專利名稱：礦用高壓水射流防突增透系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于煤礦安全技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種煤礦瓦斯處理裝置，具體涉 及一種礦用高壓水射流防突增透系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在煤礦生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生易燃易爆的瓦斯，尤其瓦斯的含量為5%-16% 時(shí)非常容易誘發(fā)導(dǎo)致爆炸，瓦斯抽放是防治煤礦災(zāi)害事故的根本措施。為
了煤礦的生產(chǎn)安全，目前，通常有三種處理瓦斯的措施， 一是通過加大供 風(fēng)量，稀釋煤礦中的瓦斯含量；二是對(duì)瓦斯電漏部位釆取封堵的辦法，三 是通過抽吸的辦法將瓦斯從濃度大的部分排到其他地方。這三種措施取得 較好效果的前提是需要將瓦斯從煤層中徹底釋放出來。原始煤層透氣性 差，瓦斯含量高，目前，通常用打煤層抽放孔的方法增加原始煤層的透氣 性，但該方法勞動(dòng)強(qiáng)度大，自動(dòng)化程度低，生產(chǎn)成本高且煤層瓦斯抽放效 率低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一 種礦用高壓水射流防突增透系統(tǒng)，該系統(tǒng)以高壓水射流切割理論為基礎(chǔ)， 通過高壓水射流對(duì)煤層抽放孔進(jìn)行切割和增透，增加了煤層的透氣性。通 過調(diào)整設(shè)備參數(shù)，可適應(yīng)于不同軟硬煤層，不會(huì)造成塌孔、堵孔現(xiàn)象。該 系統(tǒng)勞動(dòng)強(qiáng)度低，自動(dòng)化程度高，使用范圍廣，生產(chǎn)成本低且煤層瓦斯抽 放效率高。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明釆用的技術(shù)方案是 一種礦用高壓水射流 防突增透系統(tǒng)，包括將水箱內(nèi)的水加壓后連續(xù)注入主管路內(nèi)的高壓泵站和推進(jìn)高壓硬質(zhì)膠管前進(jìn)的膠管推進(jìn)器，其特征在于所述高壓泵站入口與 水箱出口相連通，高壓泵站出口通過高壓軟管與高壓硬質(zhì)膠管連通，高壓 硬質(zhì)膠管穿過膠管推進(jìn)器與穩(wěn)壓器入口相連通，所述穩(wěn)壓器的出口與旋轉(zhuǎn)
接頭入口相連通，旋轉(zhuǎn)接頭出口與自旋噴頭入口相連通；膠管推進(jìn)控制器 與膠管推進(jìn)器和電動(dòng)機(jī)一相連。
所述高壓硬質(zhì)膠管由內(nèi)膠層、中膠層、增強(qiáng)層和外膠層組成，增強(qiáng)層 由2層、4層或6層鋼絲纏繞而成。
所述自旋噴頭上偏心設(shè)有噴嘴孔，噴嘴孔經(jīng)螺紋連接有噴嘴，噴嘴內(nèi) 部設(shè)置有穩(wěn)流閥，噴嘴頂面設(shè)置有噴水口。
所述高壓硬質(zhì)膠管與穩(wěn)壓器入口通過螺紋相連接。 所述穩(wěn)壓器的出口與旋轉(zhuǎn)接頭入口通過絲扣相連接。 所述旋轉(zhuǎn)接頭出口與自旋噴頭通過絲扣相連接 所述電動(dòng)機(jī)二的開關(guān)為防爆開關(guān)。 所述高壓泵站的額定壓力為7謹(jǐn)Pa,流量為70L/min。 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)
U)勞動(dòng)強(qiáng)度低；推進(jìn)控制器控制膠管推進(jìn)器工作，使高壓硬質(zhì)膠 管按照工作要求推進(jìn)，無需人工推進(jìn)定位，勞動(dòng)強(qiáng)度低；
(2) 自動(dòng)化程度高，使用操作簡(jiǎn)便；根據(jù)礦用高壓水射流防突增透 系統(tǒng)運(yùn)行特點(diǎn)設(shè)計(jì)的自動(dòng)控制程序，可使控制器自動(dòng)控制該系統(tǒng)的工作， 無需人工操作；
