煤矿井下钻机定向钻孔防喷成套装置的制作方法

1.本实用新型涉及煤矿开采技术领域，具体涉及一种煤矿井下钻机定向钻孔防喷成套装置。

背景技术：

2.定向钻进是一种能够进行精确定向的钻孔施工技术，其主要通过随钻测量系统实时测量钻孔轨迹，并利用孔底马达对钻孔轨迹进行纠偏，钻孔的切削主要靠高压水驱动孔底马达带动钻头旋转来实现，可施工羽状分支孔、顶板梳状分支孔和底板梳状分支孔，具有可超前治理和预抽面积大、抽采效率高等特点，广泛应用于井下区域防突措施的钻孔施工。
3.定向钻进技术在高瓦斯、受水患威胁的矿井打钻过程中经常出现喷孔现象，尤其在遇地质构造处发生喷孔的概率更大，喷孔过程中急速喷出的大量瓦斯，如果不提前采取措施易出现瓦斯喷孔，造成巷道瓦斯超限，且会危害下风侧作业工人身体健康，严重时会诱发煤与瓦斯突出事故的发生，给煤矿安全生产带来了巨大的隐患；
4.一些防喷装置主要采用较大的筒体结构以保障排渣顺畅，并在筒体结构上设有排瓦斯、排渣排水供钻孔用的管口，其虽然能够实现瓦斯、渣水的不同通路，但是由于钻孔的地质环境不确定，比如当遇到高压气、水时，急速喷出的瓦斯将会从排渣排水的管口处排出，或者对筒体内部冲击过大，影响其整体密封性，仍会造成巷道瓦斯超限。

