瓦斯抽采钻孔防喷装置

本技术属于煤矿井下瓦斯治理及安全装备，具体涉及一种瓦斯抽采钻孔防喷装置。

背景技术：

1、瓦斯是古代植物在堆积成煤的初期，纤维素和有机质经厌氧菌的作用分解而成。在高温、高压的环境中，在成煤的同时，由于物理和化学作用，继续生成瓦斯。针对高瓦斯或突出矿井瓦斯治理时,采用定向长钻孔对回采工作面或顺槽进行提前预抽时,因回采面瓦斯地质赋存较为复杂,在钻孔钻进过程中,孔内瓦斯压力比较大,巨大压力将孔内钻屑通过钻杆与钻孔间隙喷出孔外,普遍存在顶钻、喷孔现象，喷孔时高浓度瓦斯及煤粉从钻孔中大量涌出,随着喷涌出的瓦斯浓度增大,同时煤粉在喷出过程中与外界物摩擦产生热量,可能导致瓦斯爆炸等威胁安全的事故发生，严重威胁安全生产。

2、针对软煤层瓦斯抽采钻孔施工中的防喷孔问题，公开号为cn112412462a的中国实用新型专利，公开了一种打掏一体水力掏煤设备，包括钻杆、钻头及内置弹簧-钢球结构的水力掏煤装置，通过水压控制实现钻孔与水力掏煤功能的自动切换。此方案缺点：一、弹簧-钢球式封堵机构在煤渣多、水质差的井下环境中易发生卡滞或磨损，导致水压切换失效；二、装置未设置气-水-渣分离结构，钻屑和积水易在孔口积聚，影响瓦斯抽采效率并增加堵塞风险；三、缺乏瓦斯浓度、水压等参数的实时监测与调控功能，无法根据工况动态调整作业参数，防喷过程仍依赖人工经验，存在响应滞后问题。

3、公开号为cn119163462a的中国实用新型专利，公开了一种井下水封式瓦斯防喷系统，包括内插套管、防喷套管、接渣箱及水封容器，通过水封立板实现气渣分离，并利用集气袋缓冲高压瓦斯。此方案缺点：一、水封结构对气流阻力大，在持续喷孔工况下易出现液面波动导致密封失效，且对细微煤粉分离效果差；二、系统依赖多级管道与外部集气装置，体积庞大、安装复杂，难以在狭窄钻孔工作面灵活布置；三、缺乏实时监测与自动调控机制，无法根据瓦斯压力变化动态调整密封与排放策略，仍存在响应滞后与人工干预风险。

技术实现思路

1、本实用新型要解决的技术问题是钻孔瓦斯抽采密封不严的问题。

2、本实用新型解决所述问题，采用的技术方案是：

3、一种瓦斯抽采钻孔防喷装置，包括：

4、防喷套筒，套装于钻杆表面且与钻杆之间设置有间隙，防喷套筒内部设置有第一密封机构，第一密封机构与钻杆表面接触，防喷套筒外部设置有第二密封机构，第二密封机构与煤体的钻孔密封接触；

5、连通器，套装于钻杆表面，其左端与防喷套筒连接，右端与钻杆密封连接；连通器的内腔与防喷套筒相通；

6、射流器，其引流口同时连接高压气源和水源，其喷射口通过输送管连接连通器；

7、分离机构，通过输送管连接连通器，用于气液固分离。

8、采用上述结构的本实用新型，与现有技术相比，其有益效果是：

9、本实用新型通过第一密封机构减少煤渣进入分离系统，降低分离机构的负担；通过第二密封机构达到避免瓦斯外泄的目的，有效保障工作安全。

10、作为优选，上述结构更进一步的技术方案是：

11、第一密封机构包括固定环和刷毛，固定环与防喷套筒内壁固定，刷毛密集的径向布置于固定环内壁，刷毛端部贴附在钻杆表面。

12、由上述特征获得的有益效果：本实例中刷毛与钻杆贴合接触，有效阻挡煤渣颗粒通过，减少煤渣进入分级系统。

13、第二密封机构包括橡胶管和推动环；推动环与防喷套筒表面螺纹连接，并能在防喷套筒轴向上移动；橡胶管套装于防喷套筒上并位于推动环左侧，防喷套筒左端固定安装有挡环，挡环端面与橡胶管抵接。