(3) 運(yùn)行穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)緊湊；工作過程中系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)，高壓硬質(zhì)膠 管安全耐用，可靠性高，可確保礦用高壓水射流防突增透系統(tǒng)長期穩(wěn)定運(yùn) 行。
(4) 使用范圍廣；不僅可以使用煤礦安全領(lǐng)域，還可用于管道除銹 等領(lǐng)域；
(5) 生產(chǎn)成本低煤層瓦斯抽放效率高；由試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，使用該系 統(tǒng)使瓦斯抽放量提高3倍以上，瓦斯抽放速率提高3倍以上，煤層瓦斯抽
4放效率和防突效果顯著提高。
下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


圖l為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖
圖2為本發(fā)明自旋噴頭的主視圖。 圖3為圖2的A-A剖視圖。 圖4為本發(fā)明噴嘴的主視圖。 圖5為圖4的B-B剖視圖。 附圖標(biāo)記說明
l一高壓泵站； 4一高壓硬質(zhì)膠管: 7—旋轉(zhuǎn)接頭； IO—電動(dòng)機(jī)一； 13 —噴嘴孔； 16 —噴水口 ；
2—水箱；
5—膠管推進(jìn)器;
8—自旋噴頭；
ll一電動(dòng)機(jī)二；
14一噴嘴；
17—壓柱；
3—高壓軟管；
6—穩(wěn)壓器；
9一推進(jìn)控制器；
12 —防爆開關(guān)
15—穩(wěn)流器；
18—煤層抽放孔(
具體實(shí)施例方式
如圖1所示的一種礦用高壓水射流防突增透系統(tǒng)，包括將水箱2內(nèi)的 水加壓后連續(xù)注入主管路內(nèi)的高壓泵站l和推進(jìn)高壓硬質(zhì)膠管4前進(jìn)的膠 管推進(jìn)器5，所述高壓泵站1入口與水箱2出口連通，高壓泵站l出口通 過高壓軟管3與高壓硬質(zhì)膠管4相連通，高壓硬質(zhì)膠管4穿過膠管推進(jìn)器 5與穩(wěn)壓器6入口相連通，所述穩(wěn)壓器6的出口與旋轉(zhuǎn)接頭7入口相連通， 旋轉(zhuǎn)接頭7出口與自旋噴頭8入口相連通；膠管推進(jìn)控制器9與膠管推進(jìn) 器5和電動(dòng)機(jī)一 IO相連。
如圖l所示，高壓硬質(zhì)膠管4由內(nèi)膠層、中膠層、增強(qiáng)層和外膠層組 成，增強(qiáng)層由2層、4層或6層鋼絲纏繞而成。耐液體的內(nèi)膠層、中膠層和外膠層使高壓硬質(zhì)膠管4具有更好的防水性，保護(hù)鋼絲不受侵蝕，同時(shí)
外膠層還起到保護(hù)鋼絲不受損傷的作用。鋼絲層(2層或4層、6層鋼絲 纏繞的增強(qiáng)層)是骨架材料，起增強(qiáng)作用，可以使高壓硬質(zhì)膠管4具有更 好的強(qiáng)度和硬度，由于高壓硬質(zhì)膠管4具有很高的硬度，膠管推進(jìn)器5的 壓柱17夾緊高壓硬質(zhì)膠管4時(shí)，高壓硬質(zhì)膠管4不會(huì)被夾扁變形；同時(shí) 由于高壓硬質(zhì)膠管4具有很高的強(qiáng)度，在膠管推進(jìn)器5的壓柱17夾緊高 壓硬質(zhì)膠管4前進(jìn)時(shí)，高壓硬質(zhì)膠管4前進(jìn)順暢、不會(huì)打折彎曲。
如圖2、 3、 4和5所示，自旋噴頭8上偏心設(shè)有噴嘴孔13，噴嘴孔13 經(jīng)螺紋連接有噴嘴14，噴嘴14內(nèi)部設(shè)置有穩(wěn)流閥15，噴嘴14頂面設(shè)置 有噴水口 16。
如圖l所示，高壓硬質(zhì)膠管4與穩(wěn)壓器6入口通過螺紋相連接。 如圖l所示，穩(wěn)壓器6的出口與旋轉(zhuǎn)接頭7入口通過絲扣相連接。 如圖l、圖2和圖3所示，旋轉(zhuǎn)接頭7出口與自旋噴頭8通過絲扣相連接。
