一种立井掘进工作面密封式采集煤钻屑方法与流程

1.本发明涉及煤钻屑采集技术领域，具体的，涉及一种立井掘进工作面密封式采集煤钻屑方法。


背景技术：

2.煤矿工作面突出危险性预测及工作面防突措施效果检验是局部综合防突措施的两道必要性工作程序，选用钻屑瓦斯解吸指标法是落实上述两道工作程序的通行方法，采用该方法要求在钻孔孔口采集特定粒径的煤钻屑，既有煤钻屑量的规定，又有采集时间的限制，采集的特定粒径煤钻屑是否足量，采集速度是否符合规定时间，是影响测定钻屑瓦斯解吸指标准确度的决定因素，也决定着测定的成败。
3.以往在钻孔孔口处采集由压缩空气排出的煤钻屑时，由于钻屑在钻孔孔口处的散落面积较大，而且由于井巷地质水文环境较差，难免在煤钻屑中混入泥、水、岩(煤)等杂质，所以往往不易采集到足量的特定粒径煤钻屑或采集时间超限，从而导致指标测定的成功率不高，重新钻孔返工频繁，工作效率很低。


技术实现要素：

4.本发明提出一种立井掘进工作面密封式采集煤钻屑方法，解决了相关技术中不易采集到足量的特定粒径煤钻屑或采集时间超限，从而导致指标测定的成功率不高，重新钻孔返工频繁，工作效率很低的问题。
5.本发明的技术方案如下：一种立井掘进工作面密封式采集煤钻屑方法，该方法所用的装置包括钻屑收集器，关键在于，所述钻屑收集器包括底板、设置在底板上方的内筒、设置在底板上方且位于内筒外围的外罩、以及设置在内筒内部的导管，外罩与内筒之间的空腔为钻屑收集腔，在外罩顶部与内筒上端开口相对应的位置开设有用来穿过钻杆的第一过孔，在底板上与内筒下端相对应的位置开设有用来穿过钻杆的第二过孔，导管的下端穿过第二过孔延伸到底板下方，导管的上端与钻屑收集腔连通，在此基础上，所述方法包括以下步骤：
6.s1、将导管下端插入到钻孔内并使底板与钻孔所在的地面平行，将底板固定在钻孔上方；
7.s2、钻杆由第一过孔插入到外罩内，然后穿过导管插入到钻孔内；
8.s3、钻机驱动钻杆旋转，排出的煤钻屑进入到导管内部，然后经过导管落入钻屑收集腔内；
9.s4、采集完成后，将装置与钻杆分离，将钻屑收集腔内收集到的煤钻屑取出即可。
10.在底板上螺纹连接有一组校斜丝杠，校斜丝杠的一端位于底板上方、另一端延伸到底板下方，在此基础上，步骤s1具体是，将导管下端插入到钻孔内，调节各个校斜丝杠位于底板下方的长度，使底板与钻孔所在的地面平行，并将校斜丝杠与地面固定在一起，将底板固定在钻孔上方。
11.所述外罩是由沿其轴线对称设置的两个外罩单元拼接形成的可拆卸式结构，内筒包括固定在每个外罩单元内部的内筒单元，导管与内筒单元螺纹连接，内筒和外罩借助导管与第二过孔的插接搭放在底板上方，在此基础上，所述方法还包括步骤s0，步骤s0具体是，将两个外罩单元拼接在一起，将导管上端与拼接在一起的两个内筒单元螺纹连接，将导管下端插入到底板上的第二过孔内，将内筒和外罩放置在底板上方；
12.在此基础上，步骤s4中的将装置与钻杆分离具体是指，先将导管与内筒单元拆分开，然后将两个外罩单元拆分开，将导管与钻杆分离。
13.在每个外罩单元的两端都固定有连接板，连接板下端的内侧延伸到内筒内部，内筒与连接板固定连接，连接板的外端凸出在外罩单元外部且在该端开设有安装孔，增设锁紧螺栓和锁紧螺母，两个外罩单元同一端的连接板借助锁紧螺栓和锁紧螺母的配合形成为可拆卸式连接。
14.所述装置还包括连接在外罩单元下端与内筒单元下端之间的密封环板。
