[发明专利]防喷式煤矿井下高压水射流穿层钻孔破煤增透装置

说明书

本发明提供了一种防喷式煤矿井下高压水射流穿层钻孔破煤增透装置，包括履带式移动底座、液压钻机、防喷煤水排放装置、煤水混合物分离器和控制柜，所述液压钻机前端设有液压钻杆，所述防喷煤水排放装置包括胶囊套筒、充液胶囊、伸缩橡胶筒、注液管、注液泵；充液胶囊利用注液管与注液泵连通；所述液压钻杆后端通过高压水管与高压泵连接，高压泵后端连接水源箱。本发明可有效避免煤矿井下高压水射流穿层钻孔破煤增透过程中出现喷孔以及煤水混合物、瓦斯外溢现象，防止了安全事故的发生，提高了射流破煤效率。

技术领域

本发明涉及矿井设备技术领域，尤其涉及一种防喷式煤矿井下高压水射流穿层钻孔破煤增透装置。

背景技术

煤炭在我国的能源结构中长期是主体能源，这将使得我国的煤炭产量一直居高不下。我国的煤炭储量约为5.5万亿吨，而埋在1000m以下的煤炭资源占到总量的53%，由于煤炭的高强度开采，许多矿区的浅部资源接近枯竭，这使得许多煤矿以每年10～20m的速度向深部延伸，并且许多煤矿的开采深度已达到1000m以上，为保障我国经济快速发展的能源供给需要，煤炭深部开采势在必行。煤矿深部开采过程中，在高地应力、高地温、高渗透压和强烈的开采扰动等诸多因素的影响下，加大了瓦斯抽采难度，因此，煤炭深部开采对煤层卸压增加煤层透气性以提高瓦斯抽采效率显得尤为重要。目前，对深部低透气性煤层进行卸压增透过程中，多采用高压水射流穿层钻孔破煤增透技术（水力割缝、水力冲孔、水力造穴），该技术具有增透效果好、成本低、无污染的优点，可实现对不同煤层进行卸压增透，降低瓦斯突出的危险性，强化瓦斯抽采排放的效果，被广泛采用。该技术在对煤层进行高压水射流破煤过程中，煤水混合物及瓦斯并非均匀排泄，有时会急剧排出大量煤水混合物和瓦斯，而传统的煤矿井下高压水射流穿层钻孔破煤增透装置不能及时对突然急剧增加的大量煤水混合物和瓦斯进行收集处理，容易诱发喷孔和瓦斯灾害事故。鉴于此，有必要提供一种新的防喷式煤矿井下高压水射流穿层钻孔破煤增透装置来解决上述技术问题。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种防喷式煤矿井下高压水射流穿层钻孔破煤增透装置，该装置可有效避免煤矿井下高压水射流穿层钻孔破煤增透过程中出现喷孔以及煤水混合物、瓦斯外溢现象，防止了安全事故的发生，提高了射流破煤效率。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种防喷式煤矿井下高压水射流穿层钻孔破煤增透装置，其特征在于：包括履带式移动底座、液压钻机、防喷煤水排放装置、煤水混合物分离器和控制柜，所述液压钻机煤水混合物分离器和控制柜安装在履带式移动底座上，所述液压钻机前端设有液压钻杆，所述防喷煤水排放装置包括胶囊套筒、充液胶囊、伸缩橡胶筒、注液管、注液泵；所述胶囊套筒呈圆环形，胶囊套筒套设在液压钻杆外，胶囊套筒内壁与液压钻杆外壁之间留有煤水混合物通道；所述充液胶囊包覆在胶囊套筒外周，充液胶囊利用注液管与注液泵连通；所述伸缩橡胶筒环套在液压钻杆外周，伸缩橡胶筒前端敞口与胶囊套筒固定连接，伸缩橡胶筒后端设有与液压钻杆密封连接的收口套，伸缩橡胶筒后端利用排泄管与煤水混合物分离器连接；所述液压钻杆后端通过高压水管与高压泵连接，高压泵后端连接水源箱。

进一步的，所述煤水混合物分离器包括分离器箱体、位于分离器箱体中部的振动筛，振动筛上部的分离器箱体侧边设有煤渣排放口，振动筛底部的分离器箱体侧边设有排水口，分离器箱体顶部设有煤水混合物进料口和瓦斯排放口，煤水混合物进料口与排泄管连通，振动筛两端设有变频振动器。

进一步的，所述胶囊套筒内侧与液压钻杆之间的煤水混合物通道中设有流量计，所述流量计固定在胶囊套筒的筒壁上。

进一步的，所述伸缩橡胶筒内设有伸缩杆，所述伸缩杆为电动伸缩杆或液压伸缩杆。

进一步的，所述控制柜内设有计算机电路板，计算机电路板与流量计、高压泵、变频振动器之间通过电路连接。