[发明专利]一种瓦斯气体钻孔抽采用自动排水装置及方法

说明书

本发明实施例公开一种瓦斯气体钻孔抽采用自动排水装置及方法，涉及瓦斯气体等煤矿井下气体抽采技术领域，结构简单、成本低、能可靠解决穿层钻孔积水问题，包括抽采管路、活门、浮筒、气路开关控制阀及排水管路，所述抽采管路第一端设置在所述钻孔内，在所述抽采管路第一端连接有所述活门，所述浮筒上设有弹性部件，所述浮筒通过柔性绳连接于所述活门下方，所述开关控制阀阀芯轴向位置设有弹簧，所述开关控制阀上还设有气路通道，所述浮筒还与所述气路开关控制阀连接，所述气路通道与气源连接，所述排水管路设于所述钻孔底部。本发明适用于瓦斯气体下行穿层钻孔抽采中的自动排水。

技术领域

本发明煤层瓦斯气体抽采技术领域，尤其涉及一种瓦斯气体钻孔抽采用自动排水装置及方法。

背景技术

矿井中煤层瓦斯气体的存在是影响煤炭安全开采的重大隐患，目前煤矿治理煤层瓦斯气体的较为有效方法就是通过钻孔抽采。对于下行穿层抽采钻孔，受煤层、岩层中水文地质条件的影响，一般钻孔中会有一定的积水，积水过多时，会减小或阻挡瓦斯移动通道，影响瓦斯抽采效果。钻孔长时间积水，在煤质松软区域，会造成钻孔孔壁坍塌破坏，甚至造成钻孔报废，给安全生产留下隐患。针对下行钻孔积水问题，在现有的瓦斯气体抽采过程中，一般会利用专门的排水系统进行积水的排出，例如，中国专利文献CN 107882587A《一种下行瓦斯抽采钻孔压风自动排水装置》、CN 107387159A《一种煤矿瓦斯抽采下向钻孔智能排水排渣系统及其应用》、CN 107724980A《一种下向钻孔自动排水装备》等均采用传感器、水泵、电磁阀以及电控装置组成专门自排水系统，用以解决瓦斯抽采中的积水问题。现有的上述系统通过控制电磁阀进行定时自动排水，虽然节省了人力，且在一定程度上解决了积水排出不及时的问题，但因在煤矿井下使用，排水系统中有电气元器件，装置就必须具有防爆性能，导致系统变得复杂，成本较高，加之孔内环境恶劣，电气元器件使用寿命受到影响，当电器元件在钻孔内失效后，无法更换，将造成排水系统功能丧失。

综上，现有的用于瓦斯气体抽采中的排水装置或系统，结构复杂，成本较高，且无法可靠的解决瓦斯气体抽采中的下行钻孔积水问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种瓦斯气体钻孔抽采用自动排水装置及方法，结构简单、成本低，且能够可靠的解决瓦斯气体抽采中的下行钻孔积水问题。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种瓦斯气体钻孔抽采用自动排水装置，包括抽采管路、活门、浮筒、气路开关控制阀及排水管路，所述抽采管路第一端设置在所述钻孔内，在所述抽采管路第一端连接有所述活门，所述浮筒上设有弹性部件，所述浮筒通过柔性绳连接于所述活门下方，所述开关控制阀阀芯轴向位置设有弹簧，所述开关控制阀上还设有气路通道，所述浮筒还与所述气路开关控制阀连接，所述气路通道与气源连接，所述排水管路设于所述钻孔底部；

所述浮筒在钻孔中的水平位置根据钻孔内水面升降而升降，当钻孔中出现积水时，所述浮筒随着所述积水水面升高，浮筒上升，通过所述弹性部件推动所述活门封闭所述抽采管路第一端；

同时，浮筒上升过程中，推动所述气路开关控制阀的弹簧，所述开关控制阀阀芯在弹簧的推动下打开气路通道，与气源接通，压缩空气进入钻孔中，随着钻孔中压缩空气的流入，钻孔中气压升高，推动钻孔内积水从所述排水管路排出；

当积水排空时，所述浮筒在重力的作用下，下降至钻孔底部，带动所述柔性绳将活门拉开，钻孔内变为负压；同时，气路开关控制阀在浮筒的下拉作用下，气路开关控制阀阀芯下移，气路开关控制阀关闭气路通道，阻止压缩气体进入钻孔内部，抽采管路进入正常抽采状态。

优选地，在所述抽采管路第一端连接有花篮，所述活门设于所述花篮内，所述浮筒活动连接与所述花篮内壁，所述浮筒随着钻孔内积水水面升高沿着所述花篮内壁上升。

优选地，所述弹性部件为活门扶正器，所述活门扶正器还用于在推动活门封闭抽采管路第一端时，保证活门与抽采管路封闭后同轴。