一种抽注一体化的可回收装置

1.本发明涉及一种抽注一体化的可回收装置，属于煤矿安全领域。


背景技术：

2.随着浅部煤炭资源的开采殆尽，煤矿的井工开采将逐渐延伸至深部煤田。然而，由于深部高瓦斯煤田具有瓦斯富集、煤质坚硬和高地应力的特点，在井下作业期间极易引发瓦斯爆炸、冲击地压和煤与瓦斯突出等煤矿事故，严重影响了煤矿的安全生产作业。首先，我国高瓦斯矿井主要采用“先抽后采”的方法来防治瓦斯灾害,但由于煤层孔、裂隙连通差，导致瓦斯负压抽采效果差。其次，对于煤与瓦斯突出和冲击地压灾害，普遍采用的防治方法是煤层注水，但是注水效果会受到水体的扩散半径小和煤的高致密性影响变差。再者，在煤矿生产过程中，上述的两种防治措施相互独立进行和防治装置的一次使用性，极大地造成效率低下、时间和资源浪费。所以，急需一种可回收性的瓦斯抽采和煤层注水一体化装置，可以极大提高井下作业效率，进而提高煤矿效益。


技术实现要素：

3.为了解决上述技术问题，本发明在保证瓦斯高效抽采前提下，实现部分装置可回收的一种抽注一体化的可回收装置，能将瓦斯抽采和煤层注水两个环节有机结合，达到有序、高效地进行生产作业的目的。
4.技术方案：本发明的抽注一体化的可回收装置，包括套有抽注一体化装置的卡位管道，卡位管道上设有鼓胀卡管一和鼓胀卡管二，鼓胀卡管一和鼓胀卡管二的内侧套有囊袋一和囊袋二，囊袋一和囊袋二之间是注浆区，设有阀门的注浆管道穿过囊袋一上的小孔，深入注浆区，抽注一体化装置内套共用管道，共用管道上设有三通阀门，分别连接注水管道和抽采管道，抽采管道通过t型阀门连接放水管道，三通阀门、t型阀门、抽注一体化装置和瓦斯抽采浓度测定数值连接端口处均设有接线，并通过接线与集控器连通。
5.所述抽注一体化装置由左翼滑管、中部连接管、右翼滑管、弹簧一、弹簧二、滑管一、滑管二、鼓胀气囊一和鼓胀气囊二构成，左翼滑管和右翼滑管位于中部连接管的两侧，左翼滑管和右翼滑管分别由短圆管、内钩爪体、长圆管、连接圆管和锥底环体三构成，长圆管内端口连接内钩爪体，外端口通过连接圆管与短圆管相接，短圆管内设锥底环体三，所述中部连接管由卡体二、卡体三、锥底环体一、锥底环体二、外钩爪体一、外钩爪体二、细长圆管一、细长圆管二和粗圆管构成，粗圆管的外端口与锥底环体一和锥底环体二连接，内端口分别通过细长圆管一和细长圆管二与外钩爪体一和外钩爪体二相接为整体，卡体二和卡体三分别位于细长圆管一、细长圆管二的上面和锥底环体一、锥底环体二的外端口处，所述滑管一和滑管二是由常规管一、大径薄管、小径薄管、滑槽、滑栓和常规管二构成，大径薄管内套小径薄管，大径薄管内侧设有四个滑栓，且靠近管口，小径薄管里设有四个滑槽，滑槽外露狭口，四个滑拴的底端包裹在四个对应滑槽里，大径薄管和小径薄管的外端口分别连接常规管一和常规管二，所述鼓胀气囊一和鼓胀气囊二内充满高压气体，是由高弹、耐高压材
料制成，分别套固在滑管一和滑管二上，滑栓在滑槽里的滑动，能带动滑管一和滑管二的相向或向背运动，使得鼓胀气囊一和鼓胀气囊二能够实现收缩鼓球状和拉伸长扁状的转换，进而实现抽注一体化装置对卡位管道的密封，阻隔钻孔内外气体连通，还能实现抽注一体化装置的回收，所述弹簧一和弹簧二的一端绕固在左翼滑管一和右翼滑管的锥底环体上，另一端分别绕固在中部连接管的锥底环体一和锥底环体二上，同时由卡体一、卡体二、卡体三和卡体四卡固。
6.所述集控器通过接线连通三通阀门、t型阀门、抽注一体化装置和瓦斯抽采浓度测定数值连接端口，在由注浆管向注浆区注入的浆液凝固后，集控器控制抽注一体化装置的左翼滑管和右翼滑管同时向中部连接管移动，带动弹簧一和弹簧二向中间挤压收缩，此时，常规管一和常规管二进行相向运动，滑管一和滑管二缩短，带动鼓胀气囊一和鼓胀气囊二由扁长体逐步转变为鼓球体，当左翼滑管和右翼滑管上的内钩爪体越过位于中部连接管两侧的外钩爪体一和外钩爪体二时，逆时针旋转左翼滑管和右翼滑管45
°
