一种煤层瓦斯抽采设备及抽采方法

本发明涉及抽采设备，具体为一种煤层瓦斯抽采设备及抽采方法。

背景技术：

1、煤层瓦斯又被称为煤层气，是指从煤和围岩中逸出的甲烷、二氧化碳和氮等组成的混合气体，瓦斯是煤矿生产中的有害因素，它不仅污染空气，而且当空气中瓦斯的含量过高时，遇明火会引起爆炸，造成安全事故。

2、为保证对煤层进行安全的施工，需要对煤层瓦斯进行抽采，煤层瓦斯抽采就是向煤层和瓦斯集聚区域打钻，将钻孔接在专用的管路上，用抽采设备将煤层和采空区中的瓦斯抽采至地面，并对所抽采的瓦斯加以利用或排放至总回风流中。

3、但是现有的抽采设备使用时，由于需要对煤层内不同深度的瓦斯进行抽采，需要通过先钻孔，后取出钻孔设备，在对煤层中所钻出的孔内进行抽采瓦斯，易造成瓦斯的泄漏，不利于安全的对煤层内进行瓦斯抽采。

4、为此，我们提出一种煤层瓦斯抽采设备及抽采方法。

技术实现思路

1、鉴于上述和/或现有一种煤层瓦斯抽采设备及抽采方法中存在的问题，提出了本发明。

2、因此，本发明的目的是提供一种煤层瓦斯抽采设备及抽采方法，通过对现有的抽采设备进行改进，能够解决上述提出现有的抽采设备使用时，由于需要对煤层内不同深度的瓦斯进行抽采，需要通过先钻孔，后取出钻孔设备，在对煤层中所钻出的孔内进行抽采瓦斯，易造成瓦斯的泄漏，不利于安全的对煤层内进行瓦斯抽采的问题。

3、为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了如下技术方案：

4、一种煤层瓦斯抽采设备，包括固定筒，所述固定筒的内环面上固定有相匹配贴合的筒形密封垫，固定筒的上表面固定有固定环，固定环的中部沿竖直方向螺纹插设有外螺纹管，外螺纹管的下端表面固定有第一转动管，外螺纹管的内侧与第一转动管的内侧之间呈相连通的状态，第一转动管的外环面与筒形密封垫的内环面之间呈相匹配贴合的状态，第一转动管的下端表面安装有钻头，钻头的中部开设有通孔，通孔贯穿钻头中部的上侧与下侧，钻头上的通孔内与第一转动管的内侧之间呈相连通的状态，钻头上位于通孔内安装有相匹配的过滤器。

5、作为本发明所述的一种煤层瓦斯抽采设备的一种优选方案，其中：所述外螺纹管呈竖直状态，外螺纹管的上端表面固定有第二转动管，第二转动管的内侧与外螺纹管的内侧之间呈相连通的状态，第二转动管外环面下端的外侧通过轴承转动安装有第一连接环，第一连接环下表面四周的中部均固定有限位杆，限位杆的下端均沿竖直方向滑动插入至固定环与固定筒上的对应位置内，第一连接环上表面两侧的中部均固定有固定杆，固定杆均呈竖直状态，固定杆的上端表面之间共同固定有第二连接环，第二连接环的中部安装有呈竖直状态的第一连接管，第二连接环能够对第一连接管进行限位，第一连接管的下端与第二转动管的上端之间相转动连接，第一连接管的上端安装有相连通的气泵，气泵的出气接口朝上并安装有相连通的第二连接管，第二连接管的上端与外界用于对瓦斯进行储存的设备之间相安装。

6、作为本发明所述的一种煤层瓦斯抽采设备的一种优选方案，其中：所述第一连接管的下端表面固定有限位环，第二转动管的上表面对应限位环开设有留置槽，限位环通过轴承与第二转动管上的留置槽内之间相转动连接，第二转动管上的留置槽有助于对限位环进行限位。

7、作为本发明所述的一种煤层瓦斯抽采设备的一种优选方案，其中：所述第二转动管外环面上端的外侧安装有第一皮带轮，第一连接环外环面的一侧固定有连接板，连接板的上表面安装有转动电机，连接板能够对转动电机进行支撑及限位，便于稳定的对转动电机进行使用。

8、作为本发明所述的一种煤层瓦斯抽采设备的一种优选方案，其中：所述转动电机的输出轴朝上，转动电机输出轴外环面的上端对应第一皮带轮安装有第二皮带轮，第一皮带轮与第二皮带轮之间共同套设安装有相匹配的传动皮带，传动皮带有助于对第一皮带轮与第二皮带轮之间进行传动。

9、作为本发明所述的一种煤层瓦斯抽采设备的一种优选方案，其中：所述限位杆均呈竖直状态，固定环上对应限位杆开设有相匹配的第二限位孔，第二限位孔均贯穿固定环上对应位置的上表面与下表面，限位杆的下端均贯穿固定环上对应的第二限位孔内，固定环上的第二限位孔有助于对限位杆进行限位。