技术实现要素：

5.本实用新型目的在于提供一种煤矿井下钻机定向钻孔防喷成套装置，结构简单紧凑，不仅有效将高压瓦斯从抽采管路中排出，避免钻孔时急速喷出的瓦斯泄露、以及对本装置内部冲击过大，更加安全可靠。
6.为实现上述目的，本煤矿井下钻机定向钻孔防喷成套装置，包括防喷主体；
7.防喷主体左右同轴拆卸设有与其内部连通的钻孔管道以及第三管道、上端拆卸设有相连通的第一管道、下端拆卸设有相连通的第二管道；
8.还包括负压箱体；
9.所述第二管道与负压箱体连通，负压箱体上端设有与第一管道连通后再与抽采管路连通的第四管道，下端设有排水管；
10.第四管道靠近抽采管路一端上设有阀门，防喷主体内设有用于对高压瓦斯或渣水缓冲的调节组件。
11.进一步的，所述第三管道内固定设有弹性密封圈或者锥形结构的橡胶件。
12.进一步的，所述第四管道靠近抽采管路一端上设有第一调压阀、靠近负压箱体一端上设有第二调压阀。
13.进一步的，所述调节组件包括设有通气孔的过滤板；
14.过滤板将防喷主体分割成左右两部分，第一管道的管口、第二管道的管口相应位于防喷主体的右部分、左部分。
15.进一步的，所述调节组件包括与钻杆同轴并转动设置在防喷主体内的支撑套筒；
16.支撑套筒外侧设有螺旋叶片。
17.进一步的，所述调节组件包括与钻杆同轴并转动设置在防喷主体内的支撑套筒；
18.所述支撑套筒上设有倾斜布置的挡板，挡板将第一管道、第二管道的管口相应隔开。
19.进一步的，所述防喷主体下端为锥形结构，第二管道位于锥底处。
20.进一步的，所述负压箱体内设有位于第二管道管口下方的过滤隔板，过滤隔板上设有过滤棉。
21.与现有技术相比，本煤矿井下钻机定向钻孔防喷成套装置由于第二管道与负压箱体连通，负压箱体上端设有与第一管道连通后再与抽采管路连通的第四管道，因此当钻杆钻孔时，高压瓦斯集中进入防喷主体内，大部分瓦斯从第一管道、进入抽采管路，而小部分瓦斯从第二管道进入负压箱体、抽采管路，避免传统结构直接将第二管道与排水管连接造成瓦斯直接排出，结构简单紧凑，有效防止钻孔时急速喷出的瓦斯泄露，更加安全可靠；
22.由于防喷主体内部设有调节组件，通过调节组件不仅对钻孔时高压瓦斯、渣水急速喷出进行缓冲，避免冲击过大造成钻杆、防喷主体的损坏，保障整体密封性，而且可实现瓦斯、渣水的相互分离；
23.即当调节组件为设有螺旋叶片结构并转动的支撑套筒时，高压瓦斯、渣水的冲击作用在螺旋叶片上，使得支撑套筒进行转动，带动瓦斯、渣水均匀从第一管道、第二管道中排出，避免急速冲击对相应管道的损坏，保障瓦斯、渣水的均匀输出；
24.当调节组件为设有倾斜挡板并转动的支撑套筒时，高压瓦斯带动支撑套筒转动，使得挡板偏向于第一管道，优先从第一管道中排出冲击较大的瓦斯；高压渣水带动支撑套筒转动，使得挡板偏向于第二管道，优先从第二管道中排出冲击较大的渣水，因此可实现瓦斯、渣水的优选调整、并相互分离排出。
附图说明
25.图1是本实用新型的整体、以及调节组件第一种实施例示意图；
26.图2是本实用新型中调节组件第二种实施例示意图；
27.图3是本实用新型中调节组件第三种实施例高压瓦斯排出时示意图；
28.图4是本实用新型中调节组件第三种实施例高压渣水排出时示意图；
29.图中：1、防喷主体，11、第一管道，12、第二管道，13、钻孔管道，14、第三管道；
30.2、负压箱体，21、排水管，22、第四管道，23、过滤隔板，31、过滤板，32、螺旋叶片，33、密封圈，34、挡板，35、支撑套筒；
31.41、阀门，42、第一调压阀，43、第二调压阀，5、抽采管路，6、钻杆。
具体实施方式
32.下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
33.如图1、图2所示，本煤矿井下钻机定向钻孔防喷成套装置，包括防喷主体1、以及负压箱体2；
34.防喷主体1左右同轴拆卸设有与其内部连通的钻孔管道13以及第三管道14、上端
拆卸设有相连通的第一管道11、下端拆卸设有相连通的第二管道12；
35.所述第二管道12与负压箱体2连通，负压箱体2上端设有与第一管道11连通后再与抽采管路5连通的第四管道22，下端设有排水管21；
36.第四管道22靠近抽采管路5一端上设有阀门41，防喷主体1内设有用于对高压瓦斯或渣水缓冲的调节组件；
37.具体的为，防喷主体1为四通结构，是主要的防喷支撑结构，其整体可为筒体或者箱体结构；第一管道11、第二管道12、钻孔管道13、第三管道14均可通过卡箍或者螺纹密封连接在防喷主体1上，并保障其与防喷主体1内部的连通；
38.钻孔管道13可为法兰结构或者管体结构，其目的是对钻杆6进行保护、以及防喷主体1的安装定位，防喷主体1连接在吊装结构上，方便移动或升降至合适的施工位置；
39.确定煤层钻孔施工的位置，当钻孔管道13为管体结构时，可先向煤体钻一定深度的钻孔，将钻孔管道13固定在钻孔中，当钻孔管道13为法兰结构时，其直接将固定在钻孔位置上，钻杆6从第三管道14穿至钻孔管道13，对施工位置进行钻孔；
40.优选的，可在第三管道14内固定设有弹性密封圈33或者锥形结构的橡胶件，密封圈33或橡胶件保障钻杆6穿过第三管道14的转动密封，有效防止高压瓦斯或者渣水从钻孔管道13、第三管道14喷出；
