新型水力擴(kuò)孔擴(kuò)煤量的計(jì)量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)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(kuò)孔擴(kuò)煤量的計(jì)量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)是世界上最大的原煤生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)，同時(shí)也是煤礦災(zāi)害最為嚴(yán)重的國(guó)家，瓦斯、水、火、煤塵、頂板事故時(shí)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(huì)影響。
[0003]我國(guó)大部分煤層賦存具有“三高一低”的特點(diǎn)，S卩: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(diǎn)。該特點(diǎn)使得我國(guó)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(shí)間長(zhǎng)，易導(dǎo)致煤巷掘進(jìn)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(qiáng)化瓦斯抽采成為眾多煤礦亟待解決的問題。
[0004]《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》等規(guī)定、規(guī)程要求對(duì)突出煤層采用保護(hù)層開采、預(yù)抽煤層瓦斯2種區(qū)域防突措施。但我國(guó)相當(dāng)一部分煤層不具備保護(hù)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(guò)在巖巷中施工穿層鉆孔進(jìn)行瓦斯抽采，安全性較高，在很多煤礦進(jìn)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(diǎn)，也在一定程度上限制了該方法的應(yīng)用。
[0005]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(kuò)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(jiǎn)單有效的增透手段。由于水力擴(kuò)孔措施經(jīng)濟(jì)、有效，各煤礦企業(yè)廣泛采用該措施進(jìn)行煤層卸壓，以期增加煤層透氣性，強(qiáng)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(xiǎn)性，提高煤巷掘進(jìn)速度。
[0006]水力擴(kuò)孔擴(kuò)煤量是考察擴(kuò)孔效果的重要參數(shù)。但目前在進(jìn)行擴(kuò)煤量計(jì)量時(shí)，一般采用防噴裝置、水倉(cāng)或編織袋收集擴(kuò)孔剝落水煤漿、用礦車進(jìn)行計(jì)量的方法進(jìn)行計(jì)量。這些方法操作復(fù)雜，且只能計(jì)量擴(kuò)孔作業(yè)場(chǎng)所附近沉淀的大顆粒煤體，無(wú)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(jì)量誤差；同時(shí)，該方法需要等擴(kuò)孔完成后收集擴(kuò)孔過(guò)程中所產(chǎn)生的大顆粒煤體及部分煤泥，作業(yè)時(shí)間較長(zhǎng)，且擴(kuò)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(dòng)強(qiáng)度大。
[0007]為了克服上述水力擴(kuò)孔擴(kuò)煤量計(jì)量設(shè)備與計(jì)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(kuò)孔擴(kuò)煤量的計(jì)量精度、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，以確保水力擴(kuò)孔成果，提高煤層瓦斯抽采效果，保證煤礦安全生產(chǎn)?！緦?shí)用新型內(nèi)容】
[0008]本實(shí)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(jì)合理、安全可靠、能夠準(zhǔn)確、快速計(jì)量水力擴(kuò)孔擴(kuò)煤量的新型水力擴(kuò)孔擴(kuò)煤量的計(jì)量裝置。
[0009]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:新型水力擴(kuò)孔擴(kuò)煤量的計(jì)量裝置，包括鋪設(shè)在巷道內(nèi)的道軌、沿道軌行進(jìn)的礦車和設(shè)在巷道內(nèi)的鉆機(jī)及高壓栗系統(tǒng)，鉆機(jī)及高壓栗系統(tǒng)傳動(dòng)連接有擴(kuò)孔鉆桿，擴(kuò)孔鉆桿端部設(shè)有鉆頭，鉆機(jī)及高壓栗系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)擴(kuò)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(guò)濾筒，沉淀桶和過(guò)濾筒位于鉆孔的孔口正下方，沉淀桶上半部均勻設(shè)有過(guò)濾孔，過(guò)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(gè)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)。
