气快速分离。然而，目前矿井普遍采取的防喷装置，仅在孔口下放套管连接防喷装置，套管与孔壁密封不严，钻孔施工期间，瓦斯从孔口间隙持续涌出；防喷装置后端与钻杆衔接部位密封体，受钻杆旋转摩擦、钻进扰动挤压，间隙容易进一步扩大，造成密封失效。且煤水气分离装置排渣口多直接敞开，当瓦斯瞬时涌出量较大时，由于煤水气分离装置空间有限，排渣口成为瓦斯逸散的主要通道，使得防止瓦斯超限效果大打折扣。同时，大量高压瓦斯解吸释放并快速涌出，对打钻作业防护装置整体造成冲击。综上，目前矿井所使用的装置作用较为单一，且体积大、质量重、密封效果差，防护效果并不理想。

实用新型内容

为了克服上述现有装置的不足，本实用新型提供一种轻便灵活、坚固耐磨、密封可靠的钻孔施工作业密封缓冲防超限防护装置，集成孔口挤压膨胀密封装置、煤水自动排放密封装置、高压瓦斯减压缓冲装置于一体，装置全面的防止钻孔施工期间的瓦斯超限、保障作业人员施工安全。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种井下钻孔施工作业密封缓冲防超限防护装置，包括孔口的挤压膨胀密封装置、煤水自动排放密封装置、高压瓦斯减压缓冲装置，所述挤压膨胀密封装置与煤水自动排放装置相连，所述煤水自动排放装置与高压瓦斯减震缓冲装置相连，所述挤压膨胀密封装置包括套管，防喷腔体，所述套管前端设有台阶，且外壁光滑，所述套管中间一体成型有外螺纹，所述套管后端设有固定螺纹，所述套管外部依次设有高分子膨胀圈、推进缸、旋转手柄，所述旋转手柄螺纹连接在套管中部，所述套管通过固定螺纹连接在防喷腔体上，所述高分子膨胀圈、推进缸、旋转手柄依次抵接；

所述煤水自动排放密封装置包括煤水气分离箱、旋转密封腔体，所述煤水气分离箱进口与防喷腔体出口连接，所述旋转密封腔体设在煤水气分离箱下部，所述旋转密封腔体内部设有旋转轴，所述转轴上设有硬质旋转叶，所述旋转叶与旋转密封腔之间设有柔性密封胶垫，所述柔性密封胶垫包裹在旋转叶四周。

进一步的，所述防喷腔体上侧和下侧分别一体成型有分源抽采口和水渣输送口，所述防喷腔体后端设有钻杆密封旋转密封部，所述钻杆密封旋转密封部包括密封胶垫、环形毛刷密封件、固定卡盘，所述密封胶垫、环形毛刷密封件、固定卡盘在防喷腔体后端依次连接。