全封闭煤、水、瓦斯一体化防喷收集与分离装置，包括履带车和底架，所述底架上设置有煤水气收集机构、煤渣排渣机构、煤水分离机构、总控制机构和瓦斯抽放管；煤水气收集机构包括混合收集箱，混合收集箱包括左箱室和右箱室，左箱室一侧设置有煤水气进管，煤水气进管顶端管口与钻杆连接；所述煤渣排渣机构包括绞龙输送机，绞龙输送机底端倾斜朝下设置于右箱室的底部，且绞龙输送机的底部进口与右箱室的底部出口密封承接，绞龙输送机上还设置有用液压密封组件；所述煤水分离机构包括水泵和与煤水离心机，水泵与右箱室的内腔连通；瓦斯抽放管设置在混合收集箱的顶部。本发明专利技术可以应对井下各种突发的煤水气喷出情形，防喷收集处理能力强，使用效果佳。使用效果佳。使用效果佳。
【技术实现步骤摘要】
全封闭煤、水、瓦斯一体化防喷收集与分离装置
[0001]本专利技术涉及煤矿瓦斯抽采
，具体为全封闭煤、水、瓦斯一体化防喷收集与分离装置。
技术介绍
[0002]煤矿井下瓦斯防治是煤矿施工领域的重点安全项目。我国中原地区的煤层受到地质构造的影响，具有煤层松软、渗透率低的特点，这给瓦斯抽采带来了难度。以中原地区为例，目前井下煤层的瓦斯抽采常配合水力冲孔射流、造穴等方式，增加煤层渗透性，以提高瓦斯抽采效果。水利冲孔造穴将钻孔内的煤渣、水、瓦斯一同从抽采钻杆与钻孔间隙中冲出，水利冲孔压力越大，煤水气涌出速度也越快，这对抽采工作面的收集防治工作带来了巨大的压力。若不能对快速涌出的煤水气进行及时有效处理，将会导致瓦斯泄露，造成极大安全隐患。
[0003]目前解决上述问题主要通过在抽采工作面孔口处设置孔口防喷收集装置，再配合煤水分离设备，最终现对涌出的煤水气的分离收集。现有孔口防喷收集装置结构各式，普遍具有以下特点：结构小巧独立且单一，均需要与钻杆装配组合，并需要与其他设备配合，才能实现煤水气的综合收集目的。该类的防喷装置不胜枚举，如CN206554836U、CN214007099U、CN214886933U等。现有的上述设备的优点亦是其缺点：其一，结构小巧独立就注定了其防喷处理能力有限，无法应对突发的大压力下快速且连续不断喷出的煤水气；其二，结构本身的独立性对其与其他设备之间的配合衔接提出了更高的要求，若其中任何一个位置装配连接松动，出现密封性问题，则会导致严重的后果。
[0004]基于此，有必要设计出一套针对井下瓦斯防喷煤水气收集与分离的整体设备方案。
技术实现思路
[0005]为了解决上述问题，本专利技术的目的是提出全封闭煤、水、瓦斯一体化防喷收集与分离装置，该装置集合了瓦斯抽采工作面孔口防喷与煤水气混合收集、分离的一套完整功能，是针对煤水气防喷收集的全功能专业化设备，可以应对井下各种突发的煤水气喷出情形，防喷收集处理能力强大，使用效果甚佳。
[0006]为此，本专利技术具体提出了以下技术方案：全封闭煤、水、瓦斯一体化防喷收集与分离装置，包括履带车和设置在履带车上的底架，所述底架上设置有煤水气收集机构、煤渣排渣机构、煤水分离机构、总控制机构和瓦斯抽放管；其中，所述煤水气收集机构包括用于收集煤水和瓦斯的混合收集箱，所述混合收集箱内通过一隔板将箱体的内腔分隔为左箱室和右箱室，所述左箱室一侧设置有煤水气进管，所述煤水气进管顶端管口通过一煤水气收集组件与用于煤层打钻的钻杆连接；所述煤渣排渣机构包括绞龙输送机，所述绞龙输送机底端倾斜朝下设置于所述右
箱室的底部，且绞龙输送机的底部进口与右箱室的底部出口密封承接，所述绞龙输送机上还设置有用于密封右箱室底部出口的液压密封组件；所述煤水分离机构包括水泵和与水泵连接的煤水离心机，所述水泵通过抽水管与所述右箱室的内腔连通；所述瓦斯抽放管设置在混合收集箱的顶部。
