[发明专利]一种防喷自动封口装置及防喷封口方法

说明书

本发明提供一种防喷自动封口装置及防喷封口方法，包括法兰盘和防护罩，法兰盘的中心设有供钻杆通过的钻杆孔；法兰盘上固定连接球形孔座，防护罩，包括锥口管、球形锥孔板，锥口管成梭形，所梭形的直壁区内设有可在压力作用下发生纵横向形变且沿轴向向下滑动的弹性体，弹性体为中间设有供钻杆通过的中心孔、上下两端面为锥面；球形锥孔板的上端与所述锥口管的下端口相连接，球形锥孔板可转动的置于所述球形孔座内，解决现有封口装置存在灵敏度低、承受力小的问题。

技术领域

本发明属于煤矿设备领域，具体涉及一种防喷自动封口装置及防喷封口方法。

背景技术

目前，随着矿井开采深度的逐步延伸，井田内易出现煤层厚度不稳、煤层倾角变化大、煤质松软破碎、煤与瓦斯突出、有毒有害气体腐蚀、水害、火灾、煤尘超标、顶板支护薄弱、冲击地压显现、邻区邻层破坏等现象。针对上述情况，人们往往需要打设超前钻孔，对煤层瓦斯、CO等有毒有害气体进行抽、探放、稀释操作，同时超前钻孔还可以用于对煤岩体注水、注浆操作，防止突水疏水降压、煤岩体突出、冲击地压破坏等情况。但是在打孔过程中，遇到断层常会出现突水显现，喷孔喷出的煤或高压水会对打钻人员的人身安全构成严重威胁。

所以如何有效预防可能出现的突水显现，成为广大井下施工人员迫切的去需求，现有的防喷孔封口装置虽然起到了一定的预防效果，但存在着封口灵敏度低，对不规则的煤壁，法兰盘面贴壁面积小和部分膨胀螺栓悬空大，承力小的缺陷。

发明内容

为了解决现有封口装置存在灵敏度低、承受力小的问题，本发明提供一种防喷自动封口装置，该装置灵敏度高，承受力强。

提供适用于该装置的防喷封口方法是本发明的另一个目的。

本发明的技术方案是，一种防喷自动封口装置，包括法兰盘和防护罩，

所述法兰盘上均布有若干螺栓孔，法兰盘的中心设有供钻杆通过的钻杆孔；法兰盘上固定连接球形孔座，所述球形孔座由两个对称设置的半球形孔座组成；

所述防护罩，包括锥口管、球形锥孔板，所述锥口管的上下端口小，中间大，自上而下依次形成上锥口区、直壁区、下锥口区，在直壁区内设有可在压力作用下发生纵横向形变且沿轴向向下滑动的弹性体，所述弹性体为中间设有供钻杆通过的中心孔、上下两端面为锥面、任一水平截面为圆环状的橡胶体；所述球形锥孔板上设置有上端大下端小的锥形孔，所述锥形孔沿球形锥孔板的中心轴线设置，所述球形锥孔板的上端与所述锥口管的下端口相连接，球形锥孔板可转动的置于所述球形孔座内，所述锥口管、球形锥孔板、球形孔座与钻杆同轴设置。由于在实际使用中，钻杆可以与法兰盘不垂直，本发明的球/锥面联接处可摆动一定角度，法兰盘可以贴紧不平的煤臂，不会产生局部悬空，承力提高。

所述法兰盘螺栓孔是由同轴设置的上部圆柱孔和下部扩台孔构成的，扩台孔内放置有与其相配合的球形垫。

所述球形垫的上端面为球面或锥面，扩台孔的内表面与所述球形垫上端面的形状和弧度相一致。

所述球形锥孔板的侧壁呈球面或锥面，球形锥孔板侧壁与球形孔座的内表面的形状和弧度相一致，以随煤壁的结构尽快调整法兰盘各部件的角度，从而保证膨胀螺栓有较佳的承载能力。

所述球形垫与法兰盘上的扩台孔、以及球形锥孔板与球形孔座为锥面或球面接触，当煤壁不规则时，法兰盘可改变角度，使其接触面最大限度贴近煤壁，膨胀螺栓受力趋于均衡，提高了膨胀螺栓承载能力。

所述弹性体的上端面为中间高、四周低，所述弹性体的下端面为中间低、四周高，所述弹性体的上端面的斜度不大于所述锥口管上锥口区的斜度，所述弹性体的下端面的斜度不大于所述锥口管下锥口区的斜度。

较佳地，所述弹性体上端面、下端面、球形锥孔板的锥板孔的斜度相一致，方便角度调整。