富水区下行孔抽采瓦斯自动排水排渣装置制造方法及图纸

富水区下行孔抽采瓦斯自动排水排渣装置，包括动力系统、排驱系统、抽采分离系统和控制系统；动力系统包括压气泵、压气管路、真空泵、负压管路和充放气管路；排驱系统包括均由丁腈橡胶制成的第一排驱气囊、封堵气囊和第二排驱气囊；抽采分离系统包括瓦斯抽放管、气水粉共抽管、气水分离箱和固液分离箱。本实用新型专利技术可以将下行孔中的水和煤粉自动排出，并且排液排渣过程几乎不会对下行孔的密封性和抽采产生影响，对提高抽采效率、实现煤矿安全、高效生产具有极大的推动作用。实用性强，易于推广应用。

【技术实现步骤摘要】

本技术煤矿瓦斯抽采
，尤其涉及一种富水区下行孔抽采瓦斯自动排水排渣装置。
技术介绍
目前，我国煤炭生产正朝着高效化、机械化、集约化的方向发展。但煤与瓦斯突出等瓦斯灾害事故已成为制约其快速发展的重要因素，是危害煤矿生产的大敌。为了有效治理瓦斯，减少瓦斯灾害，许多煤矿在井下布置钻孔，进行井下瓦斯抽采，煤与瓦斯突出事故得到了有效遏制。由于开采工艺，井下地形等诸多因素的影响，必须根据需要在煤层中钻进上行孔、下行孔、顺槽孔等不同类型的钻孔，但是在富水区进行下行孔瓦斯抽采时，地层中的水在钻孔中聚集，不仅液柱形成的压力影响负压抽采，阻碍煤层瓦斯解吸，而且还会造成严重的水堵现象，最终导致瓦斯的抽采浓度和流量不甚理想。因此迫切需要一种装置对下行孔中的水和煤粉进行方便高效的排出，同时将排水过程对瓦斯抽采的影响降到最低，这样将会对提高抽采效率，实现煤矿安全、高效生产具有巨大的影响。
技术实现思路
本技术为了解决现有技术中的不足之处，提供了一种自动化程度高、安全可靠性强、抽采效率高的富水区下行孔抽采瓦斯自动排水排渣装置。为解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案:富水区下行孔抽采瓦斯自动排水排渣装置，包括动力系统、排驱系统、抽采分离系统和控制系统；动力系统包括压气栗、压气管路、真空栗、负压管路和充放气管路，压气栗通过压气管路与充放气管路的外端口连接，压气管路上设有第一电子阀，真空栗通过负压管路与充放气管路的外端口连接，负压管路上设有第二电子阀；下行孔的孔口处设有封孔装置，充放气管路穿过封孔装置伸入到下行孔内；排驱系统包括均由丁腈橡胶制成的第一排驱气囊、封堵气囊和第二排驱气囊，第一排驱气囊、封堵气囊和第二排驱气囊沿由外向内方向依次设在充放气管路上，第一排驱气囊、封堵气囊和第二排驱气囊均位于下行孔内，充放气管路上设有分别位于第一排驱气囊、封堵气囊和第二排驱气囊内部的第三电子阀、第四电子阀和第五电子阀，充放气管路上设有位于第一排驱气囊和封堵气囊之间的压力传感器；抽采分离系统包括瓦斯抽放管、气水粉共抽管、气水分离箱和固液分离箱，气水粉共抽管一端穿过封孔装置伸入到下行孔内，气水粉共抽管另一端与气水分离箱的进口连接，气水分离箱内设有上空腔和下空腔，瓦斯抽放管的进口与气水分离箱的上空腔连接，上空腔和下空腔之间设有第六电子阀，气水分离箱在下空腔的一侧下部通过第七电子阀与固液分离箱的进口连接，固液分离箱内倾斜设有将固液分离箱分隔成固液腔和液体腔的过滤网，固液分离箱底部设有与固液腔连通的排渣口，固液分离箱侧部设有与液体腔连通的排液管；下空腔内垂直设有导杆，导杆上滑动设有漂浮球，导杆上端设有用于控制第六电子阀和第七电子阀启闭的上触动传感器，导杆下端设有用于控制第六电子阀和第七电子阀启闭的下触动传感器；控制系统包括控制器，控制器通过控制电缆分别与压力传感器、上触动传感器和下触动传感器连接，压力传感器通过信号线分别与第一电子阀、第二电子阀、第三电子阀、第四电子阀和第五电子阀连接，上触动传感器通过控制线分别与第六电子阀和第七电子阀连接，下触动传感器通过导线分别与第六电子阀和第七电子阀连接。