【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于煤矿施工，具体涉及一种甲烷防喷密封部件、甲烷密封方法及甲烷防喷监控系统。
技术介绍
1、煤层钻孔预抽瓦斯是瓦斯突出矿井日常工作的重要组成部分。目前煤矿瓦斯抽采钻孔施工普遍采用单一的人工监督方式，其监控自动化程度较低，容易因瓦斯治理措施落实不到位，而发生事故，因此，有必要进行改进。
2、针对上述问题，本申请的申请人于2023年5月4日提出了一种用于煤矿瓦斯抽采钻孔施工的智能在线防喷监控系统，其包括瓦斯抽采管、储碴器、钻机和监控器和防喷密封部件，防喷密封部件包括密封管，所述密封管两端依次连接有套管和法兰盘，所述密封管内部设置有密封囊，所述密封管的外壳上设置有密封口，所述高压出水管穿过所述密封口并与所述密封囊相连通，所述套管、法兰盘和密封囊均套装在所述钻杆上。
3、经过实验研究后，专利技术人发现上述防喷密封部件虽然具有一定的防喷密封效果，但是该防喷密封部件的密封效果无法满足人们日益严格的安全生产需求，因此，有必要对此进行改进。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种甲烷防喷密封部件，旨在解决现有的相关技术密封效果较差，无法满足人们日益严格的安全生产需求的问题。
2、第一方面，为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、一种甲烷防喷密封部件，包括密封箱，所述密封箱包括密封套筒和安装于密封套筒两端的密封端板，所述密封套筒内设置有至少两个可用于对钻杆进行抱紧密封处理的密封块，所述密封端板和所述密封块之间设置有可套设在钻
4、在本专利技术的一种优选实施例中，所述动力机为气缸或液压缸，和/或所述密封块由实心橡胶制成。
5、在本专利技术的一种优选实施例中，所述锥形密封套包括用于套设在钻杆上的金属筒，以及与所述金属筒连接的环状锥形筒，所述环状锥形筒和金属筒之间为密封空腔。
6、在本专利技术的一种优选实施例中，所述密封箱内有且仅有两个所述密封块。
7、在本专利技术的一种优选实施例中，所述锥形密封套的锥形面与所述密封端板之间的夹角为30～60°。
8、在本专利技术的一种优选实施例中，所述密封套筒的外壳上连接有甲烷排放管和高压进气管，所述高压气接管一端连通高压气体，另一端与所述密封套筒内部连通，所述甲烷排放管一端与所述密封套筒内部连通，另一端位于空置状态。
9、在本专利技术的一种优选实施例中，所述密封端板自内向外依次连接有套管和法兰盘，所述甲烷排放管设置在所述套管上。
10、在本专利技术的一种优选实施例中，所述密封套筒连接有吊环把手和/或排碴口。
11、第二方面，为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
12、一种的甲烷防喷密封部件的甲烷密封方法，其包括如下步骤：
13、通过预设的传感器获取密封箱内的甲烷浓度，得到甲烷浓度值；
14、判断所述甲烷浓度值是否超过预设的浓度阈值，得到浓度判断结果；
15、若浓度判断结果为是，则立即停止钻杆作业，并向动力机发送钻杆抱紧指令，动力机让密封块处于抱紧钻杆的状态，以防止甲烷泄露；
16、若浓度判断结果为否，则让钻杆继续作业，并向动力机发送钻杆松开指令，动力机让密封块处于松开钻杆的状态，以方便钻杆进行作业。
17、第三方面，为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
18、一种智能在线甲烷防喷监控系统，包括瓦斯抽采管、储碴器、钻机、监控器，以及甲烷防喷密封部件，所述瓦斯抽采管和所述储碴器之间连接有回气管和排气管，所述监控器的第一控制端与所述钻机的馈电开关相连接，所述钻机的输出端依次连接有穿过所述排气管的钻杆和钻头，所述甲烷防喷密封部件套装在所述钻杆上，所述监控器的第二控制端通过第一电动阀与所述防喷密封部件相连接，所述监控器的第三控制端与瓦斯收集件的排气阀相连接，所述监控器的第四控制端连接有孔口矿用激光甲烷传感器。
19、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
20、1.本专利技术通过传感器获取甲烷浓度值，以甲烷浓度值来确定密封块是否需要抱紧钻杆；在甲烷浓度值超过某个预设阈值时，则让密封块抱紧钻杆，以实现甲烷防喷密封功能；在甲烷浓度值没有超过某个预设阈值时，则让密封块松开钻杆，以让钻杆正常工作；这样，在上述甲烷浓度值、密封块和动力机的共同作用下，本申请的甲烷防喷密封效果较好(约提升了80％)，满足了满足人们日益严格的安全生产需求，且防喷密封效果超过预期；
21、2、本申请的密封块采用两块半圆形的橡胶块(硬度为邵氏50度)，每个橡胶块不仅采用五个密封平面进行孔口密封，而且还可用于抱紧钻杆及钻杆与孔口内壁之间的缝隙，其密封效果较好；
22、3、本申请采用对称的两个高压气缸(或液压缸)作为动力(推力为不低于6mpa)，推动两个密封胶块进行密封动作，其操作简单，密封效果较好；
23、4、本申请的排碴口为甲烷防喷密封系统中首次采用的设计，其可以确保橡胶块的密封平面上(或锥形密封套和所述密封块的接触处)不会积粘煤碴等污物，从而增加了本申请的安全性能和使用寿命；