41.防喷主体1安装时需要保持平、直，并可用钢丝绳吊挂在巷道顶板上，防喷主体1上的第一管道11用于排出瓦斯、第二管道12用于排出渣水，第一管道11、负压箱体2分别与产生负压的抽采管路5连接，保障瓦斯顺利排出；
42.当钻杆6钻孔时，高压瓦斯集中进入防喷主体1内，并且大部分瓦斯从上端的第一管道11、进入抽采管路5，而小部分瓦斯从第二管道12中进入负压箱体2内、再从负压箱体2进入抽采管路5，避免传统结构直接将第二管道12与排水管21连接造成瓦斯直接排出；钻孔的渣水进入防喷主体1内并从第二管道12、流入至负压箱体2内，最终从排水管21排出；
43.优先的，第四管道22靠近抽采管路5一端上设有第一调压阀42、靠近负压箱体2一端上设有第二调压阀43；第四管道22靠近抽采管路5一端上设有阀门41以及第一调压阀42、靠近负压箱体2一端上设有第二调压阀43，第一调压阀42的作用是总调压，即调整第一管道11与抽采管路5之间的气压，而第二调压阀43作用是调整负压箱体2(第二管道12)与抽采管路5连通的气压，并且第一管道11与抽采管路5之间的压差大于负压箱体2与抽采管路5之间的压差，避免瓦斯集中进入负压箱体2内；
44.第四管道22靠近抽采管路5一侧上的阀门41为总开关，可在第一管道11、第二管道12、以及第四管道22上靠近负压箱体2的一端设有相应控制开闭的阀门41，即为分开关。
45.防喷主体1内部设有调节组件，其目的是不仅对钻孔时高压瓦斯、渣水急速喷出进行缓冲，避免冲击过大造成钻杆6、防喷主体1的损坏，保障整体密封性，而且可实现瓦斯、渣水的相互分离；
46.作为第一种实施例，所述调节组件包括设有通气孔的过滤板31；
47.过滤板31将防喷主体1分割成左右两部分，第一管道11的管口、第二管道12的管口相应位于防喷主体1的右部分、左部分；
48.具体的为，钻孔时高压瓦斯通过过滤板31进行缓冲，并通过过滤板31上的通气孔进入防喷主体1右部分，再从第一管道11排出；
49.高压渣水同样通过过滤板31进行缓冲，并在防喷主体1左部分从第二管道12排出至负压箱体2内；
50.如图2所示，作为第二种实施例，所述调节组件包括与钻杆6同轴并转动设置在防喷主体1内的支撑套筒35；
51.支撑套筒35外侧设有螺旋叶片32；
52.具体的为，第三管道14一端延伸至防喷主体1内部，支撑套筒35的一端通过轴承安装在第三管道14内、其上的螺旋叶片32靠近钻孔管道13处；
53.当钻孔时高压瓦斯、渣水时，高压冲击作用在螺旋叶片32上，使得支撑套筒35进行转动，螺旋叶片32将瓦斯、渣水均匀从第一管道11、第二管道12中排出，避免急速冲击对相应管道的损坏，并且螺旋叶片32可对钻孔出渣进行排料，避免钻孔出渣停留在防喷主体1内；
54.如图3、图4所示，作为第三种实施例，所述调节组件包括与钻杆6同轴并转动设置在防喷主体1内的支撑套筒35；
55.所述支撑套筒35上设有倾斜布置的挡板34，挡板34将第一管道11、第二管道12的管口相应隔开；
56.具体的为，支撑套筒35的安装可如第二实施例；
57.钻孔时高压瓦斯、渣水进入防喷主体1内，当瓦斯的冲击较大时，如图3所示，高压瓦斯带动挡板34、支撑套筒35转动，使得挡板34上部偏向于第一管道11，优先从第一管道11中排出冲击较大的瓦斯；当渣水的冲击较大时，如图4所示，高压渣水带动挡板34、支撑套筒35转动，使得挡板34下部偏向于第二管道12，优先从第二管道12中排出冲击较大的渣水；
58.另外，为了避免钻孔渣在防喷主体1内堆积，优先的，防喷主体1下端为锥形结构，第二管道12位于锥底处；
59.进一步的，所述负压箱体2内设有位于第二管道12管口下方的过滤隔板23，过滤隔板23上设有过滤棉；
60.具体的为，钻孔的渣水从第二管道12排出至负压箱体2内，通过过滤棉、过滤隔板23对不同粒径的渣石进行过滤，实现渣石与水的分离；分离后的水从排水管21排出，分离后的渣石可后续处理或者在负压箱体2上设有排料口。
61.本一种煤矿井下钻机定向钻孔防喷成套装置使用时，确定煤层钻孔施工的位置，将第一管道11、第二管道12、钻孔管道13、第三管道14相应安装在防喷主体1上，并且防喷主体1固定位于施工位置处；
62.初始状态时，第四管道22上靠近抽采管路5上用于总开关的阀门41关闭，当钻杆6穿过第三管道14、钻孔管道13进行定向钻孔时，阀门41打开，抽采管路5产生负压；
63.定位钻孔产生的高压瓦斯、渣水通过防喷箱体内的调节组件进行缓冲、调整，此时大部分瓦斯从上端的第一管道11、进入抽采管路5，而小部分瓦斯从第二管道12进入负压箱体2内，可在负压箱体2内储存或者从负压箱体2进入抽采管路5，避免传统结构直接将第二管道12与排水管21连接造成瓦斯直接排出；钻孔后产生的高压渣水，进入防喷主体1内并从第二管道12、流入至负压箱体2内，最终从排水管21排出，可负压箱体2进行储存或者过滤，最终从排水管21排出。
64.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