[0007]作为上述方案的一种优化方案，所述左箱室和右箱室的内腔顶端相互贯通，所述右箱室具有一倾斜的箱底，右箱室的底部出口为排渣口，所述蛟龙输送机顶部倾斜贴靠右箱室的箱底设置。
[0008]作为上述方案的进一步优化方案，所述煤水气进管底端倾斜朝下依次穿过左箱室、隔板后与右箱室内腔连通。
[0009]作为上述方案的一种优化方案，所述煤水气收集组件包括套管、设置于套管尾端的导流套和设置于套管上的用于密封钻孔孔口的密封套；其中，所述套管套设在所述钻杆上，并与所述钻杆之间形成供煤水气排出的煤水气间隙通道，且所述套管顶端置入钻孔内，底端延伸出钻孔设置；所述导流套一体连接在所述套管的尾端，且导流套底端一体设置有用于与所述钻杆之间密封套接的密封套圈，所述导流套圆周壁上设置有用于与煤水气进管连接的煤水气排出管。
[0010]作为上述方案的进一步优化方案，所述密封套包括一体连接的橡胶套和螺纹套，位于下侧的所述螺纹套与所述套管之间螺纹连接，所述橡胶套顶端置入钻孔内，以通过转动螺纹套来挤压橡胶套，实现橡胶套对钻孔孔口的密封。
[0011]作为上述方案的一种优化方案，所述螺纹套上设置有转动手柄。
[0012]作为上述方案的一种优化方案，所述液压密封组件包括液压油缸和设置在液压油缸伸缩杆端部的密封板，所述液压油缸平行设置在所述绞龙输送机上侧，液压油缸的首端密封穿设在右箱室的侧壁上，所述密封板位于所述右箱室内腔，且与所述右箱室的底壁紧密贴靠，以通过液压油缸带动密封板在右箱室底壁滑动，实现对右箱室底部出口的密封。
[0013]作为上述方案的一种优化方案，所述右箱室内还设置有用于监测混合密封箱内瓦斯压力的气压传感器，所述气压传感器与所述总控制机构联接，以在混合密封箱内瓦斯压力达到预设值后，总控制机构操控液压油缸，带动密封板完成对右箱室底部出口的密封；并在瓦斯压力小于预设值后，带动密封板复位。
[0014]作为上述方案的进一步优化方案，所述水泵为隔膜泵，水泵设置在左箱室的内腔底部，水泵上的出水管穿过右箱室后与设置在混合收集箱一侧的煤水离心机连接。
[0015]作为上述方案的一种优化方案，所述左箱室的高度大于所述右箱室的高度，所述瓦斯抽放管设置有多个，多个瓦斯抽放管的一端均与所述左箱室顶部连通，多个瓦斯抽放管的另一端与煤矿井下的负压瓦斯抽放总管连通。
[0016]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：第一，本专利技术所述的装置，煤水气收集组件的结构区别于现有的任一种结构的孔口防喷设备，采用套管与密封套的配合，其一，套管的端部可以直接插入到钻孔内深处，可使得涌出的煤水气尽可能远离孔口，减少喷出的可能，这是现有的孔口防喷设备不具备的；其二，通过密封套对孔口配合密封，螺纹套与橡胶套的组合具有“旋转拧紧”功能，可使得橡
胶套基本将孔口完全密封死，这也是现有的孔口防喷设备所不具备的；其三，采用套管与钻杆的组合，还有一个极大的优势，即套管与钻杆之间的煤水气间隙通道间隙宽度适宜且狭长，针对煤水气的特点专门设计了该煤水气间隙通道的间隙宽度，可以保证煤水气涌出过程不会发生拥堵，同时，自带一定长度的狭长通道，可以增加煤水气在通道内的流动时间，继而确保煤水气喷出的稳定性，便于煤水气的收集，尤其是面对大压力下的突发喷涌，煤水气在经过煤水气间隙通道后喷涌速度也会变得稳定且均衡，减小收集设备的压力，这也是区别于现有设备的一大特色。
