一种煤矿掘进工作面落煤瓦斯预抽装置的制作方法

1.本实用新型涉及煤矿安全领域，具体涉及一种瓦斯预抽装置。


背景技术：

2.煤炭资源在开采时通常伴随着存在于矿井中的瓦斯，煤层暴露后，处于其间的瓦斯平衡被破坏，随着掘进工作面的推进，煤体被采落后运出矿井，瓦斯也随之释放到工作面中。瓦斯含量升高一方面影响井下空气质量，另一方面，瓦斯浓度过高有引发火灾甚至爆炸的危险，严重危害井下作业人员的安全。因此，在开采前，会对不具备开采条件的煤层实施预抽瓦斯，防止瓦斯逸过多造成危险。由于不断抽取会影响工作进度，一般会在开采前期做好预抽，以防后期开采时减慢开采速度或发生险情。
3.现有的预抽施工流程是钻孔、封孔、连接，具体步骤为首先钻孔，在每个孔道完成后直接封孔，待孔道数量达到目标后将所有孔道分别通过连接管道与输出的管道连接起来。这样的方法一方施工周期长，从钻孔开始至最后一个孔结束，期间不能开始预抽工作，钻孔后又重新封孔等待最终同时抽取，程序上也十分复杂。另一方面，钻孔时、重新连通孔道时都会有瓦斯少量外泄，在不排气只钻孔的作业中，可能会增加环境中的瓦斯浓度，有发生危险的可能，威胁到作业人员的安全，这些问题都亟待解决。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种瓦斯预抽装置，能使瓦斯均匀涌出、加速对掘进前方煤体卸压速度，进而提高巷道掘进效率。
5.本实用新型公开了一种煤矿掘进工作面落煤瓦斯预抽装置，包括设置于孔道内的封孔器、与瓦斯管路相连的集气箱以及设置于封孔器和集气箱之间的连接管路，其特征是所述封孔器包括主管，以及设置在主管上的集气管、弹性体、扣压套、截止阀，所述主管一端的管壁上设置带有孔的集气管，主管的另一端设置截止阀，用于固定弹性体的扣压套设置在主管上，位于集气管和截止阀间，所述弹性体嵌套在扣压套上；
6.所述集气箱的箱体上设置有进气口和出气口，所述出气口与转运瓦斯的瓦斯管路连接；
7.所述连接管路一端连接于主管靠近截止阀的一端，另一端与所述进气口连接。
8.所述封孔器还包括钢纱网、短节，其中所述钢纱网固定于集气管上，所述短节外径大于主管，设置于靠近截止阀的主管末端，煤体各处瓦斯量不同，导致每一打孔平面中的孔径和集气箱的另一端抽取速度都可能不同，有可能要使用不同孔径的连接管路，因此短节的设置便于适用多种孔径的连接管路。
9.所述弹性体沿主管的方向上，靠近截止阀的一侧外径大于靠近集气管一侧的外径，能增加封孔器与孔道的摩擦程度，使封孔器在孔道中固定更稳定。
10.进一步地，所述弹性体由橡胶材质制成。
11.优选地，所述集气箱上设置至少40个进气口。
12.所述进气口设置于集气箱与地面平行的平面，出气口设置于与其相邻的侧面上，便于管道的设置及连通集气箱与瓦斯管道。
13.高瓦斯巷道在掘进里程点10-20米处，会有10米抽采措施薄弱区域，该区域瓦斯赋存不稳定，有瓦斯包存在，掘进期间瓦斯含量突然升高，本实用新型所述的瓦斯预抽装置，能快速排除工作面前方瓦斯包，使瓦斯含量迅速下降，能够快速消除前方煤体瓦斯包并进行卸压，降低工作面迎头防突指标以及回风流瓦斯浓度，从而避免瓦斯因素影响掘进效率。
14.且本装置所需的钻孔长度短，能够快速降低迎头煤体瓦斯包的瓦斯含量及压力，在不影响生产时间的情况下，利用手持风钻，通过带抽迎头释放钻孔，能够提高瓦斯涌出均匀性，减少瓦斯预警次数并且快速卸压，保障巷道安全高效掘进。
15.施工时，在不影响掘进时间的前提下，利用巷道检修期间对待掘煤体进行预抽，做到“打一抽一”，无需等待全部打孔完成再预抽，整改过程中释放孔最短预抽时间1个小时最长预抽时间5个小时。使瓦斯均匀涌出，对前方煤体进行快速卸压，从而提高巷道掘进效率。
16.常规高瓦斯掘进巷道生产期间回风流瓦斯浓度最高、平均浓度分别为0.65%、0.46％，利用本实用新型所述的瓦斯预抽装置后最高瓦斯浓度均为0.55%，平均最高回风流瓦斯浓度为0.34%，能够有效减低生产其中落煤瓦斯涌出量。
附图说明
17.图1是瓦斯预抽装置的整体示意图。
18.图2是封孔器的结构示意图。
19.其中，1-集气管，2-钢纱网，3-弹性体，4-扣压套，5-主管，6-截止阀，7-短节，8-封孔器，9-集气箱，10-连接管路，11-瓦斯管路，12-进气口，13-出气口。
具体实施方式
20.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
21.在本实用新型的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其所指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
22.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
23.如图1所示的瓦斯预抽装置包括设置于孔道内的封孔器8、与瓦斯管路11相连的集
气箱9以及连接封孔器8和集气箱9的连接管路10。
24.如图2所示，封孔器8包括主管5，以及设置在主管5上的集气管1、钢纱网2、弹性体3、扣压套4、截止阀6、短节7。
25.主管5一端的管壁上设置带有孔的集气管1，主管5的另一端设置截止阀6。钢纱网2固定于集气管1上，短节7设置于靠近截止阀6的主管5末端，短节7外径大于主管5外径。用于固定弹性体3的扣压套4设置在主管5上，位于集气管1和截止阀6间，弹性体3嵌套在扣压套4上。其中，弹性体3由橡胶材质制成，其沿主管5的方向上，靠近截止阀6的一侧外径大于靠近集气管1一侧的外径，使封孔器8在孔道中固定更稳定。集气箱9的箱体上设置有四十个进气口12和一个出气口13，进气口12设置于集气箱9与地面平行的平面，出气口13设置于与其相邻的侧面上，便于管道的设置及连通集气箱9与瓦斯管道。进气口12通过连接管路10与封孔器8的短节7连接，出气口13与转运瓦斯的瓦斯管路11连接。
26.在工作面施工时，首先使用手持风钻在工作面上钻孔，孔深14m。如图1所示，施打完一个孔即向其中插入一个关闭了截止阀6的封孔器8并将其在孔道内塞紧。使用管道将集气箱9的出气口13与输出瓦斯的瓦斯管路11连接，并利用连接管道连接集气箱9的进气口12和封孔器8末端的短节7。安装完一套装置后打开截止阀6，并开启排气装置，同时施打第二个孔道，每打完一个孔并连接结束后即开启截止阀6开始工作，直至集气箱9上的四十个进气口12全部连接并开启。
27.待迎头掘进前检测到瓦斯浓度符合规定，关闭截止阀6，将连接管路10从其两端的封孔器8和集气箱9拔出，将封孔器8撤出后即可正常组织生产作业。