一种插入式挤压膨胀防喷孔装置
技术领域
本实用新型属于煤矿穿层钻孔技术领域，具体涉及一种插入式挤压膨胀防喷孔装置。
背景技术
在煤矿井巷揭煤及施钻过程中，随着煤矿采深的逐步增加，煤层瓦斯含量、压力增大，打钻过程中易出现喷孔现象，喷出的瓦斯经常造成作业场所及回风流瓦斯超限，不利于安全管理，并且瓦斯超限会造成钻机断电，从而降低打钻效率，而且一旦出现火花容易发生瓦斯燃烧、瓦斯爆炸事故，为解决喷孔现象的发生现多数矿井采用在穿层钻孔口上安装防喷孔装置封堵穿层钻孔。
现有插入式钢管防喷孔装置在送入穿层钻孔内后需进一步采取固定孔口措施将防喷孔装置固定于孔口；如现有普通防喷孔装置一般采用聚氨酯材料进行固定，但其稳定性和密封效果差，并且由于穿层钻孔口的密封不严，所以会出现煤水乱流的现象；现有插入式囊袋式防喷孔装置，安装后需连接井下供水管路利用水压膨胀囊袋，使用不方便，并且当囊袋多次使用后会发生变形受压不均的情况，从而在使用时防喷孔装置的实际方位、倾角与钻孔施工方位倾角变化较大需重复安装的弊端。
实用新型内容
针对现有防喷孔装置存在的缺陷和问题，本实用新型提供一种插入式挤压膨胀防喷孔装置，该装置结构简单、操作方便、不仅可以重复使用，而且封孔严密、密封效果好，从而解决现有防喷孔装置密封效果差、使用不方便和不能重复使用的问题。
本实用新型解决其技术问题所采用的方案是：一种插入式挤压膨胀防喷孔装置，包括安装在穿层钻孔内的挤压封堵装置，挤压封堵装置的一端延伸出穿层钻孔并密封连接有引流装置，所述挤压封堵装置包括中空两段为口的套筒、密封组件和用于驱动密封组件的驱动组件，所述套筒套装在穿层钻孔内，且套筒的尾端向外延伸出穿层钻孔并沿圆周设有外螺纹段；所述套筒的顶端固定套装有环状限位凸台；所述密封组件设置在穿层钻孔内的套筒上，所述密封组件包括多个匹配滑动套装在套筒上的环状隔垫，每两个隔垫之间的套筒上均匹配滑动套装有一个橡胶圈；当橡胶圈受到两端隔垫挤压时会径向向外膨胀并与穿层钻孔内壁密封顶触在一起；所述驱动组件包括顶桶和驱动环，所述驱动环匹配套装在套筒尾端的外螺纹段上，并可沿外螺纹段上下旋转移动；所述顶桶匹配滑动套装在驱动环与密封组件之间的套筒上，且顶桶的一端与驱动环相接触，另一端与密封组件相接触；当驱动环沿套筒外螺纹段向上旋转移动时会通过顶桶推动密封组件与套筒顶端的限位环台紧密顶触在一起，并使橡胶圈受到挤压发生膨胀。
所述引流装置包括引流筒，引流筒一侧的圆周侧壁上端中部径向开有排气口，排气口上密封固定有与引流筒连通的排气管；所述引流筒另一侧的圆周侧壁下端中部径向开有排渣口；排渣口上密封固定有与引流筒连通的排渣管，所述引流筒的顶端与套筒的尾端密封连通固定在一起。
所述引流筒的尾端设有钻杆密封机构，钻杆密封机构包括法兰盘、皮垫和钢板，所述法兰盘密封固定在引流管尾端的环面上；所述钢板与法兰盘紧密固定在一起，且钢板中部开有与引流管同轴心且相连通的钻杆孔；所述皮垫封堵设置在法兰盘与钢板之间，且皮垫中部开有与钻杆孔相对应的钻杆密封孔，钻杆密封孔内匹配插入有钻杆，所述皮垫沿钻杆密封孔圆周向外均匀开有多条径向设置且与钻杆密封孔相连的伸缩缝，当钻杆插入钻杆密封孔内时，钻杆会顶撑钻杆密封孔，使钻杆密封孔的圆周边沿伸缩缝径向向外扩张。
所述橡胶圈的外径尺寸为a，所述隔垫的外径尺寸为b，所述限位凸台的外环直径尺寸为c，其中a＝c＞b。
所述驱动环与顶桶之间的套筒上滑动套装有压力轴承。
所述驱动环的左右两侧的圆周侧面中部均径向固定设有把手杆。
所述套筒上滑动套装有6个环状隔垫。
