[实用新型]一种后混合磨料气体射流破煤装置

说明书

本实用新型公开了一种后混合磨料气体射流破煤装置，包括钻进组件和至少两组并联设置的供风组件，供风组件包括罐体，罐体的外壁两端均设置有制冷装置，罐体的外壁中部设置供热装置，钻进组件包括钻机，钻机的钻杆进口连接高压管路，钻机的钻杆出口连接供料钻杆，供料钻杆包括磨料管道和套设于磨料管道内部中心的气体管道，本实用新型相比于前混合式磨料气体射流供料系统，采用混合腔内混合磨料和气体射流，避免了在井下应用时出现堵塞管道、磨损钻杆问题，并通过设计供料钻杆，将原有钻杆分为磨料管道和气体管道，在通入高压气体基础上配合磨料形成高压磨料气体射流，提高了破煤效果。

技术领域

本实用新型涉及磨料气体射流技术领域，特别是涉及一种后混合磨料气体射流破煤装置。

背景技术

布置钻孔预抽瓦斯是防治瓦斯灾害及实现瓦斯能源综合利用的重要手段，但随着矿井开采深度增加，地应力增加，瓦斯抽采条件趋于复杂，煤层渗透性降低，为提高瓦斯抽采效果需进行煤层卸压。常用的卸压抽采方式主要有高压水射流割缝、水力冲孔等“水力化”措施。该技术在应用中引入到煤层的水分会抑制瓦斯运移，延缓瓦斯释放速度，且在松软煤层中还经常出现塌孔、堵孔等现象，导致瓦斯抽采通道堵塞，瓦斯抽采流量及浓度极低，严重限制了在松软煤层中的推广应用。而采用磨料气体射流进行卸压抽采时，关于供料方式，采用前混合式磨料射流钻孔技术，虽然磨料粒子加速时间长，但对钻杆系统磨损较为严重，且磨料的浓度不易控制，磨料在前混合室中易堆积，造成管道堵塞，严重影响钻杆的使用寿命，同时使用和维护起来较为不便。

另外，煤矿生产中常用的抽采瓦斯的方法是钻孔的方式，在井下设置空气压缩机的供风系统，不仅使用起来不简便，且不符合煤矿安全规程规定，对井下工作人员有安全隐患；同时现有的钻孔方式存在一些问题，当钻头钻进过程中，特别是在松软煤层，会引起塌陷，阻碍煤渣的排出，大量煤泥包裹在钻头与钻杆的周围，并与钻孔形成整体真空状态，导致堵孔、抱钻等现象，而且当在较硬的煤层中钻孔时，即煤层的普氏系数f＞3，会对钻头造成伤害，导致钻杆或钻头钻进过程中引起断裂。

所以本实用新型提供一种新的方案来解决此问题。

实用新型内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本实用新型之目的在于提供一种后混合磨料气体射流破煤装置。

其解决的技术方案是：一种后混合磨料气体射流破煤装置，包括钻进组件和至少两组并联设置的供风组件；所述供风组件包括罐体，罐体上设置有压力表，罐体的两端分别连通进气管路的出气口和出气管路的进气口，各个供风组件的进气管路的进气口汇通至供风管路，出气管路的出气口汇通至高压管路，进气管路、出气管路上分别设置第一减压阀、第二减压阀，罐体的外壁两端均设置有制冷装置，罐体的外壁中部设置有供热装置；所述钻进组件包括钻机，钻机的钻杆进口连接高压管路，钻机的钻杆出口连接供料钻杆，所述供料钻杆包括磨料管道和套设于磨料管道内部中心的气体管道，供料钻杆的进口且位于磨料管道与气体管道之间固定设置环形挡板，环形挡板上开设有多个进气孔，供料钻杆的出口设置与磨料管道连通的混合腔，混合腔包括一个与供料钻杆出口方向一致的轴向喷口和两个对立设置的径向喷口，混合腔内设置三通喷头，三通喷头包括一个轴向喷头和两个径向喷头，分别对应设置于轴向喷口和径向喷口处，三通喷头的进气口连接气体管道的出口，供料钻杆的出口且位于磨料管道与气体管道之间设置单向阀。

优选的，所述单向阀包括阀片和多个弹簧，所述阀片为顶部设置开口的半球状结构，阀片的底部与磨料管道的内壁固定连接，阀片的顶部与气体管道的外壁接触连接，所述弹簧的两端分别固定于阀片的顶部和底部。

优选的，所述阀片为弹性金属片。

优选的，所述轴向喷头、径向喷头的上分别设置第一背压阀、第二背压阀。

优选的，所述制冷装置为液氮循环制冷系统，所述供热装置为油浴循环供热系统。

优选的，所述轴向喷头、径向喷头均为虹吸喷头。