專利名稱：瓦斯粉塵斂集器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于煤炭開采技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及對抽采鉆孔施工過程中鉆孔內(nèi)噴出的瓦斯和壓風(fēng)排粉粉塵進(jìn)行有效斂集，防止施鉆出現(xiàn)瓦斯超限和粉塵危害的煤礦專用設(shè)備。
背景技術(shù)：
煤礦瓦斯、粉塵事故是井下的重大災(zāi)害之一，若發(fā)生瓦斯、粉塵事故，不僅會嚴(yán)重破壞生產(chǎn)環(huán)境，而且會造成人員傷亡，給人民、企業(yè)、國家造成巨大的損失，因此，消除瓦斯超限和粉塵是預(yù)防瓦斯、粉塵事故的前提條件，也是礦井安全生產(chǎn)的重要保障之一。由于地質(zhì)沉積作用，煤層中積壓了大量的瓦斯等有毒有害氣體，為了實(shí)現(xiàn)安全采掘，通常情況下，采掘前首先要布置專用瓦斯抽采坑道，采用坑道鉆機(jī)施工抽采鉆孔提前實(shí)施瓦斯抽采，待抽采達(dá)標(biāo)后，方能開始采掘煤炭。然而在施工抽采鉆孔過程中，特別是許多礦井進(jìn)入深部水平后，煤層瓦斯含量、壓力都將增大，施鉆噴孔、甚至鉆孔延時噴孔造成的瓦斯超限不安全問題，鉆孔垮孔問題也越來越突出，為了克服垮孔和瓦斯超限問題，不得不采取壓風(fēng)排粉施工工藝，然而粉塵危害又成了新的難題。但是，在現(xiàn)有技術(shù)中，并沒有針對這一嚴(yán)重問題的專用瓦斯、粉塵處理設(shè)備，因此施鉆過程中大量瓦斯、粉塵仍然會被釋放在坑道中，造成嚴(yán)重的瓦斯超限、粉塵超標(biāo)安全隱
串
)Qi、O

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決在坑道內(nèi)施工抽采鉆孔過程中鉆孔內(nèi)噴出的瓦斯造成瓦斯超限或采用壓風(fēng)排粉施工工藝粉塵危害問題，提出了瓦斯粉塵斂集器。本發(fā)明的技術(shù)方案是瓦斯粉塵斂集器，包括依次連接的封孔組件、斂集組件和底座組件，所述封孔組件和斂集組件為中空結(jié)構(gòu)用以容納鉆桿；所述封孔組件包括封孔筒、封孔膠囊、膠囊內(nèi)側(cè)固定件、膠囊外側(cè)固定件、封孔法蘭盤、盤內(nèi)管道、外接管道和封孔端蓋，所述封孔膠囊通過嵌入到兩端的膠囊內(nèi)側(cè)固定件和膠囊外側(cè)固定件中固定在封孔筒的外圓周上，所述封孔筒的外圓周的一端套裝有與一端的膠囊外側(cè)固定件嚙合的封孔端蓋，所述封孔筒的外圓周的另一端套裝有與一端的膠囊外側(cè)固定件嚙合的封孔法蘭盤，所述封孔筒的外圓周兩端的封孔法蘭盤和封孔端蓋，中間的膠囊內(nèi)側(cè)固定件、膠囊外側(cè)固定件和封孔膠囊組成一個膠膠囊結(jié)構(gòu)將封孔筒包裹?。凰龇饪追ㄌm盤上還具有與伸出膠囊結(jié)構(gòu)外部的外接管道聯(lián)通的盤內(nèi)管道，所述外接管道用以輸入外部的水或氣體，所述封孔法蘭盤一側(cè)的膠囊內(nèi)側(cè)固定件在外接管道輸入的外部的水或氣壓作用下軸向移動以使封孔膠囊沿徑向膨脹；所述斂集組件包括斂集筒、防塵水管、氣水渣出口管和固定法蘭盤，所述斂集筒的上部口徑與封孔筒口徑一致以便通過安裝在斂集筒上部外圓周上的固定法蘭盤與封孔組件的封孔法蘭盤固定連接，斂集筒的下部具有比上部更大的口徑以便容納更多的氣水渣， 所述斂集筒下部的外圓周上具有防塵水管用以防塵并輸入水量混合氣渣，所述斂集筒下部的外圓周上同時具有一氣水渣出口管用以輸出在斂集筒內(nèi)充分混合后的氣水渣，所述斂集筒下部的端部外圓周上固定有固定法蘭盤用以和底座組件固定連接；所述底座組件包括底座、密封圈座、密封圈端蓋、襯套和組合密封圈，所述底座和斂集組件的固定法蘭盤固定連接用以將底座組件和斂集組件固定，所述密封圈座與底座固定連接，所述密封圈端蓋與密封圈座固定連接后在兩者之間形成一密閉腔，所述密閉腔內(nèi)安裝有襯套和組合密封圈用以保持在封孔組件和斂集組件內(nèi)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的鉆桿與底座組件的良好密封。上述底座組件還包括防噴插板，所述防噴插板活動安裝在底座和固定法蘭盤之間用以在撤除鉆桿離開封孔組件和斂集組件后可以通過抽插防噴插板保持底座組件的快速密封。