15.在每个外罩单元的外壁上都固定有把手。
16.在导管与内筒之间设置有支撑板。
17.所述内筒为锥形结构，外罩的侧板形状与内筒的形状相匹配。
18.在外罩的上端面设置有密封胶垫。
19.所述密封胶垫的外径大于外罩上端面的外径，在密封胶垫的下端面与外罩之间固定有支撑肋板。
20.本发明的工作原理及有益效果为：在底板上方设置内筒和外罩，在内筒内部设置导管，外罩与内筒之间的空腔为钻屑收集腔，在外罩顶部与内筒上端开口相对应的位置开设有用来穿过钻杆的第一过孔，在底板上与内筒下端相对应的位置开设有用来穿过钻杆的第二过孔，导管的下端穿过第二过孔延伸到底板下方，导管的上端与钻屑收集腔连通。使用时，将导管下端插入到钻孔内并使底板与钻孔所在的地面平行，将底板固定在钻孔上方，钻杆由第一过孔插入到外罩内，然后穿过导管插入到钻孔内，钻机驱动钻杆旋转，由压缩空气排出的煤钻屑直接进入到导管内部，然后经过导管落入钻屑收集腔内，收集完成后，将装置与钻杆分离，将钻屑收集腔内收集到的煤钻屑取出即可。
21.本发明可以优质高效地采集到符合要求的煤钻屑，大幅降低重新钻孔返工的几率，可以有效解决重新钻孔返工造成的费用高、工时长的问题。采集到的煤钻屑量足、纯度高且采集速度快，可以提高测定指标的准确度和质量可靠性，客观地指导井巷工作面防治煤与瓦斯突出，保证施工安全，可以加快工序推进，缩短工序工期，促进防治煤与瓦斯突出的完工，提高工作效率，减少人工费和机械设备使用费的耗费。
附图说明
22.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
23.图1为本发明的立体图。
24.图2为本发明中内筒与外罩的连接结构示意图。
25.图3为本发明中密封环板与外罩的连接结构示意图。
26.图4为本发明的主视图。
27.图5为本发明的俯视图。
28.图6为图5的a-a向剖视图。
29.图7为图5的b-b向剖视图。
30.图中：1、底板，2、内筒，3、外罩，4、第一过孔，5、第二过孔，6、导管，7、校斜丝杠，8、支撑板，9、连接板，10、安装孔，11、锁紧螺栓，12、锁紧螺母，13、把手，14、密封环板，15、密封胶垫，16、支撑肋板。
具体实施方式
31.下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都涉及本发明保护的范围。
32.实施例1、一种立井掘进工作面密封式采集煤钻屑方法，该方法所用的装置包括钻屑收集器，钻屑收集器包括底板1、设置在底板1上方的内筒2、设置在底板1上方且位于内筒2外围的外罩3、以及设置在内筒2内部的导管6，外罩3与内筒2之间的空腔为钻屑收集腔，在外罩3顶部与内筒2上端开口相对应的位置开设有用来穿过钻杆的第一过孔4，在底板1上与内筒2下端相对应的位置开设有用来穿过钻杆的第二过孔5，导管6的下端穿过第二过孔5延伸到底板1下方，导管6的上端与钻屑收集腔连通，在此基础上，所述方法包括以下步骤：
33.s1、将导管6下端插入到钻孔内并使底板1与钻孔所在的地面平行，将底板1固定在钻孔上方；
34.s2、钻杆由第一过孔4插入到外罩3内，然后穿过导管6插入到钻孔内；
35.s3、钻机驱动钻杆旋转，排出的煤钻屑进入到导管6内部，然后经过导管6落入钻屑收集腔内；
36.s4、采集完成后，将装置与钻杆分离，将钻屑收集腔内收集到的煤钻屑取出即可。
