[发明专利]一种钻、抽、排一体化煤层卸压增透装置及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及煤矿开采设备领域，特别地涉及一种钻、抽、排一体化煤层卸压增透装置及其使用方法。

背景技术

目前煤矿局部卸压增透措施中的高压水射流割缝或者冲孔等水力化措施施工过程中经常发生喷孔现象，一旦喷孔非常容易造成巷道瓦斯超限，且水煤渣随处喷射使得作业环境更加恶劣。目前矿井下常用的防喷封孔器只是一个简单的三通装置，装置与钻杆密封不严，与钻孔接触不紧，防喷孔效果差，甚者整个装置随着大规模喷孔的发生而喷出钻孔，造成危险，当喷孔过于严重时，不能达到消除瓦斯超限的作用；

同时，高压水射流割缝或冲孔作业过程中经常发生反复退钻杆、钻头堵死、高压水射流压力损失等现象，一种办法是通过升级钻头如钻割或者钻冲一体化钻头，但是上述一体化钻头结构复杂，加工精密度要求很高，导致造价昂贵且非常容易损坏；另一种办法就是简单的在钻头前端开孔保证钻进，在钻头侧面设置喷嘴实现割缝，但是这样一来会大大损失高压水射流的压力，达不到预期的割缝或冲孔要求。

此外，气渣分离时，在钻孔口大部分是通过简易挡板阻挡，防止钻孔口喷出的水煤渣到处乱喷，或者是利用简易水煤气分离装置导出，遇到喷孔时不能及时排出瓦斯，导致巷道瓦斯超限。并且水煤器分离装置需要人工清理煤渣，其连接的管路容易堵死，造成抽采系统失效。

综合上述原因，实现煤层局部卸压增透作业过程中普通钻孔施工与高压水射流作业灵活切换，且不损失高压水射流压力；钻孔排出的水煤渣和瓦斯可靠导出、收集，自动分离、排出多功能一体化具有重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的在于公开一种钻、抽、排一体化煤层卸压增透装置及其使用方法。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：提供一种钻、抽、排一体化煤层卸压增透装置，包括水射流高低压切换装置（24）、防喷孔导流装置（23）、气渣分离排出装置（15）；

所述水射流高低压切换装置（24），包含连接装置、高低压切换装置、喷嘴（29），前端与钻头（1）连接，后端与钻杆（25）连接；

所述防喷孔导流装置（23），包含带导流支路的套筒（35），带注水管（4）的胶囊（3），胶囊衬垫（34），胶囊压箍（33），套装在钻杆（25）后端的钻杆密封装置（5）；

所述气渣分离排出装置（15）通过管路与所述防喷孔导流装置（23）的导流支路（39）相连，包含呼吸缓冲装置（13）、水煤渣自动排出装置。

优选地，所述连接装置为内、外螺纹接头；所述切换装置（24）包括平置漏斗状的收缩门（31）和切换钢球（28），所述切换钢球（28）直径较所述收缩门（31）最小孔径大；所述喷嘴（29）直径为2~4mm。

优选地，所述带注水管（4）的胶囊（3）通过其下的胶囊衬垫（34）和其上的胶囊压箍（33）固定在所述带导流支路的套筒（35）前端；所述钻杆密封装置（5）包括钻杆密封体（37）、钻杆密封体压盖（38）、两者中间的密封填料（36）；所述钻杆密封体（37）与所述套筒（35）内壁固定连接，所述密封填料（36）与钻杆（25）过盈配合。

优选地，所述呼吸缓冲装置（13）由柔性且具有良好伸缩性材料制成的，与所述气渣分离排除装置（15）固定连接；所述水煤渣自动排出装置由电机（12）、与电机输出轴通过连杆连接的泥浆泵（17）组成。

优选地，所述钻、抽、排一体化煤层卸压增透装置的使用方法，包括如下步骤：

首先，普通打钻1~2m，退出钻头（1）及钻杆（25），在钻头（1）与钻杆（25）之间安装所述水射流高低压切换装置（24），然后把带钻头（1）的钻杆（25）从防喷孔导流装置（23）前端插进，把防喷孔导流装置（23）连同带钻头（1）的钻杆（25）一起置入钻孔（2）中；

然后，把防喷孔导流装置（23）上的胶囊（3）全部塞进钻孔，从注水（气）管（4）中注水（气），压力至2MPa时停止，胶囊（3）膨胀与钻孔（2）孔壁紧密接触，然后调节钻杆密封装置（5）使钻杆（25）能自由钻进，防喷孔导流装置（23）的导流支路与所述气渣分离排出装置（15）用管路连接；

最后，把气渣分离排出装置（15）的抽采管（10）通过快速接头（11）连接到矿井瓦斯抽采主管路（8）上，手动压出呼吸缓冲装置（13）中的气体，使之处于收缩状态，排渣管（14）出口接矿车。

有益效果

上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：