上述封孔組件、斂集組件和底座組件連接部位處還可以嵌入密封圈以保持連接部位的密封性。上述封孔組件、斂集組件和底座組件之間通過螺栓連接方式固定連接。本發(fā)明的有益效果是由于鉆桿鉆探到煤層是，其工作空間被本發(fā)明的封孔組件、 斂集組件和底座組件組成的密閉空間包裹住，特別是將加入外部的水或氣壓后，封孔組件的封孔膠囊徑向膨脹進(jìn)一步的保持了鉆桿工作空間的密閉性，因此鉆桿工作過程中產(chǎn)生的廢渣、煤層中的瓦斯氣體均被斂集并在外部注入大量防塵水的情況下形成水氣渣充分混合體進(jìn)入外部的分離裝置進(jìn)一步處理和分離；因此避免了鉆孔內(nèi)噴出的瓦斯或鉆渣、粉塵進(jìn)入坑道造成瓦斯超限或工作環(huán)境持續(xù)惡化。


圖1是本發(fā)明軸向的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明底面徑向的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明圖2中A-A方向的軸向的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。封孔組件1、封孔筒11、封孔膠囊12、膠囊內(nèi)側(cè)固定件13、膠囊外側(cè)固定件14、封孔法蘭盤15、盤內(nèi)管道16、外接管道17、封孔端蓋18、密封圈19、斂集組件2、斂集筒21、防塵水管22、氣水渣出口管23、固定法蘭盤對、密封圈25、底座組件3、底座31、密封圈座32、密封圈端蓋33、襯套34、組合密封圈35、防噴插板36、螺栓37、鉆桿4。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施實(shí)例對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。如圖1所示，瓦斯粉塵斂集器，包括依次連接的封孔組件1、斂集組件2和底座組件 3，所述封孔組件1和斂集組件2為中空結(jié)構(gòu)用以容納鉆桿4。所述封孔組件1包括封孔筒11、封孔膠囊12、膠囊內(nèi)側(cè)固定件13、膠囊外側(cè)固定件 14、封孔法蘭盤15、盤內(nèi)管道16、外接管道17和封孔端蓋18，所述封孔膠囊12通過嵌入到兩端的膠囊內(nèi)側(cè)固定件13和膠囊外側(cè)固定件14中固定在封孔筒11的外圓周上，所述封孔筒11的外圓周的一端套裝有與一端的膠囊外側(cè)固定件14嚙合的封孔端蓋18，所述封孔筒 11的外圓周的另一端套裝有與一端的膠囊外側(cè)固定件14嚙合的封孔法蘭盤15，所述封孔筒11的外圓周兩端的封孔法蘭盤15和封孔端蓋18，中間的膠囊內(nèi)側(cè)固定件13、膠囊外側(cè)
4固定件14和封孔膠囊12組成一個膠膠囊結(jié)構(gòu)將封孔筒11包裹?。凰龇饪追ㄌm盤15上還具有與伸出膠膠囊結(jié)構(gòu)外部的外接管道I7聯(lián)通的盤內(nèi)管道16，所述外接管道17用以輸入外部的水壓或氣壓，所述封孔法蘭盤15 —側(cè)的膠囊內(nèi)側(cè)固定件13在外接管道17輸入的外部的水壓或氣壓作用下軸向移動以使封孔膠囊12沿徑向膨脹。上述封孔筒11、封孔法蘭盤15、盤內(nèi)管道16和外接管道17的材料可采用Q235普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，內(nèi)外表面鑄塑。封孔膠囊12采用高壓膠管和高壓扣壓制作而成，利用了這種材料的高強(qiáng)度、高抗壓、特性才具有良好的徑向運(yùn)動的膨脹變形及彈性變形的能力。所述斂集組件2包括斂集筒21、防塵水管22、氣水渣出口管23和固定法蘭盤24， 所述斂集筒21的上部口徑與封孔筒11 口徑一致以便通過安裝在斂集筒21上部外圓周上的固定法蘭盤M與封孔組件1的封孔法蘭盤15固定連接，斂集筒21的下部具有比上部更大的口徑以便容納更多的氣水渣，所述斂集筒21下部的外圓周上有2根防塵水管22用以輸入一定水量形成混合氣水渣，所述斂集筒21下部的外圓周上同時具有一氣水渣出口管 23用以輸出在斂集筒21內(nèi)充分混合后的氣水渣，所述斂集筒21下部的端部外圓周上固定有固定法蘭盤M用以和底座組件3固定連接；上述斂集筒21、防塵水管22、氣水渣出口管23和固定法蘭盤M的材料可采用 Q235普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，內(nèi)外表面鑄塑。