10、作为本发明所述的一种煤层瓦斯抽采设备的一种优选方案，其中：所述固定筒四周筒体的中部均对应限位杆开设有相匹配的第一限位孔，第一限位孔均贯穿固定筒上对应位置的上表面与下表面，限位杆的下端均插入至固定筒上对应的第一限位孔内，固定筒上的第一限位孔有助于对限位杆进行限位。

11、作为本发明所述的一种煤层瓦斯抽采设备的一种优选方案，其中：所述固定筒外环面下端的外侧固定有安装环，安装环外环面四周的中部均固定有安装板，安装板的中部均沿竖直方向螺纹插设有螺栓，螺栓便于对安装板进行安装及限位。

12、作为本发明所述的一种煤层瓦斯抽采设备的一种优选方案，其中：所述螺栓均呈竖直状态并贯穿对应安装板中部的上表面与下表面，安装环的下表面固定有可变形密封环，安装环的下表面与可变形密封环的上表面之间呈相匹配贴合的状态，安装环能够对可变形密封环进行固定及限位。

13、本发明中一种煤层瓦斯抽采设备的抽采方法，该抽采方法包括如下步骤：

14、步骤一、将可变形密封环的下表面对应至需要进行煤层瓦斯抽采位置的表面，进一步的对螺栓进行转动，使得螺栓的下端插入至需要进行煤层瓦斯抽采的位置内；

15、步骤二、螺栓插入至需要进行煤层瓦斯抽采的位置内之后，会使得安装环对可变形密封环进行挤压，使得可变形密封环的下表面被挤压变形，以便于保证可变形密封环的下表面与需要进行煤层瓦斯抽采的位置之间呈相匹配贴合的状态，以便于对固定筒与需要进行煤层瓦斯抽采的位置之间进行密封；

16、步骤三、进一步的对转动电机进行打开，在转动电机打开的状态下，转动电机的输出轴能够通过第二皮带轮、传动皮带与第一皮带轮带动第二转动管进行转动，第二转动管转动时会带动外螺纹管进行转动，使得外螺纹管沿相螺纹连接的第一连接环上向下进行移动，外螺纹管转动与移动时能够通过第一转动管带动钻头向下移动及转动；

17、步骤四、钻头向下移动及转动时会钻入至需要进行煤层瓦斯抽采的位置内，进一步的对气泵进行打开，在气泵打开的状态下，气泵能够通过第一连接管、第二转动管、外螺纹管、第一转动管与钻头上通孔内的过滤器对外界需要进行煤层瓦斯抽采位置内的瓦斯进行抽采。

18、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：

19、1、本发明中，外螺纹管转动及向下进行移动时能够通过第一转动管带动钻头进行转动及向下移动，使用时有助于分别对煤层内不同深度的瓦斯进行抽采，通过本抽采设备对煤层内不同深度的瓦斯进行抽采时，不需要对本抽采设备中的钻头进行取出，对煤层内的瓦斯进行抽采时能够避免瓦斯产生泄漏，有助于安全的对煤层内进行瓦斯抽采。

20、2、本发明中，气泵能够通过相连通的第一连接管、第二转动管、外螺纹管、第一转动管与钻头上通孔内的过滤器对外界煤层内对应位置的瓦斯进行抽取，气泵能够将抽取的瓦斯通过第二连接管排出至外界用于对瓦斯进行收集的设备内，所抽取的瓦斯通过钻头上通孔内的过滤器时，过滤器能够对瓦斯内携带的杂质或是粉尘进行过滤。

21、3、本发明中，转动电机的输出轴能够通过第二皮带轮、传动皮带与第一皮带轮带动第二转动管进行转动，第二转动管转动时能够带动外螺纹管进行转动，外螺纹管转动时会沿固定环上相螺纹连接的位置沿竖直方向进行移动，通过筒形密封垫能够对第一转动管与固定筒之间进行密封，通过可变形密封环能够对安装环与需要进行煤层瓦斯抽采的位置之间进行密封，能够避免瓦斯产生泄漏。

技术特征：

1.一种煤层瓦斯抽采设备，包括固定筒（5），其特征在于，所述固定筒（5）的内环面上固定有相匹配贴合的筒形密封垫（6），固定筒（5）的上表面固定有固定环（7），固定环（7）的中部沿竖直方向螺纹插设有外螺纹管（13），外螺纹管（13）的下端表面固定有第一转动管（8），外螺纹管（13）的内侧与第一转动管（8）的内侧之间呈相连通的状态，第一转动管（8）的外环面与筒形密封垫（6）的内环面之间呈相匹配贴合的状态，第一转动管（8）的下端表面安装有钻头（10），钻头（10）的中部开设有通孔（11），通孔（11）贯穿钻头（10）中部的上侧与下侧，钻头（10）上的通孔（11）内与第一转动管（8）的内侧之间呈相连通的状态，钻头（10）上位于通孔（11）内安装有相匹配的过滤器（12）。

