[发明专利]全封闭风力排渣抽放瓦斯深孔钻进系统及方法有效
申请号: | 201310321778.8 | 申请日: | 2013-07-29 |
公开(公告)号: | CN103352718A | 公开(公告)日: | 2013-10-16 |
发明(设计)人: | 韩晓明 | 申请(专利权)人: | 河南理工大学 |
主分类号: | E21F7/00 | 分类号: | E21F7/00 |
代理公司: | 郑州联科专利事务所(普通合伙) 41104 | 代理人: | 王聚才;王金 |
地址: | 454003 河南*** | 国省代码: | 河南;41 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 封闭 风力 排渣抽放 瓦斯 钻进 系统 方法 | ||
1.全封闭风力排渣抽放瓦斯深孔钻进系统,其特征在于:以钻进方向为前向;
包括设有内孔的钻杆,该钻杆包括两段以上依次螺接在一起的中空钻杆段;钻杆的前端设有反螺旋粉碎吸尘钻头,钻杆的后部连接在钻机上;
钻孔孔口处的钻杆上同轴套设有孔口密封管,孔口密封管由钻孔内延伸至钻孔外,孔口密封管后端处的钻杆上设有密封填料以及将密封填料压紧在钻杆和孔口密封管之间的密封压盖;孔口密封管与钻杆外壁之间形成截面呈环形的进风部,进风部通过第一连接管连接有移动式空气压缩机;
钻杆后端通过气动旋转接头连接有第二连接管,第二连接管的另一端连接有抽排输送管路排渣器,抽排输送管路排渣器具有一排渣口和一出气口,所述排渣口向下连接有排渣筒,排渣筒上间隔设有上阀门和下阀门;所述出气口通过第三连接管连接有瓦斯抽放泵,瓦斯抽放泵连接有瓦斯排放管。
2.根据权利要求1所述的全封闭风力排渣抽放瓦斯深孔钻进系统,其特征在于:所述反螺旋粉碎吸尘钻头包括连接杆和三个以上均匀设置的反螺旋刀翼,各反螺旋刀翼的棱部均设有刀片;各反螺旋刀翼的后端均连接在所述连接杆的前端,连接杆的后部直径小于连接杆的主体直径并形成用于连接钻杆的联接部,联接部的周向表面设有联接螺纹;所述连接杆内于轴线部位设有前后贯通连接杆的轴向气道,轴向气道的前端和后端皆设有喇叭口;所述连接杆内设有与所述轴向气道相连通的径向气道,径向气道沿径向贯通所述连接杆且其两端设有喇叭口;轴向气道后端的喇叭口用于与钻杆相连通,轴向气道前端的喇叭口以及径向气道两端的喇叭口作为吸气口。
3.根据权利要求2所述的全封闭风力排渣抽放瓦斯深孔钻进系统,其特征在于:所述孔口密封管上设有用于测量所述进风部处风压的压力表。
4.根据权利要求3所述的全封闭风力排渣抽放瓦斯深孔钻进系统,其特征在于:所述气动旋转接头上设有真空表。
5.根据权利要求4所述的全封闭风力排渣抽放瓦斯深孔钻进系统,其特征在于:所述下阀门下方设有矿车。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的全封闭风力排渣抽放瓦斯深孔钻进系统,其特征在于:所述瓦斯排放管上设有瓦斯浓度检测仪。
7.根据权利要求6所述的全封闭风力排渣抽放瓦斯深孔钻进系统,其特征在于:所述抽排输送管路排渣器于其滤网处设有防堵塞冲气口,所述第一连接管与所述防堵塞冲气口之间连接有第四连接管;所述排渣筒上设有钢化玻璃观察口。
8.利用权利要求7中所述全封闭风力排渣抽放瓦斯深孔钻进系统的全封闭风力排渣抽放瓦斯深孔钻进方法,其特征在于依次按以下步骤进行:
一、在松软突出煤层煤壁上钻设一段孔并将孔口密封管部分插入到该孔内,并对孔口密封管与孔壁之间进行密封或封堵,形成孔口密封;
二、将钻机夹持的中空钻杆的钻头一侧插入孔口密封管,在钻杆和孔口密封管之间安装密封填料,并使用密封压盖压紧;
三、利用第一连接管将孔口密封管上的压风进气口与移动式空气压缩机进行连接;
四、在钻机夹持的中空钻杆的后端安装气动旋转接头,并利用第二连接管将气动旋转接头与抽排输送管路排渣器进行连接;
五、关闭排渣筒上的下阀门,打开上阀门;
六、利用第三连接管将抽排输送管路排渣器的出口与移动式瓦斯抽放泵的进气口进行连接;
七、根据瓦斯浓度检测仪所检测出的移动式瓦斯抽放泵所抽排气体中的瓦斯含量,将瓦斯排放管接入矿井抽放瓦斯管路系统或最近的矿井回风巷道中;
八、开启移动式瓦斯抽放泵,观察真空表所示数值;
九、开启移动式空气压缩机,观察压力表所示数值;
十、开动钻机驱动钻杆,为钻杆提供扭矩和推力进行钻进作业;
十一、当钻杆钻进达到一定长度后,将中空钻杆的气动旋转接头拧下,在中空钻杆的末端利用螺纹联接安装一节新的中空钻杆段,将钻杆加长,并将气动旋转接头及连接管联接在加长的中空钻杆的末端,进行进一步的钻进作业;
十二、完成所需要的钻进深度后,将钻杆起拔。
9.根据权利要求8所述的全封闭风力排渣抽放瓦斯深孔钻进方法,其特征在于:
在钻进作业过程中,通过排渣筒上的钢化玻璃观察口观察排渣器中的煤屑量,操作者根据煤屑量决定是否排渣;排渣时,先关闭上阀门,再打开下阀门进行排渣,煤屑直接装入矿车;煤屑排放结束后,先关下阀门,再打开上阀门。
10.根据权利要求9所述的全封闭风力排渣抽放瓦斯深孔钻进方法,其特征在于:利用第四连接管连接第一连接管和抽排输送管路排渣器的防堵塞冲气口,在钻进作业过程中定期利用压缩空气对排渣器中的滤网进行冲刷清理,防止滤网堵塞。
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