[實用新型]新型水力擴孔擴煤量的計量裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201521113134.0
• 申請日: 2015-12-29
• 公開（公告）號: CN205259947U
• 公開（公告）日: 2016-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬向攀;程小慶;袁軍偉;王兆豐;蔣曉改;劉軍;陳立偉;王林;王立國;安豐華
• 申請（專利權(quán)）人: 河南理工大學(xué)
• 主分類號: E21B7/28
• 分類號: E21B7/28;E21B21/01
• 代理公司: 鄭州豫開專利代理事務(wù)所(普通合伙) 41131
• 代理人: 朱俊峰

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于煤礦瓦斯災(zāi)害防治技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種新型水力擴孔擴煤量的計量裝置。

背景技術(shù)

我國是世界上最大的原煤生產(chǎn)國和消費國，同時也是煤礦災(zāi)害最為嚴(yán)重的國家，瓦斯、水、火、煤塵、頂板事故時有發(fā)生。在各種煤礦災(zāi)害中，煤礦瓦斯災(zāi)害尤其嚴(yán)重，每年均造成大量的人員傷亡和惡劣的社會影響。

我國大部分煤層賦存具有“三高一低”的特點，即：煤層具有高地應(yīng)力、高瓦斯含量、高瓦斯壓力及較低透氣性的特點。該特點使得我國煤層瓦斯采用單純的瓦斯抽采措施治理難度較大，尤其是突出煤層，其煤層透氣性更低，瓦斯含量及壓力更高，且瓦斯衰減速度快，使得煤層瓦斯抽采難度大，預(yù)抽時間長，易導(dǎo)致煤巷掘進速度緩慢，造成礦井抽、掘、采嚴(yán)重失調(diào)，極大限制了煤礦產(chǎn)能的發(fā)揮。提高煤層透氣性、強化瓦斯抽采成為眾多煤礦亟待解決的問題。

《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》等規(guī)定、規(guī)程要求對突出煤層采用保護層開采、預(yù)抽煤層瓦斯2種區(qū)域防突措施。但我國相當(dāng)一部分煤層不具備保護層開采條件，只能采取預(yù)抽煤層瓦斯的區(qū)域防突措施。預(yù)抽煤層瓦斯的方法包括地面鉆孔抽采、底板巖巷穿層鉆孔預(yù)抽煤巷條帶瓦斯等多種方法，其中，底板巖巷穿層鉆孔預(yù)抽煤巷條帶瓦斯措施由于通過在巖巷中施工穿層鉆孔進行瓦斯抽采，安全性較高，在很多煤礦進行了推廣應(yīng)用。但該瓦斯抽采方法也存在鉆孔工程量大、鉆孔利用率低、單孔流量小、抽采效果有限等缺點，也在一定程度上限制了該方法的應(yīng)用。

研究表明，煤層卸壓是提高其透氣性的有效途徑。在各種增透措施中，水力擴孔措施通常配套底板巖巷穿層鉆孔預(yù)抽煤巷條帶瓦斯，是一種簡單有效的增透手段。由于水力擴孔措施經(jīng)濟、有效，各煤礦企業(yè)廣泛采用該措施進行煤層卸壓，以期增加煤層透氣性，強化瓦斯抽采效果，快速降低瓦斯含量和瓦斯壓力，消除煤層突出危險性，提高煤巷掘進速度。

水力擴孔擴煤量是考察擴孔效果的重要參數(shù)。但目前在進行擴煤量計量時，一般采用防噴裝置、水倉或編織袋收集擴孔剝落水煤漿、用礦車進行計量的方法進行計量。這些方法操作復(fù)雜，且只能計量擴孔作業(yè)場所附近沉淀的大顆粒煤體，無法搜集小顆粒煤粉，使得大量的粉煤隨水流走，造成較大的計量誤差；同時，該方法需要等擴孔完成后收集擴孔過程中所產(chǎn)生的大顆粒煤體及部分煤泥，作業(yè)時間較長，且擴孔所產(chǎn)生的煤體需要工人用鐵鍬等工具從巷道底板鏟入礦車，工人勞動強度大。

為了克服上述水力擴孔擴煤量計量設(shè)備與計量方法存在的缺陷，亟需尋求新的設(shè)備和方法，提高水力擴孔擴煤量的計量精度、減輕勞動強度，以確保水力擴孔成果，提高煤層瓦斯抽采效果，保證煤礦安全生產(chǎn)。

實用新型內(nèi)容

本實用新型為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種設(shè)計合理、安全可靠、能夠準(zhǔn)確、快速計量水力擴孔擴煤量的新型水力擴孔擴煤量的計量裝置。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用如下技術(shù)方案：新型水力擴孔擴煤量的計量裝置，包括鋪設(shè)在巷道內(nèi)的道軌、沿道軌行進的礦車和設(shè)在巷道內(nèi)的鉆機及高壓泵系統(tǒng)，鉆機及高壓泵系統(tǒng)傳動連接有擴孔鉆桿，擴孔鉆桿端部設(shè)有鉆頭，鉆機及高壓泵系統(tǒng)驅(qū)動擴孔鉆桿和鉆頭傾斜向上鉆孔，還包括沉淀桶和設(shè)在沉淀桶內(nèi)并向上伸出沉淀桶的過濾筒，沉淀桶和過濾筒位于鉆孔的孔口正下方，沉淀桶上半部均勻設(shè)有過濾孔，過濾筒包括垂直設(shè)在沉淀桶內(nèi)并沿沉淀桶內(nèi)壁均勻布置的八根伸縮支撐桿，八根伸縮支撐桿上沿垂直方向設(shè)有五個鋼絲圈，所有伸縮支撐桿和鋼絲圈外設(shè)有圓筒形的紗網(wǎng)。

中間的一個鋼絲圈上沿圓周方向均勻設(shè)有四個快捷掛鉤，快捷掛鉤掛在沉淀桶的上端邊沿上，紗網(wǎng)的下端邊沿低于最下部的過濾孔的位置。

紗網(wǎng)上端設(shè)有上大下小呈圓錐形結(jié)構(gòu)的聚漿罩，聚漿罩的上端口的直徑大于紗網(wǎng)的內(nèi)徑。

采用本實用新型進行計量的方法，包括以下步驟:

（1）、加工制作兩套同規(guī)格的沉淀桶和過濾筒

A、沉淀桶的加工制作：采用厚度為2mm的鋼質(zhì)材料圓筒進行加工，圓筒高度1000mm，直徑800mm，在圓筒上部400mm處開設(shè)直徑為5mm的過濾孔，相鄰過濾孔的間距為50mm×50mm；

B、過濾筒的加工制作：采用紗網(wǎng)配合鋼絲圈及伸縮支撐桿形成可變長度的過濾筒；具體加工制作方法為：

①將5根長度均為3200mm的鋼絲等距離橫向平行擺放，將8根長度為800mm的伸縮支撐桿等距離縱向固定在的5根鋼絲上；

②將網(wǎng)孔直徑為2mm的紗網(wǎng)固定在伸縮支撐桿上，使紗網(wǎng)可隨伸縮支撐桿的伸縮調(diào)整紗網(wǎng)的高度；