14、由上述特征获得的有益效果：此实例中橡胶管能够柔性变形，从而与钻孔更紧密的结合，达到更好的密封作用。

15、防喷套筒侧壁还设置有支管，支管外端安装有气囊。

16、由上述特征获得的有益效果：气囊为防喷套筒有效泄压，保护套筒及连通器使用安全。

17、防喷套筒与钻杆之间的间隙为2cm至3cm。

18、由上述特征获得的有益效果：此较小的间隙具有稳流的作用，提高气流稳定性。

19、连通器为四通接头，其左连接端与右连接端同轴，左连接端设置有连接螺纹，用于与防喷套筒连接，右连接端设置有封盖，封盖内侧设置有轴密封件；连通器上连接端与下连接端同轴，上连接端用于连接分离机构，下连接端用于连接射流器。

20、由上述特征获得的有益效果：连通器提供多流体汇流，增加瓦斯的输送效率。

21、分离机构包括：

22、分离箱，其箱体的左侧壁设置有进料口，顶壁设置有排气口，箱体内排气口右侧设置有挡流板，挡流板右侧的箱体侧壁设置有排水口；箱体底部安装有螺旋叶片，螺旋叶片右端贯穿箱体右侧壁，并在右侧壁该位置设置有排渣口；

23、旋风分离器，侧壁设置有进气口，顶部设置有瓦斯输出口，其底部设置有粉尘排放口，进气口通过抽采管与分离箱的排气口相连，瓦斯输出口与储存装置相连，粉尘排放口与分离箱的排渣口相通；

24、粗料收集仓，设置于排渣口下侧。

25、由上述特征获得的有益效果：本方案体积小，分离效率高，能在工作面灵活移动，配合钻孔工作。

26、排渣口外侧安装有门板，门板周缘设置有密封条，门板外侧安装有弹簧，弹簧将门板抵压于粗料排放口上。

27、由上述特征获得的有益效果：本方案门板封闭分离箱，避免水提前泄出。

1.一种瓦斯抽采钻孔防喷装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的瓦斯抽采钻孔防喷装置，其特征在于，第一密封机构包括固定环（106）和刷毛（107），固定环与防喷套筒（1）内壁固定，刷毛（107）密集的径向布置于固定环（106）内壁，刷毛（107）端部贴附在钻杆（3）表面。

3.根据权利要求1所述的瓦斯抽采钻孔防喷装置，其特征在于，第二密封机构包括橡胶管（102）和推动环（103）；推动环（103）与防喷套筒（1）表面螺纹连接，并能在防喷套筒（1）轴向上移动；橡胶管（102）套装于防喷套筒（1）上并位于推动环（103）左侧，防喷套筒（1）左端固定安装有挡环（101），挡环（101）端面与橡胶管（102）抵接。

4.根据权利要求1所述的瓦斯抽采钻孔防喷装置，其特征在于，防喷套筒（1）侧壁还设置有支管（104），支管（104）外端安装有气囊（105）。

5.根据权利要求1所述的瓦斯抽采钻孔防喷装置，其特征在于，防喷套筒（1）与钻杆（3）之间的间隙为2cm至3cm。

6.根据权利要求1所述的瓦斯抽采钻孔防喷装置，其特征在于，连通器（2）为四通接头，其左连接端与右连接端同轴，左连接端设置有连接螺纹，用于与防喷套筒（1）连接，右连接端设置有封盖，封盖内侧设置有轴密封件；连通器（2）上连接端与下连接端同轴，上连接端用于连接分离机构，下连接端用于连接射流器（14）。

7.根据权利要求6所述的瓦斯抽采钻孔防喷装置，其特征在于，上连接端和下连接端的轴线与左连接端和右连接端的轴线具体30度～50度夹角。

8.根据权利要求1所述的瓦斯抽采钻孔防喷装置，其特征在于，分离机构包括：

9.根据权利要求1所述的瓦斯抽采钻孔防喷装置，其特征在于，排渣口（11）外侧安装有门板（16），门板（16）周缘设置有密封条，门板（16）外侧安装有弹簧（17），弹簧（17）将门板（16）抵压于粗料排放口上。

10.根据权利要求1所述的瓦斯抽采钻孔防喷装置，其特征在于，排水口（9）上设置有滤网。