[0017]第二，针对本专利技术的煤水分离机构，功能也异常完善，主要表现在，其一，煤水气被集中送入到右箱室中，位于右箱室内的瓦斯则会在瓦斯抽放管的负压抽吸下第一时间被抽出，实现瓦斯与煤水的分离；其二，右箱室底部采用倾斜的结构设计，煤水煤渣则会直接掉入到绞龙输送机中，在重力作用下，块状结构会被绞龙输送机螺旋送出，而无法被螺旋绞龙送出的煤水，在是通过水泵从左箱室被抽离出，集中送到煤水离心机中进一步分离，分离出的水则可以统一收集后再次投入到抽采与钻孔的施工中，重复利用，整个过程连贯高效；其三，为应对突发的煤水气喷出情况，煤水气涌出速度过快，导致右箱室内气压超过预设值后，则会触发液压本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.全封闭煤、水、瓦斯一体化防喷收集与分离装置，包括履带车（1）和设置在履带车（1）上的底架（2），其特征在于：所述底架（2）上设置有煤水气收集机构、煤渣排渣机构、煤水分离机构、总控制机构（15）和瓦斯抽放管（3）；其中，所述煤水气收集机构包括用于收集煤水和瓦斯的混合收集箱（4），所述混合收集箱（4）内通过一隔板（43）将箱体的内腔分隔为左箱室（41）和右箱室（42），所述左箱室（41）一侧设置有煤水气进管（5），所述煤水气进管（5）顶端管口通过一煤水气收集组件与用于煤层打钻的钻杆（13）连接；所述煤渣排渣机构包括绞龙输送机（6），所述绞龙输送机（6）底端倾斜朝下设置于所述右箱室（42）的底部，且绞龙输送机（6）的底部进口与右箱室（42）的底部出口密封承接，所述绞龙输送机（6）上还设置有用于密封右箱室（42）底部出口的液压密封组件；所述煤水分离机构包括水泵（7）和与水泵（7）连接的煤水离心机（2），所述水泵（7）通过抽水管（71）与所述右箱室（42）的内腔连通；所述瓦斯抽放管（3）设置在混合收集箱（4）的顶部。2.如权利要求1所述的全封闭煤、水、瓦斯一体化防喷收集与分离装置，其特征在于：所述左箱室（41）和右箱室（42）的内腔顶端相互贯通，所述右箱室（42）具有一倾斜的箱底，右箱室（42）的底部出口为排渣口（44），所述蛟龙输送机（6）顶部倾斜贴靠右箱室（42）的箱底设置。3.如权利要求1所述的全封闭煤、水、瓦斯一体化防喷收集与分离装置，其特征在于：所述煤水气进管（5）底端倾斜朝下依次穿过左箱室（41）、隔板（43）后与右箱室（42）内腔连通。4.如权利要求1所述的全封闭煤、水、瓦斯一体化防喷收集与分离装置，其特征在于：所述煤水气收集组件包括套管（8）、设置于套管（8）尾端的导流套（81）和设置于套管（8）上的用于密封钻孔孔口的密封套（9）；其中，所述套管（8）套设在所述钻杆（13）上，并与所述钻杆（13）之间形成供煤水气排出的煤水气间隙通道（10），且所述套管（8）顶端置入钻孔（14）内，底端延伸出钻孔（14）设置；所述导流套（81）一体连接在所述套管（8）的尾端，且导流套（81）底端一体设置有用于与所述钻杆（13）之间密封套接的密封套圈（82），所述导流套（81）圆周壁上...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘颖哲，王浩，贾小孩，
申请(专利权)人：河南巨矿智能装备有限公司，
类型：发明
国别省市：
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