[實用新型]煤層高壓脈動水錘注水裝置

無效

• 申請號: 200620165394.7
• 申請日: 2006-12-08
• 公開（公告）號: CN201003412Y
• 公開（公告）日: 2008-01-09
• 發明（設計）人: 張景松
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: E21F5/02
• 分類號: E21F5/02
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司
• 代理人: 樓高潮

技術領域

本實用新型涉及煤層高壓脈動水錘注水裝置，尤其適用于煤層、特別是透氣性很差的難注煤層的快速、有效注水，也適用于煤礦中煤層的水，也可用于電廠，石油化工等行業的有壓管路、設備的防垢、除垢和清洗。

背景技術

煤體中90％以上的瓦斯以吸附的形式賦存在煤體的孔隙與裂隙中。在尚未開采或未受擾動的煤體中，瓦斯氣體保持動態的吸附平衡。當煤層被開采后，煤層中的裂隙被暴露，平衡的瓦斯賦存狀態被打破。大量的瓦斯氣體不斷從煤體中解吸出來，通過煤體中的孔隙、微裂隙、裂隙運移到巷道或作面中。目前多數煤礦是應用大功率采煤機以及綜采放頂煤開采工藝，在每層含水量低的情況下，將導致煤塵產生量增加，不僅對安全生產構成威脅，還因生產環境惡化，直接損害工人的身體健康。因此，如果治理瓦斯和煤塵的措施不力，就有可能造成瓦斯和煤塵爆炸。

有效地預防瓦斯和煤塵災害的發生一直是保證煤礦安全生產重中之重的工作。在眾多的預防措施中，向煤層中注水是簡便有效和治本的方法。這是因為在煤層注水的預濕過程中，由于裂隙表面的壓力、夾層和礦物資的膨化以及化學的與物理化學的作用，使煤的力學性質發生變化，朔性增加，硬度和強度降低，造成煤體疏松，減少了煤體內部的應力集中和瓦斯放散的速度，煤破碎過程中生成的煤塵量將有所減少，瓦斯涌出量也減少，一般情況下，煤層水份增加愈多，瓦斯涌出量的降低率愈大，同時，煤破碎后生成的煤塵也愈少。由此可見煤層注水具有如下優點：(1)可軟化煤層；降低截割和破碎能量，減少設備的損壞和提高采出率；(2)可延長發火周期，避免火災的發生；(3)可預防沖擊地壓的危害；(4)可降低工作場所溫度。所以，煤層注水一直是煤礦最為樂意采用的技術方法。

要使煤層濕潤和軟化，前提是煤體中必須有水。如何快速、有效地將水注入煤體中是“煤層注水”這項技術措施成敗的關鍵。目前的注水系統一般采用井下靜壓注水或高壓水泵加壓注水。靜壓注水是最簡便的方法，對于透氣性很好的煤層效果良好。但靜壓水的壓力有限，不適用于透氣性較差的煤層。采用高壓水泵加壓注水雖然拓寬了常壓注水的適用范圍，但水泵提供的壓力也是有限的，對于透氣性很差的煤層，也難以達到理想效果。同時注水泵的壓力越高，設備的運行、維護和管理要求也越高。據了解，目前煤礦迫切期盼一種新特的注水技術出現，能夠快速、有效地將水注入煤層、特別是透氣性很差的“難注”煤層中。不僅如此，解決難注煤層的注水問題已經引起了國家、政府管理部門和科技工作者的廣泛關注。

實用新型內容

本實用新型的目的是根據已有技術存在的問題，提供一種設備體積小、重量輕、性能可靠、使用壽命長的煤層高壓脈動水錘注水裝置。

本實用新型的煤層高壓脈動水錘注水裝置，它包括高壓缸體，與高壓缸體順序連為一體的低壓缸體和主彈簧座，低壓缸體和主彈簧座的腔體內設有可上下整體移動的活塞組件；高壓缸體頂部設有與注水管相連的接口；低壓缸體的殼體上設有與低壓水相連的接口；主彈簧座內設有可使活塞組件復位的主彈彈簧，其底部設有觸發頂桿和出水接頭，觸發頂桿上設有觸發彈簧。

所述的活塞組件由空心管柱塞、與空心管柱塞連為一體的活塞和固定在空心管柱塞底端的水流觸動閥構成，空心管柱塞上開有多個進水孔，靠高壓缸體的一端封閉，活塞上開有與空心管柱塞相連通的進水孔；所述的水流觸動閥由固定在活塞上的閥芯外套、設在閥芯外套內的主閥芯和與其相配合的閥座螺母構成，主閥芯內設有觸發閥芯和與其相配合的復位彈簧，閥座螺母固定在閥芯外套上；觸發閥芯上設有多個出水孔；主閥芯頂部設有一個具有節流作用的小孔，閥芯外套殼體上設有多個出水孔；所述的空心管柱塞和與其連為一體的活塞與低壓缸體的配合面上設有密封圈；所述的主閥芯與閥芯外套之間設有密封圈。

本實用新型的煤層高壓脈動水錘注水裝置，最適用于煤層、??特別是透氣性很差的難注煤層的快速、有效注水，以預防煤層被開采過程中因瓦斯和煤塵超限而引發煤礦安全問題，還可廣泛應用于電廠，石油化工等行業的有壓管路、設備的防垢、除垢和清洗。采用高、低壓缸和上下移動的活塞組件，利用水的“不可壓縮”性和水力捶擊所能產生的瞬時高壓將煤層振裂，使壓力水通過這些裂隙順利滲入煤體中，達到快速、均勻濕潤煤體的目的。該裝置能夠快速、有效地將水注入煤層、特別是透氣性很差的“難注”煤層中，能提高煤礦的生產效率和安全。其結構緊湊，操作簡單，使用方便，具有廣泛的實用性。

附圖說明

附圖是本實用新型液動水錘發生器結構圖。