，使得左翼滑管和右翼滑管上的内钩爪体与中部连接管两侧的外钩爪体一和外钩爪体二咬合，实现鼓胀气囊一和鼓胀气囊二鼓球状的稳定和对鼓胀卡管一和鼓胀卡管二的完全充填，完成对卡位管道的密封，集控器控制三通阀门、t型阀门和瓦斯抽采浓度测定数值连接端口，分别连接共用管道和抽采管道，实现瓦斯抽采，根据瓦斯抽采浓度测定数值连接端口瓦斯浓度回传信息，连接共用管道和注水管道，完成煤层注水，连接共用管道和放水管道，完成放水，最后，集控器控制抽注一体化装置的左翼滑管和右翼滑管顺时针旋转45
°
，使得左翼滑管和右翼滑管上的内钩爪体与中部连接管两侧的外钩爪体一和外钩爪体二分离，在弹簧一和弹簧二在弹力作用下，常规管一远离滑管二运动，带动鼓胀气囊一和鼓胀气囊二由鼓球体恢复成扁长体，便于将抽注一体化装置和共用管道一同回收，由此，实现装置的抽注功能和完成了部分装置的回收。
7.有益效果：由于采用了上述方案，在煤矿瓦斯抽采和煤层注水领域，卡位管道上的鼓胀卡管一和鼓胀卡管二的设计，能较好解决堵头脱落的问题；其次，抽注一体化装置在集控器控制下，借用弹簧的弹性原理和内外钩爪体的相互咬合构造，能够带动滑管和鼓胀气囊，实现鼓胀气囊在扁长体和鼓球体之间相互转化，进而实现对卡位管道的密封和对抽注一体化装置的回收，较少了装置的损耗，提高投产效益；同时，共用管道连同抽注一体化装置的的设计实现了瓦斯抽采和煤层注水在时间和空间上的巧妙结合，提高了井下钻孔的利用率和施工作业效率；最后，集控器对部分装置的控制，能实现装置运行的半自动化，进而减轻劳动量、减少工人失误和提高作业效率。
附图说明
8.图1是本发明的结构示意图。
9.图2是本发明的部分装置的结构示意图。
10.图3是本发明的抽注一体化装置的结构示意图。
11.图4是本发明的中部连接管的结构示意图。
12.图5是本发明的左、右翼滑管的结构示意图。
13.图6是本发明滑管的两种状态的结构及剖面示意图。
14.图7是本发明的抽注一体化装置的密封卡位管道和回收的过程示意图。
15.图中：1.煤墙，2.常规钻孔，3-1.囊袋一，3-2.囊袋二，4.注浆管道，5.阀门，6.卡位管道，7.抽注一体化装置，7-1.左翼滑管，7-2.中部连接管，7-3.右翼滑管，8.共用管道，9.接线，10-1.鼓胀气囊一，10-2.鼓胀气囊二，11-1.滑管一，11-2.滑管二，12-1.常规管一，12-2.大径薄管，12-3.小径薄管，12-4.滑槽，12-5.滑栓，12-6.常规管二，13-1.弹簧一，13-2.弹簧二，14-1.卡体一，14-2.卡体二，14-3.卡体三，14-4.卡体四，15-1.短圆管，15-2.内钩爪体，15-3.长圆管，15-4.连接圆管，16-1.锥底环体一，16-2.锥底环体二，16-3.锥底环体三，17-1.外钩爪体一，17-2.外钩爪体二，18-1.细长圆管一，18-2.细长圆管二，19.粗圆管，20-1.三通阀门，20-2.t型阀门，21.注水管道，22.抽采管道，23.放水管道，24.集控器，25.瓦斯抽采浓度测定数值连接端口，26-1.鼓胀卡管一，26-2.鼓胀卡管二，
①
.抽注一体化装置密封卡位管道过程，
②
.抽注一体化装置回收过程。
具体实施方式
16.下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步的描述：
17.如图所示，本发明一种抽注一体化的可回收装置，包括套有抽注一体化装置7的卡位管道6，卡位管道6上设有鼓胀卡管一26-1和鼓胀卡管二26-2，鼓胀卡管一26-1和鼓胀卡管二26-2的内侧套有囊袋一3-1和囊袋二3-2，囊袋一3-1和囊袋二3-2之间是注浆区，设有阀门5的注浆管道4穿过囊袋一3-1上的小孔，深入注浆区，抽注一体化装置7内套共用管道8，共用管道上设有三通阀门20-1，分别连接注水管道21和抽采管道22，抽采管道21通过t型阀门20-2连接放水管道23，三通阀门20-1、t型阀门20-2、抽注一体化装置7和瓦斯抽采浓度测定数值连接端口25处均设有接线9，并通过接线9与集控器24连通。