氮氣排渣系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及煤礦開采技術(shù)，尤其涉及一種氮氣排渣系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]煤礦開采過程中，利用鉆孔預(yù)抽煤層瓦斯是重要的安全防護(hù)措施。鉆孔分為穿層鉆孔和順層鉆孔，穿層鉆孔指在巖石巷道或煤層巷道內(nèi)向相鄰煤層施工的鉆孔，順層鉆孔指沿地層層面鉆進(jìn)的鉆孔。其中，順層鉆孔由于鉆孔利用率高而成為抽采瓦斯的最基本形式。
[0003]順層鉆孔施工過程中，采用壓風(fēng)排渣方法排出孔內(nèi)鉆肩。該過程中，壓縮空氣經(jīng)鉆桿到達(dá)鉆孔的底部，在鉆孔的底部形成高速風(fēng)流，從而將鉆肩吹向鉆孔口，最終被排放到巷道中。
[0004]上述順層鉆孔施工過程中，大量壓縮空氣被注入到鉆孔中，為孔壁煤體提供了大量的氧氣；同時，鉆頭與煤壁相互作用產(chǎn)生高溫，導(dǎo)致煤體氧化速度加快，而煤體氧化釋放大量的一氧化碳，使得鉆孔成孔后存在大量的一氧化碳及蓄熱，燃燒爆炸隱患嚴(yán)重。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種氮氣排渣系統(tǒng)，通過從源頭上減少順層鉆孔施工過程中產(chǎn)生的一氧化碳，降低鉆孔燃燒爆炸隱患。
[0006]第一個方面，本發(fā)明實施例提供一種氮氣排渣系統(tǒng)，包括:
[0007]制氮設(shè)備、注氮管路、供風(fēng)管路、鉆桿，其中，
[0008]所述制氮設(shè)備，用于提供氮氣；
[0009]所述注氮管路的一端與所述制氮設(shè)備連接，另一端與所述供風(fēng)管路的輸入端連接，用于將所述氮氣注入到所述供風(fēng)管路；
[0010]所述供風(fēng)管路的輸出端與所述鉆桿連接，用于將所述氮氣通過所述鉆桿注入到鉆孔的底部，從而在所述鉆孔的底部形成高速風(fēng)流，將鉆肩排出。
[0011]在第一個方面的第一種可能的實現(xiàn)方式中，所述注氮管路的另一端通過2寸接頭與所述供風(fēng)管路的輸入端連接。
[0012]在第一個方面的第二種可能的實現(xiàn)方式中，該氮氣排渣系統(tǒng)還包括:一氧化碳濃度檢測裝置和第一卡接機(jī)構(gòu)，所述一氧化碳濃度檢測裝置通過所述第一卡接機(jī)構(gòu)卡接在所述鉆干靠近所述供風(fēng)管路的一端。
[0013]在第一個方面的第三種可能的實現(xiàn)方式中，該氮氣排渣系統(tǒng)還包括:溫度檢測裝置和第二卡接機(jī)構(gòu)，所述溫度檢測裝置通過所述第二卡接機(jī)構(gòu)卡接在所述鉆干靠近所述供風(fēng)管路的一端。
[0014]結(jié)合第一個方面、第一個方面的第一種至第三中任一種可能的實現(xiàn)方式，在第一個方面的第四種可能的實現(xiàn)方式中，所述供風(fēng)管路由高壓管制成。
[0015]結(jié)合第一個方面、第一個方面的第一種至第三中任一種可能的實現(xiàn)方式，在第一個方面的第五種可能的實現(xiàn)方式中，所述注氮管路與所述供風(fēng)管路的輸入端的連接處設(shè)置有密封圈。
[0016]結(jié)合第一個方面、第一個方面的第一種至第三中任一種可能的實現(xiàn)方式，在第一個方面的第六種可能的實現(xiàn)方式中，所述制氮設(shè)備與所述注氮管路為一體結(jié)構(gòu)。
[0017]本發(fā)明實施例提供的氮氣排渣系統(tǒng)，在順層鉆孔施工過程中，將制氮設(shè)備提供的氮氣通過注氮管路注入到供風(fēng)管路；再將氮氣通過供風(fēng)管路從鉆桿壓入到鉆孔的底部，從而在鉆孔的底部形成高速風(fēng)流；進(jìn)而通過高速風(fēng)流將鉆孔中的鉆肩排出。該過程中，通過用氮氣代替空氣，從而除去孔壁煤層自燃三因素之一的氧氣，進(jìn)而從源頭上減少順層鉆孔施工過程中產(chǎn)生的一氧化碳，降低鉆孔燃燒爆炸隱患，保證煤礦開采的高效性和安全性。