本实用新型的有益效果：本实用新型提供了一种插入式挤压膨胀防喷孔装置，包括安装在穿层钻孔内的挤压封堵装置，挤压封堵装置的一端延伸出穿层钻孔并密封连接有引流装置，所述挤压封堵装置包括套筒、密封组件和用于驱动密封组件的驱动组件；密封组件设置在穿层钻孔内的套筒上，所述密封组件包括固定套装在套筒顶端的环状限位凸台，限位凸台下方的套筒上滑动套装有多个环状隔垫，且每两个隔垫之间的套筒上均滑动套装有一个橡胶圈，通过驱动组件可以向密封组件施加轴向推顶力，使橡胶圈受挤压径向向外膨胀并与穿层钻孔内壁密封顶触在一起，达到将装置固定在穿层钻孔内和密封封堵穿层钻孔的目的。
与现有防喷孔装置采用聚氨酯材料进行密封固定相比较，本实用新型装置的密封效果更好；并且与现有防喷孔装置囊袋密封方式相比较，本实用新型所提供装置使用更方便，而且节约了向囊袋内注水的时间，大大缩短施工过程因安装防喷孔装置工序所需时间，提供了工作效率，并且通过分流装置实现煤、气分流引放，解决了煤水乱流的现象。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图。
图2是本实用新型密封组件结构示意图。
图3是本实用新型挤压封堵装置结构示意图。
图4是本实用新型挤压封堵装置橡胶圈膨胀示意图。
图5是本实用新型引流装置结构示意图。
图6是本实用新型整体结构示意图。
图7是本实用新型密封皮垫结构示意图。
图8是本实用新型密封皮垫上钻杆密封孔扩张示意图。
图9是本实用新型固定钢板结构示意图。
图10是本实用新型使用示意图。
图中标号：1为挤压封堵装置，11为套筒，111为外螺纹段，121为限位凸台，122为隔垫，123为橡胶圈，131为驱动环，132为顶桶，133为扳手杆，2为引流装置，21为引流筒，211为排气管，212为排渣管，22为钻杆密封机构，221为法兰盘，222为密封皮垫，2221钻杆密封孔，2222为伸缩缝，223为固定钢板，2231为钻杆孔，3为钻机，31为钻杆，4为穿层钻孔，5为压力轴承，6为法兰盘，7为固定螺栓，8为压力轴承。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
实施例1
如图1所示，本实施例提供了一种插入式挤压膨胀防喷孔装置，包括安装在穿层钻孔4内的挤压封堵装置1，挤压封堵装置1的一端延伸出穿层钻孔并密封连接有引流装置2，如图2、图3所示挤压封堵装置1包括套筒11、密封组件和用于驱动密封组件的驱动组件，套筒11为中空两段为口的筒状结构，套筒11套装在穿层钻孔4内，套筒11的顶端固定套装有环状限位凸台121，套筒11的尾端向外延伸出穿层钻孔4并沿圆周设有外螺纹段111；密封组件设置在穿层钻孔4内的套筒上，密封组件包括多个匹配滑动套装在套筒11上的环状隔垫122，每两个环状隔垫122之间的套筒11上均匹配滑动套装有一个橡胶圈123，环状隔垫122和橡胶圈123可沿套筒11上下滑动，且橡胶圈的外径尺寸为a，所述隔垫的外径尺寸为b，所述限位凸台的外环直径尺寸为c，其中a＝c＞b，当环状隔垫122和橡胶圈123可沿套筒11滑动时，限位凸台121会阻挡隔垫，防止隔垫从套筒上滑落。
驱动组件包括顶桶132和驱动环131，驱动环131匹配套装在套筒11尾端的外螺纹段上，且驱动环131左右两侧的圆周侧面中部均径向焊接固定有把手杆133，通过把手杆133可转动驱动环131，使驱动环131沿套筒11上的外螺纹段111上下旋转移动，顶桶132匹配滑动套装在驱动环131与密封组件之间的套筒11上，且顶桶与驱动环之间的套筒11伤匹配滑动套装有压力轴承，顶桶132的一端与压力轴承8相接触，另一端与密封组件相接触。