[0010]中間的一個(gè)鋼絲圈上沿圓周方向均勻設(shè)有四個(gè)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(guò)濾孔的位置。
[0011]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。
[0012]采用本實(shí)用新型進(jìn)行計(jì)量的方法，包括以下步驟:
[0013](1)、加工制作兩套同規(guī)格的沉淀桶和過(guò)濾筒
[0014]A、沉淀桶的加工制作:采用厚度為2mm的鋼質(zhì)材料圓筒進(jìn)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(guò)濾孔，相鄰過(guò)濾孔的間距為50mm X 50mm；
[0015]B、過(guò)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(zhǎng)度的過(guò)濾筒;具體加工制作方法為:
[0016]①將5根長(zhǎng)度均為3200mm的鋼絲等距離橫向平行擺放，將8根長(zhǎng)度為800mm的伸縮支撐桿等距離縱向固定在的5根鋼絲上；
[0017]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；
[0018]③在中間的第三根鋼絲上面等距離固定4個(gè)快捷掛鉤，這樣可使固定紗網(wǎng)的鋼絲可以卷成鋼絲圈后插入到沉淀桶內(nèi)通過(guò)快捷掛鉤方便掛接固定在沉淀桶的上端邊沿，并使紗網(wǎng)的下沿覆蓋沉淀桶最下面的過(guò)濾孔，以防止顆粒煤和粉煤隨水體通過(guò)過(guò)濾孔流出；
[0019]④將固定紗網(wǎng)及伸縮支撐桿的鋼絲卷起來(lái)送入沉淀桶，在鋼絲的彈性作用下使得紗網(wǎng)緊緊貼合在沉淀桶的內(nèi)壁，并使紗網(wǎng)的下沿低于沉淀桶最下面的過(guò)濾孔，用快捷掛鉤掛在沉淀桶上，并根據(jù)粉煤的多少操作伸縮支撐桿進(jìn)行伸縮來(lái)調(diào)整紗網(wǎng)的高度；
[0020](2)、收集水力擴(kuò)孔產(chǎn)生的水煤漿
[0021]在巷道內(nèi)布置鉆機(jī)及高壓栗系統(tǒng)、擴(kuò)孔鉆桿和鉆頭，并將礦車停放到鄰近鉆機(jī)及高壓栗系統(tǒng)附近，將沉淀桶和過(guò)濾筒置于所擴(kuò)鉆孔的孔口正下方，保證水力擴(kuò)孔過(guò)程中所產(chǎn)生的水煤漿全部進(jìn)入沉淀桶內(nèi)，然后進(jìn)行水力擴(kuò)孔作業(yè)，從孔口排出的水煤漿落到沉淀桶內(nèi)；
[0022](3)、沉淀顆粒煤及排出水體
[0023]①由于水、煤的密度不同，在自重應(yīng)力的作用下，擴(kuò)孔所產(chǎn)生水煤漿中較大的顆粒煤會(huì)自動(dòng)沉淀在沉淀筒下部；
[0024]②在沉淀桶的上部開設(shè)的大量過(guò)濾孔，使水煤漿經(jīng)過(guò)初步沉淀的水體經(jīng)過(guò)濾孔及紗網(wǎng)不斷排出；
[0025](4)、粉煤收集
[0026]在沉淀桶的上部安設(shè)的過(guò)濾筒，將漂浮在水煤漿上部的粉煤進(jìn)行攔截、過(guò)濾和收集，并根據(jù)粉煤的堆積速度及水煤漿的流速調(diào)整伸縮支撐桿的高度，以防止粉煤溢出紗網(wǎng)之外；
[0027](5)、擴(kuò)煤量計(jì)量
[0028]當(dāng)沉淀桶內(nèi)沉淀煤體高度達(dá)到沉淀桶高度一半時(shí)，將收集的顆粒煤及粉煤及時(shí)倒入礦車內(nèi)，更換另一套沉淀桶和過(guò)濾筒繼續(xù)接水煤漿，粉煤在礦車內(nèi)進(jìn)一步沉淀;根據(jù)礦車內(nèi)顆粒煤、粉煤的高度及煤體的容重計(jì)算水力擴(kuò)孔擴(kuò)煤量的重量；當(dāng)沉淀桶內(nèi)沉淀煤體高度達(dá)到沉淀桶高度一半時(shí)，及時(shí)更換沉淀桶和過(guò)濾筒，保證沖孔過(guò)程不間斷，以提高水力擴(kuò)孔作業(yè)的效率。
[0029]采用上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的工藝原理是:利用煤體自重，將落入沉淀桶的較大顆粒煤進(jìn)行自動(dòng)沉淀并收集;采用紗網(wǎng)配合鋼絲圈及伸縮支撐桿形成可變長(zhǎng)度的過(guò)濾筒，利用粉煤的浮力，通過(guò)過(guò)濾筒對(duì)粉煤進(jìn)行過(guò)濾并收集;將收集到的顆粒煤和粉煤倒入礦車內(nèi)，根據(jù)礦車內(nèi)煤體的高度計(jì)算擴(kuò)煤量。
[0030]本實(shí)用新型按上述工藝流程，能夠方便現(xiàn)場(chǎng)操作，且能同時(shí)收集擴(kuò)孔過(guò)程中所產(chǎn)生的顆粒煤和粉煤，提高了擴(kuò)煤量的計(jì)量精度；同時(shí)，該裝備和方法還實(shí)現(xiàn)了及時(shí)將擴(kuò)孔產(chǎn)生的煤體直接送入礦車，大大減少了收集煤樣的時(shí)間，降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度。
[0031]采用本實(shí)用新型的水力擴(kuò)孔擴(kuò)煤量計(jì)量裝置與計(jì)量方法的意義為:在水力擴(kuò)孔過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)