泄压装置 |
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| 申请号 | CN201510169931.9 | 申请日 | 2015-04-10 | 公开(公告)号 | CN104863626A | 公开(公告)日 | 2015-08-26 |
| 申请人 | 中煤科工集团西安研究院有限公司; | 发明人 | 殷新胜; 冀前辉; 刘建林; 刘庆修; 孙保山; 曹明; 刘勇; 王四一; 董昌乐; 张宇; | ||||
| 摘要 | 一种泄压装置，包括中空筒状的接手，所述接手的内部组设有泄压组件，所述泄压组件至少包含固定环、活动环、轴心杆和受 压板 ，所述固定环 啮合 固定于接手的内周面，所述轴心杆的一端固定于所述固定环，另一端套设一 弹簧 及受压板并通过一固定 螺母 进行径向限位，所述活动环可滑动的套设于轴心杆和弹簧外缘，所述轴心杆的上端还设有弹簧限位装置，以及多根 支撑 杆，分别连接于所述弹簧限位装置和活动环之间；由此，本 发明 钻进时，受压板受 力 且 压缩弹簧 并带动活动环下移而将泄压孔封闭，保证 钻杆 内高压空气不侧漏的情况下顺利实现钻进，而在孔内发生 煤 与瓦斯突出事故时弹簧复位推动活动环上移，打开泄压孔以抽出环空间隙内的瓦斯。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种泄压装置，包括中空筒状的接手，所述接手的内周面设有多个泄压孔，所述接手的内部组设有泄压组件，其特征在于： |
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| 说明书全文 | 泄压装置技术领域背景技术[0002] 瓦斯治理与监控是保证煤矿井下安全生产的基本要求。煤矿井下瓦斯治理的有效方法是本煤层钻孔瓦斯抽采，即在煤层中施工瓦斯抽采钻孔，利用钻孔通道抽采煤层内富集的瓦斯，降低瓦斯浓度，防止在采掘过程中发生煤与瓦斯突出事故，达到安全生产的目的。 [0003] 由于松软煤层物理结构松散，瓦斯富集区随机分布，在松软煤层中施工瓦斯抽采钻孔时，常会钻遇瓦斯富集区，发生孔内瓦斯突出事故。煤与瓦斯突出事故发生时，孔内会瞬间涌出大量瓦斯，携带大量煤粉，并同时喷出孔口。喷出孔口的瓦斯会使钻场瓦斯浓度超限，引起瓦斯监控仪报警，导致施工现场及其所在巷道断电。同时喷出的大量煤粉，会埋住孔内钻头及钻杆，造成埋钻事故。 [0004] 为防止在施工本煤层瓦斯抽采钻孔时，孔内突发煤与瓦斯突出事故，进而引起瓦斯超限，造成施工现场及整条巷道断电，各矿务局及煤业集团都配备了刚性(钢板等)或是柔性(气囊等)的孔口密封装置。当孔内发生煤与瓦斯突出事故时，孔口密封装置可以暂时封闭钻杆与孔壁之间的环空间隙，避免高浓度瓦斯从孔内喷出，导致整条巷道断电。 [0005] 孔口密封装置虽能将孔内喷出的高浓度瓦斯暂时封堵在钻杆与孔壁之间的环空间隙内，阻止因瓦斯超限而引起的断电，但钻孔施工也随之停止。此时，若想退出钻杆或是继续钻进，都需松开孔口密封装置，进而引起环空间隙的高浓度瓦斯涌出，造成巷道内瓦斯超限。 [0006] 为确保煤矿井下施工安全，在继续施工(退出钻杆或是继续钻进)之前，应先处理被封堵在环空间隙的瓦斯。 [0007] 若孔内发生的煤与瓦斯突出事故规模较小，即喷出的瓦斯量不大，瓦斯携带的煤粉也不多，并没有堵住环空间隙和钻头水眼。此时可以将负压连接在钻杆上，利用钻杆内通孔，通过钻头水眼处理环空间隙的高浓度瓦斯。 [0008] 若孔内事故规模较大，环空间隙被堵截成几段，亦或是钻头被埋，水眼无法利用。此时无法利用钻杆内通孔处理环空间隙的高浓度瓦斯。 [0009] 在松软煤层中钻进时，施工现场无法评价孔内煤与瓦斯突出事故规模的大小，也无法得知孔内钻杆及钻头是否被埋(堵)，需要一个与孔口密封装置配套使用的，无论事故大小，都能处理环空间隙中高浓度瓦斯的装置。 发明内容[0011] 本发明的目的在于提供一种泄压装置，其结构简单，操作方便，可多次利用，能够有效抽采环空间隙的瓦斯，解决现有技术在煤矿井下施工瓦斯抽采钻孔时，发生煤与瓦斯突出事故，使用孔口密封装置将孔内喷出的高瓦斯浓度堵在钻杆与孔壁之间的环空间隙内，无法继续施工(退出钻杆或是继续钻进)的问题。 [0012] 为实现上述目的，本发明公开了一种泄压装置，包括中空筒状的接手，所述接手的内周面设有多个泄压孔，所述接手的内部组设有泄压组件，其特征在于： [0013] 所述泄压组件至少包含固定环、活动环、轴心杆和受压板，所述固定环啮合固定于接手的内周面，所述轴心杆的一端固定于所述固定环，另一端套设一弹簧及受压板并通过一固定螺母进行径向限位，所述活动环可滑动的套设于轴心杆和弹簧外缘，所述轴心杆的上端还设有位于弹簧和受压板之间的弹簧限位装置； [0014] 以及多根支撑杆，分别连接于所述弹簧限位装置和活动环之间。 [0016] 其中：所述支撑杆包含设置于一端的弯钩部和设置于另一端的直钩部，所述弯钩部钩设于弹簧限位装置的支撑孔，所述直钩部穿置活动环上的支撑孔。 [0019] 通过上述结构可知，本发明的泄压装置具有如下效果： [0020] 1、结构简单，操作方便，成本也较低，能实现较好的泄压功能，在维护和装卸时都十分便利； [0021] 2、钻进时，高压空气从接手母扣端进入，受压板受力力，压缩弹簧并带动活动环下移，将泄压孔封闭，在保证钻杆内高压空气不侧漏的情况下顺利实现钻进。若孔内发生煤与瓦斯突出事故，煤粉将钻头堵住，孔口装置封闭环空，停风后，弹簧复位推动活动环上移，将泄压孔打开，可以通过钻杆内通孔可泄压孔抽出环空间隙内的瓦斯。 附图说明[0023] 图1显示了本发明泄压装置的组装示意图。 [0024] 图2显示了本发明的内部结构示意图。 [0025] 图3显示了本发明接手剖面示意图。 [0026] 图4显示了本发明固定环示意图。 [0027] 图5显示了本发明轴心杆示意图 [0028] 图6显示了本发明活动环示意图。 [0029] 图7显示了本发明受压板示意图。 [0030] 图8显示了本发明支撑杆示意图。 [0031] 附图标记： [0032] 接手1、固定环2、活动环3、弹簧4、轴心杆5、受压板6、支撑杆7、固定螺母8。 具体实施方式[0033] 参见图1至图8，显示了本发明的泄压装置。 [0034] 参见图1，所述泄压装置包括中空筒状的接手1，参见图3，所述接手1的内周面设有安装区9，所述安装区的下端具有内螺纹10，所述内螺纹10的上部沿周缘等距间隔设有多个泄压孔11，所述接手1的内部设有泄压组件。 [0035] 参见图2，所述泄压组件至少包含固定环2、活动环3、轴心杆5和受压板6，参见图4，所述固定环2的外缘设有与所述接手1安装区9的内螺纹10啮合的外螺纹14，以将固定环2固定至接手1内，所述固定环2的中心设有供所述轴心杆5穿置的中心螺纹孔13以及绕中心设置的多个等距间隔排列的通风孔12，参见图5，所述轴心杆5的下端设有啮合于中心螺纹孔13的第一外螺纹15，以及一弹簧4，所述弹簧4套合于所述轴心杆5的外缘，其一端抵靠于固定环2，另一端抵靠于受压板6，参见图7，所述受压板6设有供轴心杆5贯穿的中心孔23，且所述轴心杆5的上端设有第二外螺纹16，以供一固定螺母8啮合并避免受压板6在弹簧4的弹力作用下向外脱落，参见图6，所述活动环3设有供轴心杆5和弹簧4穿置的中心孔21以及环绕中心孔21间隔设置的多个通风孔20，所述活动环3上间隔通风孔的肋条上设有支撑孔22，所述活动环3的外径与安装区9的内径相同以能在其内滑动。 [0036] 由此，通过上述结构，接手1的内部设置固定环2，固定环2上设置轴心杆5，轴心杆5外套设弹簧4，弹簧外套设活动环3，轴心杆5顶端设置受压板6。 [0037] 其中，所述轴心杆5的上端还设有受压板限位装置17和弹簧限位装置18，所述受压板限位装置17设置于固定螺母8和受压板6之间，所述弹簧限位装置18设置于弹簧4和受压板6之间。 [0038] 其中，所述受压板6由硬橡胶制成，通过具有少许弹性的硬橡胶，受压板6能较好的实现受压密闭功能。 [0039] 参见图5，所述弹簧限位装置18均布有多个支撑孔19，以及多根支撑杆7，参见图8，各所述支撑杆7包含设置于一端的弯钩部和设置于另一端的直钩部，所述弯钩部钩设于弹簧限位装置18的支撑孔19，所述直钩部穿置活动环3上的支撑孔22，从而有效的实现了支撑杆7在弹簧限位装置18和活动环3之间的设置，可选的是，所述支撑杆7为高碳钢制成，以具有一定的弹性和刚度。 [0040] 在组装本发明时，将活动环3通过中心孔21套设在轴心杆5上，利用支撑杆7的两端连接活动环3上的支撑孔22和轴心杆弹簧限位装置上的支撑孔19，从而能限制活动环3的轴向移动。 [0041] 利用固定环2的外螺纹14与接手1安装区9的内螺纹10安装固定环2，将弹簧4套设在轴心杆5与活动环3的中心孔21之间，然后将轴心杆5下端的螺纹15与固定环中心螺纹孔13连接，利用轴心杆5上的弹簧限位装置18和固定环2来轴向限制弹簧移动。 [0042] 通过受压板6上的中心孔23，将受压板6套设在轴心杆5上，固定螺母8与轴心杆5上的螺纹16配合，将受压板6固定在受压板限位装置17上。 [0043] 在现场使用过程中，只需将本发明的泄压装置连入钻杆，接入数量可根据施工地层判定。通入高压空气时，高压空气会作用在受压板6上，压缩弹簧4，推动活动环3向下移动，并堵住接手1上的泄压孔11，保证高压空气不会侧漏。钻杆内的高压空气则通过固定环2的通风孔12和活动环3上的通风孔20进入孔底，实现正常钻进。 [0044] 当孔内发生煤与瓦斯突出事故时，利用孔口密封装置封闭孔口，将高浓度瓦斯封闭在环空间隙内。停止通入高压空气，受压板6上的作用力减小，弹簧4复位，活动环3上移，漏出接手1上的泄压孔11。此时，无论钻头水眼被堵，亦或是环空间隙被堵截成几段，都可以通过钻杆内通孔和接手1上的泄压孔11抽出环空间隙内的高浓度瓦斯。 |
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