如图1、图4所示，当通过把手杆133顺时针转动驱动环131，使驱动环131沿套筒11上的外螺纹段111向上旋转移动时，驱动环131会通过顶桶132推动密封组件与套筒11顶端的限位环台121紧密顶触在一起，继续通过把手杆133顺时针转动驱动环131，由于套筒11顶端的限位环台121的限制，驱动环131通过顶桶132向密封组件是施加的轴向推顶力会通过隔垫122作用在橡胶圈123上，当套筒11上的橡胶圈123受到两端隔垫122的挤压后均会径向向外膨胀并与穿层钻孔4内壁密封顶触在一起，从而使挤压封堵装置密封固定在穿层钻孔4内。
如图5所示，引流装置2包括中空两端为口的引流筒21，引流筒21的上端环面与下端环面上均密封焊接固定有法兰盘6，套筒11的下端环面上也密封焊接固定有法兰盘6，套筒11下端的法兰盘6通过固定螺栓7与引流筒21上端的法兰盘6密封固定在一起，引流筒21右侧的圆周侧壁上端中部径向开有排气口，排气口上密封焊接固定有与引流筒21连通的排气管211，引流筒21左侧的圆周侧壁下端中部径向开有排渣口，排渣口上密封焊接固定有与引流筒21连通的排渣管212。
如图10所示，将本实施例所提供的插入式挤压膨胀防喷孔装置运用到巷道钻工作中，首先将本实施例装置组装完成，然后将本实施装置设有密封组件的一端插入巷道岩壁上预钻出的穿层钻孔4内，然后旋转调整本实施例装置的方向，使引流装置2的排气口开口向上，然后通过把手杆133顺时针转动驱动环131，驱动环131会通过顶桶132向穿层钻孔4内的密封组件施加的轴向推顶力，当密封组件的橡胶圈123受到两端隔垫122的挤压后均会径向向外膨胀并与穿层钻孔4内壁密封顶触在一起，从而使本实施例装置密封固定在穿层钻孔4内，然后通过软管将排气管211与瓦斯抽放管密封连接在一起，通过软管将排渣管212的出渣口引至水沟处，然后将钻机3的钻杆31伸入本实施例所提供的装置内，并穿过本装置伸入穿层钻孔4内开始钻孔作业。
在钻孔作业过程中，穿层钻孔4内的瓦斯会从引流装置上端的排气管抽出穿层钻孔4，穿层钻孔4内的煤水会沿装置的内环面从引流装置下端的排渣口流入排渣管内并通过软管排入水沟内。
本实施例所提供的插入式挤压膨胀防喷孔装置与现有采用聚氨酯材料或囊袋封堵的防喷孔装置相比较，不仅密封效果好，而且可以多次重复使用，减少更换防喷孔装置所带来的成本增加，并且本实施例装置使用简单，操作方便，通过扳手杆转动驱动环便可将本施例装置密封固定安装在穿层钻孔内，大大缩短施工过程因安装防喷孔装置工序所需时间，提供了工作效率。
实施例2
实施例2与实施例1的区别在所述引流筒的尾端设有钻杆密封机构。
如图5-10所示，钻杆密封机构包括法兰盘6、密封皮垫222和固定钢板223，法兰盘6密封焊接固定在引流管2尾端的环面上，且与引流管2同轴心设置；固定钢板223上开有与引流管尾端法兰盘6相对应的螺栓孔，并通过固定螺栓7与引流管尾端法兰盘6紧密固定在一起，并在固定钢板223的中部开有与引流管2同轴心且相连通的钻杆孔2231；密封皮垫222封堵设置在法兰盘与钢板之间，且密封皮垫222中部开有与钻杆孔223相对应的钻杆密封孔2221，钻杆密封孔2221的直径尺寸小于钻机3钻杆31的直径尺寸，钻杆密封孔2221四周的密封皮垫上沿圆周均匀开有4条径向设置且与钻杆密封孔相连的伸缩缝2222。
当钻机3的钻杆31穿过钻杆密封机构伸入本实施例装置时，由于钻杆31的直径尺寸大于钻杆密封孔2221的直径尺寸，所以在钻杆31穿过钻杆密封孔2221时，钻杆31会顶撑钻杆密封孔2221使钻杆密封孔2221的圆周边沿伸缩缝2222径向向外扩张，此时密封皮垫222与钻杆31处于密封接触状态。
本实施例装置在使用时，穿层钻孔3内的瓦斯在通过引流装置排出穿层钻孔4的时候，由于密封皮垫222与钻杆31处于密封接触状态，所以当瓦斯过多引流装置的排气口不能及时将瓦斯排出时，密封皮垫222会阻挡瓦斯气体，防止瓦斯直接从引流管21尾端溢出，造成瓦斯泄漏，影响施工人员的人身安全。