如圖1和圖5所示，電動(dòng)機(jī)二 11的開關(guān)為防爆開關(guān)12。防爆開關(guān)12 具有良好的密封性，可以防止開關(guān)內(nèi)的電火花引燃外界易燃易爆的瓦斯， 使用防爆開關(guān)12可以大大增加礦用高壓水射流防突增透系統(tǒng)在使用過程 中的安全性，使煤礦安全得到有力的保障。
如圖1所示，高壓泵站1的額定壓力為7畫Pa，流量為70L/min。泵站 1的額定壓力為70MPa時(shí)，可以使噴水口 16中水流在切削過程中具有很高 的壓力和流速，從而使水流在煤層中切割和增透更加快捷流暢；泵站1的 流量為70L/min時(shí)，在切削過程中通過噴水口 16的水流量比較大，從而 使煤層抽放孔18排渣更為流暢。
如圖1所示，高壓硬質(zhì)膠管4輸入孔深為100m以上。高壓硬質(zhì)膠管4 輸入孔深為100m以上，可以保證高壓硬質(zhì)膠管4在煤層抽放孔18內(nèi)的前 進(jìn)距離在100m以上，從而使一次切割和增透的煤層較厚。
本發(fā)明的工作過程是首先將自旋噴頭8放入已鉆好的煤層抽放孔18內(nèi)A工位處，打開防爆開關(guān)ll，啟動(dòng)高壓泵站l,高壓泵站1將水箱2中
的水抽出并加壓到70MPa，并將流量控制為70L/min以上。高壓水流流經(jīng)高壓軟管3、高壓硬質(zhì)膠管4、穩(wěn)流器6和旋轉(zhuǎn)接頭7，進(jìn)入自旋噴頭8，高壓水流推動(dòng)自旋噴頭8,使其自動(dòng)旋轉(zhuǎn)，同時(shí)高壓水流經(jīng)過噴嘴14的穩(wěn)流閬15穩(wěn)流后，噴出1. 6毫米的高壓水射流對(duì)煤層進(jìn)行切割和增透，在A工位形成煤層切縫。
A工位切縫完成后，膠管推進(jìn)控制器9控制膠管推進(jìn)器5的壓柱17夾緊高壓硬質(zhì)膠管4,在壓柱17夾緊高壓硬質(zhì)膠管4的同時(shí)，膠管推進(jìn)器5向前推動(dòng)髙壓硬質(zhì)膠管4，使自旋噴頭8前進(jìn)至B (下一個(gè))切割工位，高壓泵站1將水箱2中的水抽出并加壓到70MPa，并將流量控制為70L/niin以上。高壓水流流經(jīng)高壓軟管3、高壓硬質(zhì)膠管4、穩(wěn)流器6和旋轉(zhuǎn)接頭7,進(jìn)入自旋噴頭8,高壓水流推動(dòng)自旋噴頭8,使其自動(dòng)旋轉(zhuǎn)，同時(shí)高壓水流經(jīng)過噴嘴14的穩(wěn)流閥15穩(wěn)流后，噴出1. 6亳米的高壓水射流對(duì)煤層進(jìn)行切割和增透，在B工位形成煤層切縫。
B切割工位完成切割和增透后，可進(jìn)入下一個(gè)切割工位，同理自旋噴頭8可逐步深入煤層的抽放孔進(jìn)行多工位切割和增透，從而使煤層中的瓦斯經(jīng)過煤層抽放孔18各個(gè)切縫排出煤層。
煤層抽放孔18中各個(gè)切割工位切縫完成后，膠管推進(jìn)控制器9控制膠管推進(jìn)器5的壓柱17夾緊高壓硬質(zhì)膠管4，在壓柱17夾緊高壓硬質(zhì)膠管4同時(shí)，膠管推進(jìn)器5向后拖動(dòng)高壓硬質(zhì)膠管4，從而使自旋噴頭8后退至前一切割工位，膠管推進(jìn)控制器9控制膠管推進(jìn)器5的壓柱17松開高壓硬質(zhì)膠管4,同時(shí)膠管推進(jìn)器5向前滑動(dòng)至原位置。重復(fù)以上動(dòng)作，直至將硬質(zhì)膠管4從煤層抽放孔18中全部抽出，然后關(guān)掉防爆開關(guān)11,關(guān)閉高壓泵站l，完成對(duì)煤層抽放孔18的切割和增透。
根據(jù)煤層硬度的不同，可選用不同壓力和不同流量的高壓水射流，從而使自旋噴頭旋轉(zhuǎn)的速度在200-1500轉(zhuǎn)的范圍內(nèi)調(diào)整。在高壓水射流對(duì)煤層進(jìn)行切割和增透的同時(shí)，水流可帶動(dòng)切下的煤渣經(jīng)煤層抽放孔18排出。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變換，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