所述底座組件3包括底座31、密封圈座32、密封圈端蓋33、襯套34和組合密封圈 35，所述底座31和斂集組件2的固定法蘭盤M固定連接用以將底座組件和斂集組件2固定，所述密封圈座32與底座31固定連接，所述密封圈端蓋33與密封圈座32固定連接后在兩者之間形成一密閉腔，所述密閉腔內(nèi)安裝有襯套34和組合密封圈35用以保持在封孔組件1和斂集組件2內(nèi)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的鉆桿4與底座組件3的良好密封。上述底座31、密封圈座32、密封圈端蓋33的材料可采用Q235普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，內(nèi)外表面鑄塑。襯套34采用聚四氟乙烯，組合密封圈35采用橡膠。如圖2和圖3所示，上述底座組件3還包括防噴插板36，所述防噴插板36活動安裝在底座31和固定法蘭盤M之間用以在撤除鉆桿4離開封孔組件1和斂集組件2后可以通過抽插插板36保持底座組件3的密封。鉆孔施工完成后，立即關(guān)閉插板36并將出渣口管與抽采管道連接進(jìn)行抽采，實(shí)現(xiàn)臨抽一體化，可以最大限度解決延時噴孔瓦斯超限問題。插板36為本可選部件，主要是用于解決延時噴孔瓦斯超限問題，進(jìn)一步提高施鉆的安全性。上述插板36的材料可采用Q235普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，內(nèi)外表面鑄塑。本實(shí)施實(shí)例中，封孔組件1、斂集組件2和底座組件3連接部位處還可以嵌入密封圈19、25以保持連接部位的密封性。上述密封圈19、25的材料采用橡膠。本實(shí)施例中，封孔組件1、斂集組件2和底座組件3之間通過螺栓連接方式固定連接，當(dāng)然，也可以采用其他如焊接或鉚接的方式將三者連接，為了輕便安裝，螺栓連接方式為優(yōu)選方案。本實(shí)施例的瓦斯粉塵斂集器的工作過程和原理是工作開始時，首先將瓦斯粉塵斂集器的封孔組件1放入提前施工好的鉆孔中，輸入外部的水或氣體壓到封孔組件1的盤內(nèi)管道16中，所述封孔膠囊12在水或氣壓的作用下徑向膨脹后與鉆孔緊密配合，一方面使得鉆孔內(nèi)部形成密閉空間，防止鉆孔時瓦斯和粉塵的外泄；另一方面可以將瓦斯粉塵斂集器懸置固定在鉆孔內(nèi)，其原理類似膨脹螺栓。然后，抽出斂集組件2的插板36放入鉆桿4， 鉆桿工作工程中，不斷產(chǎn)生的鉆渣、煤層中的瓦斯氣體以及少量水均被封孔器組件1收集到斂集組件2中，在斂集組件2通過防塵水管22注入大量的水體后形成水氣渣充分混合體后通過氣水渣出口管23進(jìn)入外部的分離裝置進(jìn)一步處理和分離，因此避免了瓦斯或鉆渣、 粉塵進(jìn)入坑道造成瓦斯超限或工作環(huán)境的惡化。最后，工作完成后，將鉆桿4從瓦斯粉塵斂集器中空的腔體中抽離，然后插入插板36仍然保持瓦斯粉塵斂集器中空的腔體的密閉，有效的防止了延時噴孔瓦斯超限問題。 本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會意識到，這里所述的實(shí)施例是為了幫助讀者理解本發(fā)明的原理，應(yīng)被理解為本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于這樣的特別陳述和實(shí)施例。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明公開的這些技術(shù)啟示做出各種不脫離本發(fā)明實(shí)質(zhì)的其它各種具體變形和組合，這些變形和組合仍然在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.