[发明专利]一种煤矿瓦斯钻孔可变频振动强化抽采装置及其使用方法

权利要求书

1.一种煤矿瓦斯钻孔可变频振动强化抽采装置，其特征在于，包括移动结构(I)、升降结构(II)、控制结构(III)、动力结构(IV)、振动结构(V)、监测结构(VI)，所述移动结构(I)包括底座(1)、用于驱动底座(1)移动的滚轮(2)，所述升降结构(II)、控制结构(III)安装在底座(1)上，所述升降结构(II)包括安装在底座(1)上的丝杆升降机(7)以及安装在丝杆升降机(7)上且能进行竖直升降的连接法兰(8)，所述动力结构(IV)包括变频电机(9)、内轴(11)、保护壳(13)，所述变频电机(9)安装在连接法兰(8)上，所述保护壳(13)与变频电机(9)固定且水平设置，所述内轴(11)设置在保护壳(13)内与变频电机(9)的输出轴(10)连接，所述振动结构(V)包括偏心轮(21)、连杆(22)、振动头(24)，所述内轴(11)远离变频电机(9)的一端安装有若干个偏心轮(21)，所述偏心轮(21)通过连杆(22)连接有能够伸出到保护壳(13)外部的振动头(24)，所述监测结构(VI)包括安装在保护壳(13)远离变频电机(9)一端的瓦斯传感器(18)，所述控制结构(III)包括安装在底座(1)上的智能控制箱(3)，所述瓦斯传感器(18)、变频电机(9)、丝杆升降机(7)与智能控制箱(3)电连接。

2.如权利要求1所述的一种煤矿瓦斯钻孔可变频振动强化抽采装置，其特征在于，所述保护壳(13)为圆柱形壳体结构，所述内轴(11)与保护壳(13)同轴心设置。

3.如权利要求1所述的一种煤矿瓦斯钻孔可变频振动强化抽采装置，其特征在于，所述保护壳(13)上设置有与振动头(24)对应的垂直于保护壳(13)轴线的且连通保护壳(13)外部与内腔的滑槽(18)，所述振动头(24)、连杆(22)、偏心轮(21)组成一个偏心轮副，所述振动头(24)沿着滑槽(18)作伸出保护壳(13)和缩回保护壳(13)的往复运动。

4.如权利要求1所述的一种煤矿瓦斯钻孔可变频振动强化抽采装置，其特征在于，所述连杆(22)的一端通过螺栓一(25)与偏心轮(21)铰接，所述连杆(22)远离偏心轮(21)的一端通过螺栓二(26)与振动头(24)铰接。

5.如权利要求1所述的一种煤矿瓦斯钻孔可变频振动强化抽采装置，其特征在于，所述智能控制箱(3)内设置有移动电源、微芯片(5)，所述智能控制箱(3)上设置有显示屏(4)、控制按钮，所述显示屏(4)、控制按钮、移动电源(6)、变频电机(9)、丝杆升降机(7)与微芯片(5)电连接。

6.如权利要求1所述的一种煤矿瓦斯钻孔可变频振动强化抽采装置，其特征在于，所述内轴(11)上安装有至少四个偏心轮(21)，四个偏心轮(21)依照上、下、左、右交替布置，每个偏心轮(21)通过连杆(22)连接有振动头(24)，上下相邻的两个偏心轮(21)上的振动头(24)错开180度布置，左右相邻的两个偏心轮(21)上的振动头(24)错开180度布置。

7.如权利要求1-6任一项所述的一种煤矿瓦斯钻孔可变频振动强化抽采装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)在煤层钻孔形成一字型布置的钻孔a(28)、钻孔b(29)、钻孔c(30)，所述钻孔b(29)布置在钻孔a(28)、钻孔c(30)中间作为装置干扰孔，所述钻孔a(28)、钻孔c(30)作瓦斯抽采孔，所述钻孔a(28)、钻孔c(30)的端头用密封材料封堵，且在钻孔a(28)、钻孔c(30)内埋设瓦斯抽采管(31)，将瓦斯抽采管(31)通过套管与瓦斯抽采设备连通，此时不进行瓦斯抽采；

(2)通过滚轮(2)将装置移动到钻孔b(29)前端，通过智能控制箱(3)控制丝杆升降机(7)来调整振动结构(V)整体位置使内轴(11)正对着钻孔b(29)，然后移动装置使振动结构(V)伸入到钻孔b(29)内；

(3)利用智能控制箱(3)驱动变频电机(9)工作，变频电机(9)牵引内轴(11)从而带动转动偏心轮(21)旋转，进而牵引连杆(22)带动振动头(24)在滑槽(23)上做往复运动，在变频电机(9)工作的同时对钻孔a(28)、钻孔c(30)进行瓦斯抽采；

(4)钻孔b(29)内瓦斯传感器(18)实时监测钻孔b(29)内瓦斯浓度，当监测到钻孔b(29)内瓦斯涌出增加时，利用智能控制箱(3)控制变频电机(9)变频，增加变频电机(9)的输出转速，当监测到钻孔b(29)内瓦斯涌出减少时，利用智能控制箱(3)控制变频电机(9)变频，减少变频电机(9)的输出转速，从而实现调控振动头(24)振动频率的操作。