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明一實施例提供的氮氣排渣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為本發(fā)明另一實施例提供的氮氣排渣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3為本發(fā)明又一實施例提供的氮氣排渣系統(tǒng)的分解結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖4為本發(fā)明一實施例提供的氮氣排渣方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0022]圖1為本發(fā)明一實施例提供的氮氣排渣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，本實施例提供的氮氣排渣系統(tǒng)包括:制氮設(shè)備1、注氮管路2、供風(fēng)管路3、鉆桿4，其中，所述制氮設(shè)備1，用于提供氮氣，所述注氮管路2的一端與所述制氮設(shè)備I連接，另一端與所述供風(fēng)管路3的輸入端連接，用于將所述氮氣注入到所述供風(fēng)管路3 ;所述供風(fēng)管路3的輸出端與所述鉆桿4連接，用于將所述氮氣通過所述鉆桿4注入到鉆孔的底部，從而在所述鉆孔的底部形成高速風(fēng)流，將鉆肩排出。
[0023]—般來說，自燃主要由以下三個因素決定:物質(zhì)為可燃物、溫度達(dá)到可燃物的著火點、可燃物與氧氣充分接觸。而順層鉆孔施工過程中，孔壁煤層無疑為可燃物；現(xiàn)有技術(shù)利用壓縮空氣進(jìn)行風(fēng)壓排渣，為孔壁煤層提供了大量的氧氣；同時，鉆頭與孔壁煤層相互作用產(chǎn)生高溫。后續(xù)的抽采瓦斯期間，因負(fù)壓進(jìn)入鉆孔內(nèi)的少許空氣又進(jìn)一步加速了孔壁煤層的氧化速度。如此一來，極易造成孔壁煤層的自燃。而本發(fā)明實施例提供的氮氣排渣系統(tǒng)，用氮氣代替空氣，將制氮設(shè)備提供的氮氣通過注氮管路注入到供風(fēng)管路，再將氮氣通過供風(fēng)管路從鉆桿壓入到鉆孔的底部，從而在鉆孔的底部形成高速風(fēng)流；進(jìn)而通過高速風(fēng)流將鉆孔中的鉆肩排出。
[0024]本發(fā)明實施例提供的氮氣排渣系統(tǒng)，在順層鉆孔施工過程中，將制氮設(shè)備提供的氮氣通過注氮管路注入到供風(fēng)管路；再將氮氣通過供風(fēng)管路從鉆桿壓入到鉆孔的底部，從而在鉆孔的底部形成高速風(fēng)流；進(jìn)而通過高速風(fēng)流將鉆孔中的鉆肩排出。該過程中，通過用氮氣代替空氣，從而除去孔壁煤層自燃三因素之一的氧氣，進(jìn)而從源頭上減少順層鉆孔施工過程中產(chǎn)生的一氧化碳，降低鉆孔燃燒爆炸隱患，保證煤礦開采的高效性和安全性。
[0025]圖2為本發(fā)明另一實施例提供的氮氣排渣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，本實施例所述氮氣排渣系統(tǒng)在上述圖1所示實施例的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步的，還包括:2寸接頭5，注氮管路2的另一端通過2寸接頭5與供風(fēng)管路3的輸入端連接。
[0026]本發(fā)明實施例提供的氮氣排渣系統(tǒng)，通過2寸接頭連接注氮管路與供風(fēng)管路，便于注氮管路與供風(fēng)管路的連接與拆卸，操作靈活。
[0027]圖3為本發(fā)明又一實施例提供的氮氣排渣系統(tǒng)的分解結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示，本實施例提供的氮氣排渣系統(tǒng)還包括一氧化碳濃度檢測裝置6和第一卡接機(jī)構(gòu)7，所述一氧化碳濃度檢測裝置6通過所述第一卡接機(jī)構(gòu)7卡接在所述鉆干4靠近所述供風(fēng)管路4的一端。本實施例中，排渣過程以及后續(xù)鉆孔成孔后，通過一氧化碳濃度檢測裝置6連續(xù)監(jiān)測鉆孔的氣體中一氧化碳的濃度，根據(jù)一氧化碳的濃度判斷孔壁煤層的氧化程度。
[0028]再請參照圖3，可選的，本發(fā)明實施例提供的氮氣排渣系統(tǒng)還包括溫度檢測裝置8和第二卡接機(jī)構(gòu)9，所述溫度檢測裝置6通過所述第二卡接機(jī)構(gòu)9卡接在所述鉆干4靠近所述供風(fēng)管路3的一端。本實施例中，排渣過程以及后續(xù)鉆孔成孔后，通過溫度檢測裝置8連續(xù)監(jiān)測鉆孔的溫度，進(jìn)而根據(jù)鉆孔的溫度確定對鉆孔進(jìn)行瓦斯抽采或?qū)︺@孔注水。
[0029]另外，本發(fā)明實施例中，排渣過程以及后續(xù)鉆孔成孔后，可結(jié)合一氧化碳濃度檢測裝置6獲取的一氧化碳濃度值和溫度檢測裝置8獲得的鉆