2.根据权利要求1所述的一种煤层瓦斯抽采设备，其特征在于，所述外螺纹管（13）呈竖直状态，外螺纹管（13）的上端表面固定有第二转动管（9），第二转动管（9）的内侧与外螺纹管（13）的内侧之间呈相连通的状态，第二转动管（9）外环面下端的外侧通过轴承转动安装有第一连接环（14），第一连接环（14）下表面四周的中部均固定有限位杆（16），限位杆（16）的下端均沿竖直方向滑动插入至固定环（7）与固定筒（5）上的对应位置内，第一连接环（14）上表面两侧的中部均固定有固定杆（26），固定杆（26）均呈竖直状态，固定杆（26）的上端表面之间共同固定有第二连接环（15），第二连接环（15）的中部安装有呈竖直状态的第一连接管（27），第一连接管（27）的下端与第二转动管（9）的上端之间相转动连接，第一连接管（27）的上端安装有相连通的气泵（29），气泵（29）的出气接口朝上并安装有相连通的第二连接管（28），第二连接管（28）的上端与外界用于对瓦斯进行储存的设备之间相安装。

3.根据权利要求2所述的一种煤层瓦斯抽采设备，其特征在于，所述第一连接管（27）的下端表面固定有限位环（24），第二转动管（9）的上表面对应限位环（24）开设有留置槽（25），限位环（24）通过轴承与第二转动管（9）上的留置槽（25）内之间相转动连接。

4.根据权利要求3所述的一种煤层瓦斯抽采设备，其特征在于，所述第二转动管（9）外环面上端的外侧安装有第一皮带轮（21），第一连接环（14）外环面的一侧固定有连接板（19），连接板（19）的上表面安装有转动电机（20）。

5.根据权利要求4所述的一种煤层瓦斯抽采设备，其特征在于，所述转动电机（20）的输出轴朝上，转动电机（20）输出轴外环面的上端对应第一皮带轮（21）安装有第二皮带轮（22），第一皮带轮（21）与第二皮带轮（22）之间共同套设安装有相匹配的传动皮带（23）。

6.根据权利要求5所述的一种煤层瓦斯抽采设备，其特征在于，所述限位杆（16）均呈竖直状态，固定环（7）上对应限位杆（16）开设有相匹配的第二限位孔（18），第二限位孔（18）均贯穿固定环（7）上对应位置的上表面与下表面，限位杆（16）的下端均贯穿固定环（7）上对应的第二限位孔（18）内。

7.根据权利要求6所述的一种煤层瓦斯抽采设备，其特征在于，所述固定筒（5）四周筒体的中部均对应限位杆（16）开设有相匹配的第一限位孔（17），第一限位孔（17）均贯穿固定筒（5）上对应位置的上表面与下表面，限位杆（16）的下端均插入至固定筒（5）上对应的第一限位孔（17）内。

8.根据权利要求7所述的一种煤层瓦斯抽采设备，其特征在于，所述固定筒（5）外环面下端的外侧固定有安装环（1），安装环（1）外环面四周的中部均固定有安装板（2），安装板（2）的中部均沿竖直方向螺纹插设有螺栓（3）。

9.根据权利要求8所述的一种煤层瓦斯抽采设备，其特征在于，所述螺栓（3）均呈竖直状态并贯穿对应安装板（2）中部的上表面与下表面，安装环（1）的下表面固定有可变形密封环（4），安装环（1）的下表面与可变形密封环（4）的上表面之间呈相匹配贴合的状态。

10.根据权利要求9所述的一种煤层瓦斯抽采设备的抽采方法，其特征在于，该抽采方法包括如下步骤：

技术总结
本发明公开的属于抽采设备技术领域，具体为一种煤层瓦斯抽采设备及抽采方法，包括固定筒，固定筒的内环面上固定有相匹配贴合的筒形密封垫，固定筒的上表面固定有固定环，固定环的中部沿竖直方向螺纹插设有外螺纹管，外螺纹管的下端表面固定有第一转动管，第一转动管的下端表面安装有钻头，钻头上位于通孔内安装有相匹配的过滤器，通过本抽采设备对煤层内不同深度的瓦斯进行抽采时，不需要对本抽采设备中的钻头进行取出，对煤层内的瓦斯进行抽采时能够避免瓦斯产生泄漏，有助于安全的对煤层内进行瓦斯抽采。

技术研发人员：宋治祥,张俊文,吴少康,张随林,白旭阳,李贤,徐维正,王思和
受保护的技术使用者：中国矿业大学（北京）
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5