37.本发明可以优质高效地采集到符合要求的煤钻屑，大幅降低重新钻孔返工的几率，可以有效解决重新钻孔返工造成的费用高、工时长的问题。采集到的煤钻屑量足、纯度高且采集速度快，可以提高测定指标的准确度和质量可靠性，客观地指导井巷工作面防治煤与瓦斯突出，保证施工安全，可以加快工序推进，缩短工序工期，促进防治煤与瓦斯突出的完工，提高工作效率，减少人工费和机械设备使用费的耗费。
38.实施例2、一种立井掘进工作面密封式采集煤钻屑方法，与实施例1的区别仅在于：在底板1上螺纹连接有一组校斜丝杠7，校斜丝杠7的一端位于底板1上方、另一端延伸到底板1下方，在此基础上，所述方法包括以下步骤：
39.s1、将导管6下端插入到钻孔内，调节各个校斜丝杠7位于底板1下方的长度，使底板1与钻孔所在的地面平行，并将校斜丝杠7与地面固定在一起，将底板1固定在钻孔上方；
40.s2、钻杆由第一过孔4插入到外罩3内，然后穿过导管6插入到钻孔内；
41.s3、钻机驱动钻杆旋转，排出的煤钻屑进入到导管6内部，然后经过导管6落入钻屑收集腔内；
42.s4、采集完成后，将装置与钻杆分离，将钻屑收集腔内收集到的煤钻屑取出即可。
43.如图1、图4和图7所示，与实施例1相比，本实施例利用校斜丝杠7具有精准定位、找平找正的优越功能，结构简单，调节方便，可以更好地保证钻孔施工的倾斜度。
44.实施例3、一种立井掘进工作面密封式采集煤钻屑方法，与实施例1的区别仅在于：外罩3是由沿其轴线对称设置的两个外罩单元拼接形成的可拆卸式结构，内筒2包括固定在每个外罩单元内部的内筒单元，导管6与内筒单元螺纹连接，内筒2和外罩3借助导管6与第二过孔5的插接搭放在底板1上方，在此基础上，所述方法包括以下步骤：
45.s0、将两个外罩单元拼接在一起，将导管6上端与拼接在一起的两个内筒单元螺纹连接，将导管6下端插入到底板1上的第二过孔5内，将内筒2和外罩3放置在底板1上方；
46.s1、将导管6下端插入到钻孔内并使底板1与钻孔所在的地面平行，将底板1固定在钻孔上方；
47.s2、钻杆由第一过孔4插入到外罩3内，然后穿过导管6插入到钻孔内；
48.s3、钻机驱动钻杆旋转，排出的煤钻屑进入到导管6内部，然后经过导管6落入钻屑收集腔内；
49.s4、采集完成后，先将导管6与内筒单元拆分开，然后将两个外罩单元拆分开，将导管6与钻杆分离，将钻屑收集腔内收集到的煤钻屑取出即可。
50.如图1、图2、图3、图4和图5所示，与实施例1相比，本实施例可以快速地将位于每个外罩单元与内筒单元之间的煤钻屑取出，结构简单，操作更加方便。
51.实施例4、一种立井掘进工作面密封式采集煤钻屑方法，与实施例2的区别仅在于：外罩3是由沿其轴线对称设置的两个外罩单元拼接形成的可拆卸式结构，内筒2包括固定在每个外罩单元内部的内筒单元，导管6与内筒单元螺纹连接，内筒2和外罩3借助导管6与第二过孔5的插接搭放在底板1上方，在此基础上，所述方法包括以下步骤：
52.s0、将两个外罩单元拼接在一起，将导管6上端与拼接在一起的两个内筒单元螺纹连接，将导管6下端插入到底板1上的第二过孔5内，将内筒2和外罩3放置在底板1上方；
53.s1、将导管6下端插入到钻孔内，调节各个校斜丝杠7位于底板1下方的长度，使底板1与钻孔所在的地面平行，并将校斜丝杠7与地面固定在一起，将底板1固定在钻孔上方；
54.s2、钻杆由第一过孔4插入到外罩3内，然后穿过导管6插入到钻孔内；