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權(quán)利要求
1.一種礦用高壓水射流防突增透系統(tǒng)，包括將水箱(2)內(nèi)的水加壓后連續(xù)注入主管路內(nèi)的高壓泵站(1)和推進(jìn)高壓硬質(zhì)膠管(4)前進(jìn)的膠管推進(jìn)器(5)，其特征在于所述高壓泵站(1)入口與水箱(2)出口連通，高壓泵站(1)出口通過高壓軟管(3)與高壓硬質(zhì)膠管(4)連通，高壓硬質(zhì)膠管(4)穿過膠管推進(jìn)器(5)與穩(wěn)壓器(6)入口相連通，所述穩(wěn)壓器(6)的出口與旋轉(zhuǎn)接頭(7)入口相連通，旋轉(zhuǎn)接頭(7)出口與自旋噴頭(8)入口相連通；膠管推進(jìn)控制器(9)與膠管推進(jìn)器(5)和電動(dòng)機(jī)一(10)相連。
2. 按照權(quán)利要求1所述的礦用高壓水射流防突增透系統(tǒng)，其特征在于 所述高壓硬質(zhì)膠管(4)由內(nèi)膠層、中膠層、增強(qiáng)層和外膠層組成，增強(qiáng) 層由2層、4層或6層鋼絲纏繞而成。
3. 按照權(quán)利要求1所述的礦用高壓水射流防突增透系統(tǒng)，其特征在于 自旋噴頭(8)上偏心設(shè)有噴嘴孔(13)，噴嘴孔(13)經(jīng)螺紋連接有噴 嘴U4),噴嘴(14)內(nèi)部設(shè)置有穩(wěn)流閥(l5),噴嘴(IO頂面設(shè)置有 噴水口 (16)。
4. 按照權(quán)利要求1所述的礦用高壓水射流防突增透系統(tǒng)，其特征在于 所述高壓硬質(zhì)膠管(4)與穩(wěn)壓器(6)入口通過螺紋相連接。
5. 按照權(quán)利要求l所述的礦用高壓水射流防突增透系統(tǒng)，其特征在于 所述穩(wěn)壓器(6)的出口與旋轉(zhuǎn)接頭(7)入口通過絲扣相連接。
6. 按照權(quán)利要求l所述的礦用高壓水射流防突增透系統(tǒng)，其特征在于 所述旋轉(zhuǎn)接頭(7 )出口與自旋噴頭(8 )通過絲扣相連接。
7. 按照權(quán)利要求1所述的礦用高壓水射流防突增透系統(tǒng)，其特征在于 電動(dòng)機(jī)二 (11)的開關(guān)為防爆開關(guān)(12)。
8. 按照權(quán)利要求1所述的礦用高壓水射流防突增透系統(tǒng)，其特征在于 所述高壓泵站(1)的額定壓力為7謹(jǐn)Pa,流量為70L/min。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種礦用高壓水射流防突增透系統(tǒng)，包括將水箱內(nèi)的水加壓后連續(xù)注入主管路內(nèi)的高壓泵站和推進(jìn)高壓硬質(zhì)膠管前進(jìn)的膠管推進(jìn)器，所述高壓泵站入口與水箱出口連通，高壓泵站出口通過高壓軟管與高壓硬質(zhì)膠管連通，高壓硬質(zhì)膠管穿過膠管推進(jìn)器與穩(wěn)壓器入口相連通，所述穩(wěn)壓器的出口與旋轉(zhuǎn)接頭入口相連通，旋轉(zhuǎn)接頭出口與自旋噴頭入口相連通；膠管推進(jìn)控制器與膠管推進(jìn)器和電動(dòng)機(jī)一相連。該系統(tǒng)勞動(dòng)強(qiáng)度低，自動(dòng)化程度低，使用范圍廣，生產(chǎn)成本低且煤層瓦斯抽放效率高。
文檔編號(hào)E21F7/00GK101666240SQ200910024080
公開日2010年3月10日 申請(qǐng)日期2009年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月27日
發(fā)明者肖魁元 申請(qǐng)人:西安美尼礦山設(shè)備科技有限公司