[發(fā)明專利]一種瓦斯電閉鎖式氣動密封防噴裝置及其使用方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011539005.3
• 申請日: 2020-12-23
• 公開（公告）號: CN112523715A
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李學(xué)臣;魏培瑾;楊偉;張清田;郝殿;郭艷飛;葛學(xué)強(qiáng);魯聘新;毋楊;于起陽;薛文濤;朱明磊;易書鋼;姚學(xué)慶;趙峰;張鑫鵬;艾紅杰
• 申請（專利權(quán)）人: 焦作煤業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司;焦作煤業(yè)（集團(tuán)）演風(fēng)礦用安全設(shè)備有限責(zé)任公司
• 主分類號: E21B33/03
• 分類號: E21B33/03;E21B33/06;E21B44/00;E21F7/00;E21B43/00
• 代理公司: 鄭州浩德知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 41130
• 代理人: 王國旭

本發(fā)明公開了一種瓦斯電閉鎖式氣動密封防噴裝置，包括防噴密封裝置、孔口擠壓密封裝置以及控制裝置，所述防噴密封裝置出口與孔口擠壓密封裝置的進(jìn)口固定連接，所述防噴密封裝置包括防噴密封件、第一固定套筒、前端蓋、后端氣缸進(jìn)退機(jī)構(gòu)，所述第一固定套筒固定連接在防噴密封件內(nèi)部，所述前端蓋與第一固定套筒固定連接，所述后端氣缸進(jìn)退機(jī)構(gòu)設(shè)置在第一固定套筒上，所述前端蓋內(nèi)壁上套設(shè)有環(huán)形密封膠圈；利用電源信號轉(zhuǎn)換裝置達(dá)到瓦斯噴孔期間施工鉆機(jī)的電源閉鎖、氣動密封自動控制目的，實(shí)現(xiàn)鉆孔內(nèi)瓦斯的完全密封被動防護(hù)，有效杜絕鉆孔施工期間的瓦斯超限，大幅提高現(xiàn)場作業(yè)人員安全。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于煤礦井工開采技術(shù)領(lǐng)域，屬于煤礦瓦斯治理技術(shù)，具體涉及一種瓦斯電閉鎖式氣動密封防噴裝置及其使用方法。

背景技術(shù)

在不具備開采保護(hù)層條件的突出煤層，施工鉆孔預(yù)抽成為礦井瓦斯治理的必然選擇。然而由于煤層瓦斯含量高、壓力大，井下鉆孔施工期間，極易出現(xiàn)鉆孔內(nèi)煤屑和瓦斯短時(shí)間內(nèi)連續(xù)噴出的現(xiàn)象，一旦控制措施不到位，將會造成施工作業(yè)現(xiàn)場瓦斯高濃度超限，甚至引發(fā)瓦斯事故。特別是單一低透氣性煤層水力化增透措施的推廣應(yīng)用，進(jìn)一步加劇了鉆孔噴孔強(qiáng)度，造成簡易防噴裝置失效，即使在防噴裝置末端采取軟密封進(jìn)行主動防護(hù)，仍無法有效阻止劇烈噴孔條件下鉆孔瓦斯涌出。同時(shí)受鉆孔瓦斯噴孔突發(fā)性以及噴孔強(qiáng)度的隨機(jī)性影響，采取人工停鉆、二次防護(hù)往往具有明顯的滯后效應(yīng)，并進(jìn)一步增大了現(xiàn)場施工人員作業(yè)的安全風(fēng)險(xiǎn)。