技术特征：

1.煤矿井下钻机定向钻孔防喷成套装置，包括防喷主体(1)；防喷主体(1)左右同轴拆卸设有与其内部连通的钻孔管道(13)以及第三管道(14)、上端拆卸设有相连通的第一管道(11)、下端拆卸设有相连通的第二管道(12)；其特征在于，还包括负压箱体(2)；所述第二管道(12)与负压箱体(2)连通，负压箱体(2)上端设有与第一管道(11)连通后再与抽采管路(5)连通的第四管道(22)，下端设有排水管(21)；第四管道(22)靠近抽采管路(5)一端上设有阀门(41)，防喷主体(1)内设有用于对高压瓦斯或渣水缓冲的调节组件。2.根据权利要求1所述的煤矿井下钻机定向钻孔防喷成套装置，其特征在于，所述第三管道(14)内固定设有弹性密封圈(33)或者锥形结构的橡胶件。3.根据权利要求2所述的煤矿井下钻机定向钻孔防喷成套装置，其特征在于，所述第四管道(22)靠近抽采管路(5)一端上设有第一调压阀(42)、靠近负压箱体(2)一端上设有第二调压阀(43)。4.根据权利要求1至3任意一项所述的煤矿井下钻机定向钻孔防喷成套装置，其特征在于，所述调节组件包括设有通气孔的过滤板(31)；过滤板(31)将防喷主体(1)分割成左右两部分，第一管道(11)的管口、第二管道(12)的管口相应位于防喷主体(1)的右部分、左部分。5.根据权利要求1至3任意一项所述的煤矿井下钻机定向钻孔防喷成套装置，其特征在于，所述调节组件包括与钻杆(6)同轴并转动设置在防喷主体(1)内的支撑套筒(35)；支撑套筒(35)外侧设有螺旋叶片(32)。6.根据权利要求1至3任意一项所述的煤矿井下钻机定向钻孔防喷成套装置，其特征在于，所述调节组件包括与钻杆(6)同轴并转动设置在防喷主体(1)内的支撑套筒(35)；所述支撑套筒(35)上设有倾斜布置的挡板(34)，挡板(34)将第一管道(11)、第二管道(12)的管口相应隔开。7.根据权利要求6所述的煤矿井下钻机定向钻孔防喷成套装置，其特征在于，所述防喷主体(1)下端为锥形结构，第二管道(12)位于锥底处。8.根据权利要求1至3任意一项所述的煤矿井下钻机定向钻孔防喷成套装置，其特征在于，所述负压箱体(2)内设有位于第二管道(12)管口下方的过滤隔板(23)，过滤隔板(23)上设有过滤棉。

技术总结

本实用新型公开了一种煤矿井下钻机定向钻孔防喷成套装置，包括防喷主体、负压箱体；防喷主体左右同轴拆卸设有与其内部连通的钻孔管道以及第三管道、上端拆卸设有相连通的第一管道、下端拆卸设有相连通的第二管道；第二管道与负压箱体连通，负压箱体上端设有与第一管道连通后再与抽采管路连通的第四管道，下端设有排水管；第四管道靠近抽采管路一端上设有阀门，防喷主体内设有用于对高压瓦斯或渣水缓冲的调节组件。本煤矿井下钻机定向钻孔防喷成套装置，结构简单紧凑，不仅有效将高压瓦斯从抽采管路中排出，避免钻孔时瓦斯急速喷出泄露、以及当瓦斯冲击压力过大，更加安全可靠。更加安全可靠。更加安全可靠。