[发明专利]一种具有排渣、除尘、抽采一体化的防喷孔装置及方法

说明书

本发明公开了一种具有排渣、除尘、抽采一体化的防喷孔装置及方法，通过防喷主体中的甲烷浓度检测器监测瓦斯浓度，从而防爆型控制器能对钻孔内是否发生喷孔现象做出识别和判断，进而向工作人员发出声光警报，同时能控制电磁阀一和电磁阀二的快速开启和关闭，通过这种方式能使防喷主体从除尘及排渣模式快速切换至瓦斯抽采模式，在短时间内进行瓦斯的密闭抽采，从而实现由正常打钻到喷孔时的快速联动，此反应速度小于1s，解决了当前防喷装置面对快速喷孔瓦斯抽采反应不及时，进而大量涌入采掘工作面而造成瓦斯超限的难题。因此本发明可以有效防止打钻喷孔导致的瓦斯超限及喷孔伤人事故的发生，对高瓦斯和突出矿井瓦斯治理具有重要意义。

技术领域

本发明涉及一种具有排渣、除尘、抽采一体化的防喷孔装置及方法，适用于高瓦斯及突出煤层打钻孔抽采瓦斯过程中防治瓦斯大量喷出事故，属于矿井瓦斯灾害防治技术领域。

背景技术

由于我国70％的矿井是高瓦斯或突出矿井，因此瓦斯灾害的发生严重影响煤矿安全生产。瓦斯抽采是解决矿井瓦斯灾害的治本性技术。但是，随着煤层采掘深度的增加，煤层瓦斯压力增大，煤质变得松软，因此，向煤层中打钻孔施工过程中，在高瓦斯压力作用下，瓦斯和煤粉从钻孔中快速、大量喷到采掘空间，造成瓦斯超限事故，严重时喷出的煤粉还会对工人造成伤害。

针对高瓦斯突出煤层打钻喷孔事故，当前的防喷孔装置存在以下问题：(1)自动化程度低：阀门多采用机械式，当瓦斯快速大量涌出时，工人操作机械式阀门不及时，瓦斯涌出量超过风排瓦斯极限，极易造成瓦斯超限。(2)排渣困难：突出松软煤层特别是构造煤，喷孔时会喷出大量的煤粉，而普通防喷装置煤渣容量有限，不能及时排渣。(3)无除尘装置：正常打钻时，粉尘很大，很多防喷装置不具备除尘功能。(4)瓦斯抽采无密封：喷孔时防喷装置与钻孔之间并未形成密封，导致巷道内的空气进入钻孔被瓦斯抽采管路抽采，从而使瓦斯浓度降低。基于上述问题，如何提供一种装置及方法，能在钻孔施工过程中及时进行排渣及除尘，另外如发生喷孔时，能自动化进行瓦斯抽采，不仅能有效防止喷出的煤粉对人员造成影响，而且能实现提高瓦斯抽采浓度的目的，是本行业的研究方向之一。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种具有排渣、除尘、抽采一体化的防喷孔装置及方法，能在钻孔施工过程中及时进行排渣及除尘，另外如发生喷孔时，能自动化进行瓦斯抽采，不仅能有效防止喷出的煤粉对人员造成影响，而且能实现提高瓦斯抽采浓度的目的。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种具有排渣、除尘、抽采一体化的防喷孔装置，包括三通管、防喷主体、甲烷浓度检测器、防爆型控制器、除尘袋和煤渣收集器；

所述三通管为两端开口的空心管，且在靠近一端的空心管侧部开设排渣口；

所述防喷主体固定在支架上，其由箱体和排渣漏斗组成，排渣漏斗固定在箱体下部，且排渣漏斗上端口与箱体内部连通；所述箱体的上端开设箱体出口一、其两侧分别设有箱体进口和箱体出口二，排渣漏斗下端口装有排渣阀门，排渣漏斗下端口与煤渣收集器的进口密封连接，煤渣收集器的出口通过袋子束口封堵；所述箱体进口通过柔性密封软管与三通管的排渣口密封连接；所述箱体出口二与除尘袋的进口密封连接，除尘袋的出口通过袋子束口封堵；所述除尘袋上装有挂环，挂环通过钢丝与直接顶板的支护锚杆连接，从而使除尘袋处于悬挂状态，这种悬挂状态能方便粉尘的在除尘袋内沉降至出口处；所述箱体出口一与瓦斯抽采软管的一端密封连接，瓦斯抽采软管的另一端与瓦斯抽采总管路密封连接；

所述箱体出口一与瓦斯抽采软管的连接处和箱体出口二与除尘袋的连接处，分别装有电磁阀一和电磁阀二，所述甲烷浓度检测器固定在箱体上端，甲烷浓度检测器的检测探头伸入箱体内，用于采集箱体内的实时瓦斯浓度；

所述防爆型控制器与电磁阀一、电磁阀二和甲烷浓度检测器均通过连接线连接，用于接收甲烷浓度检测器反馈的实时瓦斯浓度值，并根据实时瓦斯浓度值对电磁阀一和电磁阀二各自的开闭状态进行控制，所述防爆型控制器内设有声光报警器，用于进行报警提示。