因此，研發(fā)一種瓦斯電閉鎖式氣動密封防噴裝置，實(shí)現(xiàn)井下作業(yè)環(huán)境瓦斯?jié)舛葘?shí)時(shí)監(jiān)測及施工鉆機(jī)電源閉鎖、氣動密封自動控制，對有效杜絕鉆孔施工期間瓦斯涌出引發(fā)超限，大幅提高現(xiàn)場作業(yè)人員安全具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)上存在的問題，本發(fā)明提供一種瓦斯電閉鎖式氣動密封防噴裝置及其使用方法，通過瓦斯傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測施工作業(yè)環(huán)境瓦斯?jié)舛龋⒗秒娫葱盘栟D(zhuǎn)換裝置達(dá)到瓦斯噴孔期間施工鉆機(jī)的電源閉鎖、氣動密封自動控制的目的，實(shí)現(xiàn)鉆孔內(nèi)瓦斯的完全密封被動防護(hù)，有效杜絕鉆孔施工期間的瓦斯超限，大幅提高現(xiàn)場作業(yè)人員安全。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種瓦斯電閉鎖式氣動密封防噴裝置，包括防噴密封裝置、孔口擠壓密封裝置以及控制裝置，所述防噴密封裝置出口與孔口擠壓密封裝置的進(jìn)口固定連接，所述防噴密封裝置包括防噴密封件、第一固定套筒、前端蓋、后端氣缸進(jìn)退機(jī)構(gòu)，所述第一固定套筒固定連接在防噴密封件內(nèi)部，所述前端蓋與第一固定套筒固定連接，所述后端氣缸進(jìn)退機(jī)構(gòu)設(shè)置在第一固定套筒上，所述前端蓋內(nèi)壁上套設(shè)有環(huán)形密封膠圈；

所述后端氣缸進(jìn)退機(jī)構(gòu)包括第一氣缸腔、第一導(dǎo)向槽、擠壓環(huán)形實(shí)體膠圈進(jìn)氣口、退環(huán)形實(shí)體膠圈進(jìn)氣口，所述第一氣缸腔開設(shè)在第一固定套筒的筒壁上，所述擠壓環(huán)形實(shí)體膠圈進(jìn)氣口位于第一氣缸腔的一側(cè)并與第一氣缸腔相連通，所述退環(huán)形實(shí)體膠圈進(jìn)氣口位于第一氣缸腔的另一側(cè)并與第一氣缸腔相連通，所述第一氣缸腔通過第一導(dǎo)向槽與前端蓋相連通，所述第一導(dǎo)向槽內(nèi)滑動連接有第一活塞桿，所述第一活塞桿一端固定連接有第一活塞塊，所述第一活塞塊位于第一氣缸腔內(nèi)，所述第一活塞桿另一端固定連接有第一活塞板，所述第一活塞板與環(huán)形密封膠圈固定連接。

進(jìn)一步的，所述孔口擠壓密封裝置包括套管主體、前端氣缸進(jìn)退機(jī)構(gòu)、環(huán)形膨脹膠圈，所述前端氣缸進(jìn)退機(jī)構(gòu)固定連接在套管主體外周上，所述環(huán)形膨脹膠圈套設(shè)在套管主體外周上，所述前端氣缸進(jìn)退機(jī)構(gòu)與環(huán)形膨脹膠圈傳動連接，所述前端氣缸進(jìn)退機(jī)構(gòu)包括第二固定套筒、括第二氣缸腔、第二導(dǎo)向槽、擠壓膨脹膠圈進(jìn)氣口、退膨脹膠圈進(jìn)氣口，所述第二氣缸腔開設(shè)在第二固定套筒的筒壁上，所述擠壓膨脹膠圈進(jìn)氣口位于第二缸腔的一側(cè)并與第二氣缸腔相連通，所述退膨脹膠圈進(jìn)氣口位于第二缸腔的另一側(cè)并與第二缸腔相連通，所述第二氣缸腔通過第二導(dǎo)向槽與外界相連通，所述第二導(dǎo)向槽內(nèi)滑動連接有第二活塞桿，所述第二活塞桿一端固定連接有第二活塞塊，所述第二活塞塊位于第二氣缸腔內(nèi)，所述第二活塞桿另二端固定連接有第二活塞板，所述第二活塞板與環(huán)形膨脹膠圈固定連接。