【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及隧道瓦斯处理的，尤其是涉及一种公路隧道穿越急倾煤层瓦斯抽排装置及方法。
技术介绍
1、隧道开挖过程中出现瓦斯是一个常见的问题，瓦斯的主要成分：为甲烷（ch4），包含一氧化碳（co）、硫化氢（h2s）、二氧化碳（co2）、二氧化硫（so2）、氮气（n2）和水气等。
2、瓦斯是一种易燃气体，当瓦斯浓度达到一定范围内（通常为5%至15%的浓度），遇到明火、电火花或高温物体时，就可能发生爆炸。这会对工作人员和设备造成严重威胁，甚至导致人员伤亡和财产损失。某些瓦斯，如一氧化碳、硫化氢等，具有毒性。当瓦斯浓度超过一定限度时，吸入瓦斯会引发中毒症状，如头晕、恶心、呼吸困难甚至昏迷。长时间暴露在高浓度瓦斯环境中可能导致严重的健康问题，甚至死亡。
3、目前通常会在开挖隧道内进行通风以稀释隧道内的瓦斯含量，但是，当隧道内出现特殊地质条件时，可能会出现瓦斯释放含量急剧升高的情况，通风等方式无法有效降低瓦斯含量，存在一定的安全隐患。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本申请提供一种公路隧道穿越急倾煤层瓦斯抽排装置及方法。
2、第一方面，本申请提供一种公路隧道穿越急倾煤层瓦斯抽排装置，采用如下技术方案：
3、一种公路隧道穿越急倾煤层瓦斯抽排装置，包括：
4、抽吸管，用于伸入瓦斯抽采孔内抽取瓦斯，所述抽吸管包括插入端和尾端，所述插入端用于朝向瓦斯抽采孔底部端；
5、抽吸装置，与抽吸管连通，用于给抽吸管提供负压抽取瓦斯；p>
6、储气装置，用于将抽取出的瓦斯储存；
7、其中，环绕所述抽吸管设置有密封件，所述密封件沿着抽吸管的长度方向间隔分布有多个，相邻密封件之间形成负压区，所述负压区内的抽吸管上设置有抽吸孔，所述抽吸孔连通有负压管，所述负压管与抽吸装置连通，不同负压区的抽吸管通过不同的负压管与抽吸装置连通。
8、优选的，在所述抽吸管内部与所述负压区对应的区域形成有负压腔，所述负压区和负压腔一一对应，所述抽吸孔与对应的负压腔连通，所述负压腔与负压管一一对应，所述负压管与对应的负压腔连通。
9、优选的，所述负压管位于抽吸管内部，所述抽吸管内设置有供负压管通过的穿孔。
10、优选的，所述密封件包括充气气囊和充气管，相邻所述充气气囊之间相互连通，所述充气气囊环绕抽吸管设置，所述充气气囊远离抽吸管侧用于与瓦斯抽采孔的内壁抵接，所述充气管一端位于尾端侧，所述充气管位于尾端侧的一端设置有气门。
11、优选的，至少一个所述充气气囊朝向尾端的一侧设置有定位杆，所述定位杆沿着垂直于抽吸管长度方向的方向铰接于抽吸管的外壁，所述定位杆的铰接端距离定位杆的自由端的长度大于抽吸管外壁距离瓦斯抽采孔内壁之间的距离，所述定位杆的自由端向靠近尾端的一侧倾斜，所述定位杆与位于定位杆远离尾端侧且最靠近定位杆的充气气囊连接，所处充气气囊充气时，可带动所述定位杆的自由端转动至与瓦斯抽采孔内壁抵接。
12、优选的，所述充气气囊与定位杆的连接处位于定位杆远离铰接端侧，且与所述定位杆连接的充气气囊的侧壁上设置有褶皱，所述充气气囊堆叠形成所述褶皱。
13、优选的，所述尾端设置有密封部，所述密封部内设置有连接腔，所述负压管与连接腔连通，所述负压管与连接腔连通处设置有用于封闭所述负压管的封闭件，所述抽吸装置与连接腔连通，所述密封部上螺纹连接有压盘，所述压盘用于将瓦斯抽采孔的开口密封。
14、优选的，所述密封部背离压盘端设置有用于与瓦斯抽采孔内壁抵接的密封圈，所述密封圈与压盘之间形成有压浆腔，所述压盘上设置有与压浆腔连通的压浆口，所述压浆口用于连接灌浆管道。
15、优选的，所述密封圈套接于密封部外壁，所述压浆腔所在的密封部外壁上设置有螺纹，所述压浆腔的内壁涂覆有脱模剂。
16、第二方面，本申请提供一种公路隧道穿越急倾煤层瓦斯抽排方法，采用如下技术方案：