气水粉共抽管包括一节柔性软管，柔性软管上设有流量电动调节装置；流量电动调节装置包括调节固定板，调节固定板一侧表面固定设有调节伺服电机和两条调节导轨，两条调节导轨均水平设置，调节伺服电机位于两条调节导轨的前方，两条调节导轨上滑动连接有调节滑座，调节滑座前部设有调节传动螺母，调节伺服电机的主轴通过调节联轴器同轴向连接有调节丝杆，调节丝杆与两条调节导轨平行且与调节传动螺母螺纹连接，调节固定板上设有位于调节传动螺母和调节伺服电机之间的调节轴承座，调节丝杆穿过调节轴承座并通过调节轴承与调节轴承座转动连接，调节滑座上设有与调节丝杆同轴向的调节推拉杆，调节推拉杆后端连接有安装架，安装架的左侧设有左滑轨，安装架的右侧设有右滑轨，左滑轨和右滑轨前端之间的距离大于左滑轨和右滑轨后端之间的距离，左滑轨和右滑轨关于垂直面左右对称；固定板后部铰接有左夹板和右夹板，左夹板后端铰接有半圆形的左夹环，右夹板后端铰接有半圆形的右夹环，左夹环和右夹环的开口相对设置，柔性软管夹持在左夹环和右夹环之间，左夹板和右夹板之间通过拉伸弹簧连接，拉伸弹簧位于左夹板与固定板铰接点的前侧，左夹板前端设有与左滑轨滑动配合的左滑块，右夹板前端设有与右滑轨滑动配合的右滑块。采用上述技术方案，动力系统主要是为第一排驱气囊、封堵气囊和第二排驱气囊提供自动充气和排气时所需要的动力。动力系统主要是在进行排水或者封堵工作时，压气栗对第一排驱气囊、封堵气囊和第二排驱气囊进行充气使其在下行孔内膨胀，以达到排液或者封堵的效果，在排液结束时真空栗提供负压使对应的气囊收缩回原始状态；第一电子阀控制压气管路与充放气管路的连通和闭合，第二电子阀控制负压管路与充放气管路的连通和闭合；通过第一电子阀和第二电子阀的控制，多个下行孔可共用一个动力系统。压气管路、负压管路和充放气管路均为钢制管路，三者由一个经过特殊处理，通过一个三通管相连。排驱系统主要是对下行孔中的液体和煤粉进行排驱，是本技术的核心。排驱系统中的第一排驱气囊的长度几乎等于下行孔的长度，充气膨胀时也几乎占据下行孔内的所有空间；封堵气囊的作用主要是堵住煤粉，防止其沉淀到下行孔底部，其长度取0.5m-lm ;第二排驱气囊位于下行孔的底部，其主要作用是扰动被封堵气囊封堵住的煤粉，使其变成悬浮状态，长度取lm_2m ;其中第一排驱气囊和第二排驱气囊充气膨胀时直径约等于下行孔直径，封堵气囊膨胀时直径略大于下行孔直径，三个气囊的材料均采用丁腈橡胶制成。控制系统通过穿设在充放气管路里的控制电缆和信号线来控制第三电子阀、第四电子阀和第五电子阀的开启或闭合，从而来控制三个气囊的充放气的配合。