24、5、本申请的排气管和高压进气管(特别是高压进气管)也为甲烷防喷密封系统中首次采用的设计，高压进气管可以向密封箱内输入高压气体，以稀释密封箱内甲烷的浓度，从而进一步增加本申请的安全性本申请的
25、6、本申请的瞬间喷出的瓦斯一部分被缓冲囊袋(也即瓦斯收集囊袋)收集，一部分进入瓦斯抽采管道被排出，避免打钻喷孔造成甲烷超限，确保了安全施工。
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1.一种甲烷防喷密封部件，包括密封箱(16)，所述密封箱(16)包括密封套筒(26)和安装于密封套筒(26)两端的密封端板(27)，其特征在于，所述密封套筒(26)内设置有至少两个可用于对钻杆(7)进行抱紧密封处理的密封块(19)，所述密封端板(27)和所述密封块(19)之间设置有可套设在钻杆(7)上的锥形密封套(28)，所述密封套筒(26)外壳上安装有用于测试密封箱(16)内部甲烷浓度的传感器(25)，以及用于推动所述密封块(19)在所述密封箱(16)内活动的动力机(20)，所述锥形密封套(28)和所述密封块(19)的接触处整体上呈锥形结构。
2.根据权利要求1所述的甲烷防喷密封部件，其特征在于：所述动力机(20)为气缸或液压缸，和/或所述密封块(19)由实心橡胶制成。
3.根据权利要求1所述的甲烷防喷密封部件，其特征在于：所述锥形密封套(28)包括用于套设在钻杆(7)上的金属筒(29)，以及与所述金属筒(29)连接的环状锥形筒(30)，所述环状锥形筒(30)和金属筒(29)之间为密封空腔。
4.根据权利要求1所述的甲烷防喷密封部件，其特征在
5.根据权利要求1所述的甲烷防喷密封部件，其特征在于：所述锥形密封套(28)的锥形面与所述密封端板(27)之间的夹角为30～60°。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的甲烷防喷密封部件，其特征在于：所述密封套筒(26)的外壳上连接有甲烷排放管和高压进气管(31)，所述高压气接管一端连通高压气体，另一端与所述密封套筒(26)内部连通，所述甲烷排放管一端与所述密封套筒(26)内部连通，另一端位于空置状态。
7.根据权利要求6所述的甲烷防喷密封部件，其特征在于：所述密封端板(27)自内向外依次连接有套管(17)和法兰盘(18)，所述甲烷排放管设置在所述套管(17)上。
8.根据权利要求6所述的甲烷防喷密封部件，其特征在于：所述密封套筒(26)连接有吊环把手(32)和/或排碴口(33)。
9.一种的甲烷防喷密封部件(9)的甲烷密封方法，其特征在于，其包括如下步骤：
10.一种甲烷防喷监控系统，其特征在于：包括瓦斯抽采管(1)、储碴器、钻机(3)、监控器(4)，以及权利要求1至9中任一项所述的甲烷防喷密封部件(9)，所述瓦斯抽采管(1)和所述储碴器之间连接有回气管(5)和排气管(6)，所述监控器(4)的第一控制端与所述钻机(3)的馈电开关(24)相连接，所述钻机(3)的输出端依次连接有穿过所述排气管(6)的钻杆(7)和钻头(8)，所述甲烷防喷密封部件(9)套装在所述钻杆(7)上，所述监控器(4)的第二控制端通过第一电动阀(10)与所述防喷密封部件(9)相连接，所述监控器(4)的第三控制端与瓦斯收集件的排气阀相连接，所述监控器(4)的第四控制端连接有传感器(25)。
...【技术特征摘要】
1.一种甲烷防喷密封部件，包括密封箱(16)，所述密封箱(16)包括密封套筒(26)和安装于密封套筒(26)两端的密封端板(27)，其特征在于，所述密封套筒(26)内设置有至少两个可用于对钻杆(7)进行抱紧密封处理的密封块(19)，所述密封端板(27)和所述密封块(19)之间设置有可套设在钻杆(7)上的锥形密封套(28)，所述密封套筒(26)外壳上安装有用于测试密封箱(16)内部甲烷浓度的传感器(25)，以及用于推动所述密封块(19)在所述密封箱(16)内活动的动力机(20)，所述锥形密封套(28)和所述密封块(19)的接触处整体上呈锥形结构。
2.根据权利要求1所述的甲烷防喷密封部件，其特征在于：所述动力机(20)为气缸或液压缸，和/或所述密封块(19)由实心橡胶制成。
3.根据权利要求1所述的甲烷防喷密封部件，其特征在于：所述锥形密封套(28)包括用于套设在钻杆(7)上的金属筒(29)，以及与所述金属筒(29)连接的环状锥形筒(30)，所述环状锥形筒(30)和金属筒(29)之间为密封空腔。
4.根据权利要求1所述的甲烷防喷密封部件，其特征在于：所述密封箱(16)内有且仅有两个所述密封块(19)。
5.根据权利要求1所述的甲烷防喷密封部件，其特征在于：所述锥形密封套(28)的锥形面与所述密封端板(27)之间的夹角为30～60°。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的甲烷防...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘志远，
申请(专利权)人：安徽晟定电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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