所述抽注一体化装置7由左翼滑管7-1、中部连接管7-2、右翼滑管7-3、弹簧一13-1、弹簧二13-2、滑管一11-1、滑管二11-2、鼓胀气囊一10-1和鼓胀气囊二10-2构成，左翼滑管7-1和右翼滑管7-3位于中部连接管7-2的两侧，左翼滑管7-1和右翼滑管7-3分别由短圆管15-1、内钩爪体15-2、长圆管15-3、连接圆管15-4和锥底环体三16-3构成，长圆管15-3内端口连接内钩爪体15-2，外端口通过连接圆管15-4与短圆管15-1相接，短圆管15-1内设锥底环体三16-3，所述中部连接管7-2由卡体二14-2、卡体三14-3、锥底环体一16-1、锥底环体二16-2、外钩爪体一17-1、外钩爪体二17-2、细长圆管一18-1、细长圆管二18-2和粗圆管19构成，粗圆管19的外端口与锥底环体一16-1和锥底环体二16-2连接，内端口分别通过细长圆管一18-1和细长圆管二18-2与外钩爪体一17-1和外钩爪体二17-2相接为整体，卡体二14-2和卡体三14-3分别位于细长圆管一18-1、细长圆管二18-2的上面和锥底环体一16-1、锥底环体二16-2的外端口处，所述滑管一11-1和滑管二11-2是由常规管一12-1、大径薄管12-2、小径薄管12-3、滑槽12-4、滑栓12-5和常规管二12-6构成，大径薄管12-2内套小径薄管12-3，大径薄管12-2内侧设有四个滑栓12-5，且靠近管口，小径薄管12-3里设有四个滑槽12-4，滑槽12-4外露狭口，四个滑拴12-5的底端包裹在四个对应滑槽12-4里，大径薄管12-2和小径薄管12-3的外端口分别连接常规管一12-1和常规管二12-6，所述鼓胀气囊一10-1和鼓胀气囊二10-2内充满高压气体，是由高弹、耐高压材料制成，分别套固在滑管一11-1和滑管二11-2上，滑栓12-5在滑槽12-4里的滑动，能带动滑管一11-1和滑管二11-2的相向或向背运动，使得鼓胀气囊一10-1和鼓胀气囊二10-2能够实现收缩鼓球状和拉伸长扁状的转换，进而实现抽注一体化装置7对卡位管道6的密封，阻隔钻孔内外气体连通，还能实现抽注一体化装置7的回收，所述弹簧一13-1和
弹簧二13-2的一端绕固在左翼滑管一7-1和右翼滑管7-3的锥底环体16-3上，另一端分别绕固在中部连接管7-2的锥底环体一16-1和锥底环体二16-2上，同时由卡体一14-1、卡体二14-2、卡体三14-3和卡体四14-4卡固。所述集控器24通过接线9连通三通阀门20-1、t型阀门20-2、抽注一体化装置7和瓦斯抽采浓度测定数值连接端口25，在由注浆管5向注浆区注入的浆液凝固后，集控器24控制抽注一体化装置7的左翼滑管7-1和右翼滑管7-3同时向中部连接管7-2移动，带动弹簧一13-1和弹簧二13-2向中间挤压收缩，此时，常规管一12-1和常规管二12-6进行相向运动，滑管一11-1和滑管二11-2缩短，带动鼓胀气囊一10-1和鼓胀气囊二10-2由扁长体逐步转变为鼓球体，当左翼滑管7-1和右翼滑管7-3上的内钩爪体15-2越过位于中部连接管7-2两侧的外钩爪体一17-1和外钩爪体二17-2时，逆时针旋转左翼滑管7-1和右翼滑管7-3 45
°
，使得左翼滑管7-1和右翼滑管7-3上的内钩爪体15-2与中部连接管7-2两侧的外钩爪体一16-1和外钩爪体二16-2咬合，实现鼓胀气囊一10-1和鼓胀气囊二10-2鼓球状的稳定和对鼓胀卡管一26-1和鼓胀卡管二26-2的完全充填，完成对卡位管道6的密封，集控器24控制三通阀门20-1、t型阀门20-2和瓦斯抽采浓度测定数值连接端口25，分别连接共用管道8和抽采管道22，实现瓦斯抽采，根据瓦斯抽采浓度测定数值连接端口25瓦斯浓度回传信息，连接共用管道8和注水管道21，完成煤层注水，连接共用管道8和放水管道23，完成放水，最后，集控器24控制抽注一体化装置7的左翼滑管7-1和右翼滑管7-3顺时针旋转45
°
，使得左翼滑管7-1和右翼滑管7-3上的内钩爪体15-2与中部连接管7-2两侧的外钩爪体一16-1和外钩爪体二16-2分离，在弹簧一13-1和弹簧二13-2在弹力作用下，常规管一12-1远离滑管二12-6运动，带动鼓胀气囊一10-1和鼓胀气囊二10-2由鼓球体恢复成扁长体，便于将抽注一体化装置7和共用管道8一同回收，由此，实现装置的抽注功能和完成了部分装置的回收。