下行孔封孔结束，瓦斯抽放管为气水粉共抽管提供负压，开始进行瓦斯抽采，此时排驱系统进行第一个工作循环:首先，只开启第四电子阀和第一电子阀，使封堵气囊充气膨胀，抽采继续进行，瓦抽采过程中不断有水和煤粉产出，由于封堵气囊并不是绝对封堵，因此水可以通过封堵气囊和下行孔的孔壁接触不严的地方渗入孔底，但固相煤粉会被封堵气囊封堵住，并在封堵气囊上方发生沉淀，抽采一段时间以后，当下行孔内液体达到某一高度、压力传感器测得的压力达到某设定值时，开始进行排驱；接着进行第二步，只有第四电子阀和第二电子阀开启，抽气使封堵气囊收缩，收缩完成后关闭第四电子阀和第二电子阀，开启第五电子阀和第一电子阀，由于第二排驱气囊的挤压作用，下行孔底部的液体向上快速流动，此时第一电子阀关闭、第二电子阀打开对第二排驱气囊进行放气后，再重复上一个步骤充气，由于水流的反复扰动作用，原来处于沉淀状态的煤粉变成悬浮状态。打开第三电子阀和第四电子阀使第一排驱气囊和封堵气囊迅速充气，此时三个气囊全部充气将悬浊液排驱到气水粉共抽管的进口处，排驱步骤完成。抽采分离系统不仅仅提供负压抽采瓦斯，而且对整个装置能进行排液排粉。进行瓦斯抽放时和排水排渣工作时，气水分离箱内的第六电子阀打开，第七电子阀闭合，此时瓦斯抽放管和气水粉共抽管均与密闭的气水分离箱的上空腔和下空腔连通，对下行孔进行负压抽采，抽出的悬浊液由上空腔经过第六电子阀流到下空腔，随着下本文档来自技高网...

【技术保护点】
富水区下行孔抽采瓦斯自动排水排渣装置，其特征在于：包括动力系统、排驱系统、抽采分离系统和控制系统；动力系统包括压气泵、压气管路、真空泵、负压管路和充放气管路，压气泵通过压气管路与充放气管路的外端口连接，压气管路上设有第一电子阀，真空泵通过负压管路与充放气管路的外端口连接，负压管路上设有第二电子阀；下行孔的孔口处设有封孔装置，充放气管路穿过封孔装置伸入到下行孔内；排驱系统包括均由丁腈橡胶制成的第一排驱气囊、封堵气囊和第二排驱气囊，第一排驱气囊、封堵气囊和第二排驱气囊沿由外向内方向依次设在充放气管路上，第一排驱气囊、封堵气囊和第二排驱气囊均位于下行孔内，充放气管路上设有分别位于第一排驱气囊、封堵气囊和第二排驱气囊内部的第三电子阀、第四电子阀和第五电子阀，充放气管路上设有位于第一排驱气囊和封堵气囊之间的压力传感器；抽采分离系统包括瓦斯抽放管、气水粉共抽管、气水分离箱和固液分离箱，气水粉共抽管一端穿过封孔装置伸入到下行孔内，气水粉共抽管另一端与气水分离箱的进口连接，气水分离箱内设有上空腔和下空腔，瓦斯抽放管的进口与气水分离箱的上空腔连接，上空腔和下空腔之间设有第六电子阀，气水分离箱在下空腔的一侧下部通过第七电子阀与固液分离箱的进口连接，固液分离箱内倾斜设有将固液分离箱分隔成固液腔和液体腔的过滤网，固液分离箱底部设有与固液腔连通的排渣口，固液分离箱侧部设有与液体腔连通的排液管；下空腔内垂直设有导杆，导杆上滑动设有漂浮球，导杆上端设有用于控制第六电子阀和第七电子阀启闭的上触动传感器，导杆下端设有用于控制第六电子阀和第七电子阀启闭的下触动传感器；控制系统包括控制器，控制器通过控制电缆分别与压力传感器、上触动传感器和下触动传感器连接，压力传感器通过信号线分别与第一电子阀、第二电子阀、第三电子阀、第四电子阀和第五电子阀连接，上触动传感器通过控制线分别与第六电子阀和第七电子阀连接，下触动传感器通过导线分别与第六电子阀和第七电子阀连接。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵永超，倪小明，白万备，孙小婷，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：新型
国别省市：河南;41