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专利号: 2014103749498
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 土层或岩石的钻进;采矿
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种增阻导流连续钻进预测煤巷突出的流量方法,包括在煤巷工作面前方的软煤层方向打一Φ90mm左右、长900mm的孔,将封孔装置置入其中,使之膨胀后密封住钻孔;其特征是:维持煤屑排出管的渗流阻力始终处于较高状态,迫使钻孔中涌出的瓦斯流向阻力较低的流量管,以便在麻花钻杆钻进的过程中准确测定钻孔中涌出的瓦斯量;在打钻过程中,如果遇到钻孔中喷孔,大量的煤屑与瓦斯急速涌出,受煤屑排出管中煤屑的阻碍,将进入双锥体过滤筒的下部,料位开关将显示,这时必须保持煤电钻运转但停止进钻,操作双锥体过滤筒上部的推杆,将双锥体过滤筒下部的煤屑推出,疏通双锥体过滤筒内的瓦斯通道;如果煤巷工作面前方的煤层赋存差异较大,在巷道的另一边再打一预测钻孔,根据两次的测定结果,取最危险的测定结果作为预报依据;

预测突出的流量法的具体步骤如下:

第一步,将流量管和煤屑漏斗及煤屑排出管与封孔装置连接,在煤屑漏斗上挂上定位挡板;将流量管上的高流速传感器、低流速传感器和料位开关及煤电钻上的位移传感器与主机相连;麻花钻杆从煤屑排出管中直接插入,进入到煤层中,后部连上煤电钻,即可进行打钻测试;

第二步,先向煤屑漏斗中加满煤屑,并在钻进过程中不断将打钻排出的煤屑加入煤屑漏斗,保持漏斗中的煤屑处于加满状态;按下主机上的开始键,再启动煤电钻,带动麻花钻杆向煤层前方打钻,边打钻,边记录从钻孔中涌出的瓦斯气体流量及钻头的位移值;

第三步,当打完一根钻杆后,停下煤电钻;拔下煤电钻与麻花钻杆之间的插销,使得煤电钻与麻花钻杆脱离,接入一根新的麻花钻杆;

第四步,启动煤电钻向煤层前方打钻,继续进行测定工作;

第五步,当钻孔较深时,继续上述同样的步骤,直到麻花钻杆打到预定的深度为止,按停止键;

第六步,按数据处理键,运行数据处理程序,将测定的电流信号转换为各传感器的瓦斯流量值和钻头的位移值,高流速传感器、低流速传感器测定的流量值以低流速传感器是否在测定范围来确定其一作为钻孔涌出的瓦斯流量;再将随时间分布的流量曲线转换为按钻孔深度分布的流量曲线;

第七步,按显示键,在主机屏幕上显示出沿孔深分布的瓦斯流量变化曲线;

第八步,在沿孔深分布的瓦斯流量曲线上选出流量最大的部位计算出单位长度钻孔上的瓦斯涌出总量;按预测键,与临界值相比,判断涌出量最大部位的煤体是否具有突出危险性,据此也可以确定该工作面下一掘进循环的安全进尺深度;

第九步,按存盘键,并赋予文件名,对本次预测的数据进行存盘;

第十步,按结束键,结束测定工作。

2.一种实现权利要求1所述增阻导流连续钻进预测煤巷突出的流量法的装置,其特征在于:它包括麻花钻杆、封孔装置、双锥体过滤筒、流量管、高流速传感器、低流速传感器、导流装置、推杆、料位开关、煤屑漏斗、定位挡板、煤屑排出管、手压泵、主机、煤电钻和位移传感器;封孔装置置于煤孔中,封孔装置位于煤孔的外端连接有双锥体过滤筒、煤屑漏斗和煤屑排出管,同时与手压泵连接;流量管和导流装置连接后与双锥体过滤筒的上端连接,在双锥体过滤筒的上部安装有推杆,在双锥体过滤筒的下部安装有料位开关;在流量管上分别连接有高流速传感器、低流速传感器;高流速传感器、低流速传感器、料位开关和位移传感器的输出端通过导线与主机的输入端连接,主机的输出端与煤电钻连接;在煤屑漏斗的外壁上连接有定位挡板,定位挡板与位移传感器相对应;麻花钻杆与煤电钻连接,麻花钻杆连接钻头后从煤屑排出管穿过封孔装置进入煤层。

3.根据权利要求2所述的一种增阻导流连续钻进预测煤巷突出的装置,其特征在于:

所述的主机包括:壳体、功率变送器、双路本质安全型电源、调理电路板、计算机、显示屏和本安触摸式鼠标;双路本质安全型电源主要为外部的各种传感器及料位开关提供本安电源;功率变送器的输入端与通过主机的三相电源相连,功率变送器的输出端与外部各种传感器输出端一起,与调理电路板的输入端连接;调理电路板的输出端又与计算机中的A/D-D/A模块及CPU模块相连;本安触摸式鼠标通过信号变换模块和USB电路模块与计算机的CPU模块连接,在显示屏上对计算机进行操作;CPU模块的输出端与显示模块连接,显示模块由显示器电源供电;功率变送器、互感器、双路本质安全型电源、调理电路板、计算机和显示屏均置于具有防爆功能的壳体之内。

4.根据权利要求2所述的一种增阻导流连续钻进预测煤巷突出的装置,其特征在于:

所述的流量管上安装的低流速传感器和高流速传感器测定瓦斯涌出量范围为0~1689升/分,足以满足钻孔中涌出的瓦斯流量测定的需要。