瓦斯粉塵斂集器，其特征在于，包括依次連接的封孔組件(1)、斂集組件( 和底座組件(3)，所述封孔組件⑴和斂集組件(2)為中空結(jié)構(gòu)用以容納鉆桿⑷；所述封孔組件(1)包括封孔筒(11)、封孔膠囊(12)、膠囊內(nèi)側(cè)固定件(13)、膠囊外側(cè)固定件(14)、封孔法蘭盤(15)、盤內(nèi)管道(16)、外接管道(17)和封孔端蓋(18)，所述封孔膠囊(1 通過嵌入到兩端的膠囊內(nèi)側(cè)固定件(1 和膠囊外側(cè)固定件(14)中固定在封孔筒 (11)的外圓周上，所述封孔筒(11)的外圓周的一端套裝有與一端的膠囊外側(cè)固定件(14) 嚙合的封孔端蓋(18)，所述封孔筒(11)的外圓周的另一端套裝有與一端的膠囊外側(cè)固定件(14)嚙合的封孔法蘭盤(15)，所述封孔筒(11)的外圓周兩端的封孔法蘭盤(1 和封孔端蓋(18)，中間的膠囊內(nèi)側(cè)固定件(13)、膠囊外側(cè)固定件(14)和封孔膠囊(12)組成一個膠膠囊結(jié)構(gòu)將封孔筒(11)包裹??；所述封孔法蘭盤(15)上還具有與伸出膠囊結(jié)構(gòu)外部的外接管道(17)聯(lián)通的盤內(nèi)管道(16)，所述外接管道(17)用以輸入外部的水或氣體，所述封孔法蘭盤(1 一側(cè)的膠囊內(nèi)側(cè)固定件(1 在外接管道(17)輸入的外部的水或氣壓作用下軸向移動以使封孔膠囊(1 沿徑向膨脹；所述斂集組件( 包括斂集筒(21)、防塵水管(22)、氣水渣出口管和固定法蘭盤 (M)，所述斂集筒的上部口徑與封孔筒(11) 口徑一致以便通過安裝在斂集筒上部外圓周上的固定法蘭盤04)與封孔組件(1)的封孔法蘭盤(1 固定連接，斂集筒的下部具有比上部更大的口徑以便容納更多的氣水渣，所述斂集筒下部的外圓周上具有防塵水管02)用以防塵并輸入水量混合氣渣，所述斂集筒下部的外圓周上同時具有一氣水渣出口管用以輸出在斂集筒內(nèi)充分混合后的氣水渣，所述斂集筒 (21)下部的端部外圓周上固定有固定法蘭盤04)用以和底座組件(3)固定連接；所述底座組件C3)包括底座(31)、密封圈座(32)、密封圈端蓋(33)、襯套(34)和組合密封圈(35)，所述底座(31)和斂集組件的固定法蘭盤04)固定連接用以將底座組件和斂集組件固定，所述密封圈座(3 與底座(31)固定連接，所述密封圈端蓋(33)與密封圈座(3 固定連接后在兩者之間形成一密閉腔，所述密閉腔內(nèi)安裝有襯套(34)和組合密封圈(3 用以保持在封孔組件(1)和斂集組件內(nèi)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的鉆桿(4)與底座組件⑶的良好密封。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的瓦斯粉塵捕捉器，其特征在于，上述底座組件(3)還包括防噴插板(36)，所述防噴插板(36)活動安裝在底座(31)和固定法蘭盤04)之間用以在撤除鉆桿(4)離開封孔組件(1)和斂集組件( 后可以通過抽插防噴插板(36)保持底座組件 (3)的快速密封。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的瓦斯粉塵捕捉器，其特征在于，上述封孔組件(1)、斂集組件 (2)和底座組件C3)連接部位處還可以嵌入密封圈(19、2幻以保持連接部位的密封性。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的瓦斯粉塵捕捉器，其特征在于，上述封孔組件(1)、斂集組件 (2)和底座組件( 之間通過螺栓連接方式固定連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及瓦斯粉塵斂集器，包括依次連接的封孔組件、斂集組件和底座組件，所述封孔組件和斂集組件為中空結(jié)構(gòu)用以容納鉆桿。所述封孔組件包括封孔筒、封孔膠囊、膠囊內(nèi)側(cè)固定件、膠囊外側(cè)固定件、封孔法蘭盤、盤內(nèi)管道、外接管道和封孔端蓋；所述斂集組件包括斂集筒、防塵水管、氣水渣出口管和固定法蘭盤。所述底座組件包括底座、密封圈座、密封圈端蓋、襯套和組合密封圈。本發(fā)明的有益效果避免了鉆孔內(nèi)噴出的瓦斯或鉆渣、粉塵進(jìn)入坑道造成瓦斯超限或工作環(huán)境持續(xù)惡化。
文檔編號E21F5/02GK102337920SQ20111027127
公開日2012年2月1日 申請日期2011年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月14日
發(fā)明者蔣和財, 趙林, 黃昌文 申請人:成都晟鑫機(jī)電設(shè)備有限公司