55.s3、钻机驱动钻杆旋转，排出的煤钻屑进入到导管6内部，然后经过导管6落入钻屑收集腔内；
56.s4、采集完成后，先将导管6与内筒单元拆分开，然后将两个外罩单元拆分开，将导管6与钻杆分离，将钻屑收集腔内收集到的煤钻屑取出即可。
57.如图1、图2、图3、图4和图5所示，与实施例2相比，本实施例可以快速地将位于每个外罩单元与内筒单元之间的煤钻屑取出，结构简单，操作更加方便。
58.作为对本发明的进一步改进，在每个外罩单元的两端都固定有连接板9，连接板9下端的内侧延伸到内筒2内部，内筒2与连接板9固定连接，连接板9的外端凸出在外罩单元外部且在该端开设有安装孔10，增设锁紧螺栓11和锁紧螺母12，两个外罩单元同一端的连接板9借助锁紧螺栓11和锁紧螺母12的配合形成为可拆卸式连接。
59.如图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，外罩3包括左右两个外罩单元，对应地，内筒2包括左右两个内筒单元，左侧的外罩单元和内筒单元借助前后两个连接板9固定在一起，右侧的外罩单元和内筒单元借助另外的前后两个连接板9固定在一起，连接板9上端的内侧与外罩3的外壁接触且固定连接，连接板9下端延伸到内筒2内部，连接板9可以与导管6接触起到支撑导管6的作用，位于外罩3前方的左右两个连接板9通过锁紧螺栓11和锁紧螺母12连
接在一起，位于外罩3后方的左右两个连接板9通过锁紧螺栓11和锁紧螺母12连接在一起，连接牢固可靠，拆装方便快捷，省时省力。
60.作为对本发明的进一步改进，装置还包括连接在外罩单元下端与内筒单元下端之间的密封环板14。如图3和图7所示，这样，外罩单元、内筒单元、密封环板14与两个连接板9一起围成钻屑收集腔，密封效果更好，可以避免使用过程中因为外罩3发生偏移而导致煤钻屑漏到底板1上。
61.作为对本发明的进一步改进，在每个外罩单元的外壁上都固定有把手13。如图1、图4和图5所示，在外罩单元外侧设置把手13，在拆装两个外罩单元时方便抓握。
62.作为对本发明的进一步改进，在导管6与内筒2之间设置有支撑板8。如图2和图7所示，利用支撑板8使得导管6与内管2之间的连接更加牢固可靠，可以防止导管6发生偏斜。支撑板8的数量为至少两个，所有的支撑板8沿导管6的圆周方向均匀排列。这样使得导管6与内管2之间的连接更加均衡，本发明中支撑板8的数量优选为两个，在确保导管6与内管2可靠连接的前提下，尽可能地减少支撑板8的数量，可以节约成本。
63.作为对本发明的进一步改进，内筒2为锥形结构，外罩3的侧板形状与内筒2的形状相匹配。如图1、图2、图4和图7所示，锥形的内筒2有利于收集到的煤钻屑向外围流动，避免在一处堆积，外罩3的侧板设置成锥形结构，在满足容量需求的前提下，可以尽可能地减小装置整体的体积。
64.作为对本发明的进一步改进，在外罩3的上端面设置有密封胶垫15。如图1、图4、图5、图6和图7所示，使用时，密封胶垫15与钻杆紧密接触，可以有效约束煤钻屑在第一过孔4处四散飞溅及粉尘的产生，可以降低伤人事故及恶化空气环境情况发生的几率。
65.作为对本发明的进一步改进，密封胶垫15的外径大于外罩3上端面的外径，在密封胶垫15的下端面与外罩3之间固定有支撑肋板16。如图1和图4所示，支撑肋板16的上端与密封胶垫15凸出在外罩3上端面外侧的部分连接，支撑肋板16的下端与外罩3的外壁固定连接，利用支撑肋板16使得密封胶垫15与外罩3之间的连接更加牢固可靠。