17、一种公路隧道穿越急倾煤层瓦斯抽排方法，使用上述技术方案中的一种公路隧道穿越急倾煤层瓦斯抽排装置，包括以下步骤：
18、在需要抽取瓦斯的部位开设瓦斯抽采孔；
19、将抽吸管插入瓦斯抽采孔内，并使得密封件将与瓦斯抽采孔的内壁贴合；
20、将抽吸装置与不同的负压管连通，分别检测不同负压管内瓦斯的浓度；
21、将空气含量较高的负压管封闭，将符合要求的负压管与抽吸装置连通；
22、抽吸装置将负压管内的瓦斯抽取并储存在储气装置内。
23、综上所述，本专利技术包括以下至少一种有益技术效果：
24、1.在使用中，将抽吸管插入需要抽采瓦斯的瓦斯抽采孔内，此时负压区将与瓦斯抽采孔的内壁围成密闭的空腔，负压区将瓦斯抽采孔沿着长度方向分隔成多个密闭的空腔，通过不同的负压管与不同的负压区连通后，检测不同负压管抽取的瓦斯含量，如果某个负压区的瓦斯含量较低且抽取时流量较大，则说明这个负压区可能与外界导通，如果继续抽取这个可能与外界导通的负压区，则会损失一部分抽吸装置提供的负压，因此，本申请可在抽取前对不同负压区抽取的瓦斯进行检测，并封闭空气含量较高的负压区的负压管，将符合要求的负压区与抽吸装置连通，此时抽吸装置能够更高效抽取瓦斯，在抽排瓦斯过程中更加高效；通过抽吸装置抽取瓦斯，能够极大的降低后续开挖过程中释放到隧道内的瓦斯含量，从而能够减小后续开挖隧道时的风险。
25、2.通过设置压浆腔，能够在抽取瓦斯前，通过压浆口向压浆腔内注入水泥浆，从而能够将瓦斯抽采孔的开口侧的壁面内，存在的部分缝隙进行封堵，同时将瓦斯抽采孔的开口侧密封，进而在抽取瓦斯时，能够有效降避免瓦斯抽采孔内部与外界直接导通的情况，提高瓦斯抽采效率。
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1.一种公路隧道穿越急倾煤层瓦斯抽排装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种公路隧道穿越急倾煤层瓦斯抽排装置，其特征在于，在所述抽吸管(3)内部与所述负压区(5)对应的区域形成有负压腔(8)，所述负压区(5)和负压腔(8)一一对应，所述抽吸孔(6)与对应的负压腔(8)连通，所述负压腔(8)与负压管(7)一一对应，所述负压管(7)与对应的负压腔(8)连通。
3.根据权利要求2所述的一种公路隧道穿越急倾煤层瓦斯抽排装置，其特征在于，所述负压管(7)位于抽吸管(3)内部，所述抽吸管(3)内设置有供负压管(7)通过的穿孔(9)。
4.根据权利要求1所述的一种公路隧道穿越急倾煤层瓦斯抽排装置，其特征在于，所述密封件(4)包括充气气囊(41)和充气管(42)，相邻所述充气气囊(41)之间相互连通，所述充气气囊(41)环绕抽吸管(3)设置，所述充气气囊(41)远离抽吸管(3)侧用于与瓦斯抽采孔的内壁抵接，所述充气管(42)一端位于尾端(32)侧，所述充气管(42)位于尾端(32)侧的一端设置有气门(43)。
5.根据权利要求4所述的
6.根据权利要求5所述的一种公路隧道穿越急倾煤层瓦斯抽排装置，其特征在于，所述充气气囊(41)与定位杆(10)的连接处位于定位杆(10)远离铰接端侧，且与所述定位杆(10)连接的充气气囊(41)的侧壁上设置有褶皱(11)，所述充气气囊(41)堆叠形成所述褶皱(11)。
7.根据权利要求1所述的一种公路隧道穿越急倾煤层瓦斯抽排装置，其特征在于，所述尾端(32)设置有密封部(12)，所述密封部(12)内设置有连接腔(13)，所述负压管(7)与连接腔(13)连通，所述负压管(7)与连接腔(13)连通处设置有用于封闭所述负压管(7)的封闭件(14)，所述抽吸装置(1)与连接腔(13)连通，所述密封部(12)上螺纹连接有压盘(15)，所述压盘(15)用于将瓦斯抽采孔的开口密封。
8.根据权利要求7所述的一种公路隧道穿越急倾煤层瓦斯抽排装置，其特征在于，所述密封部(12)背离压盘(15)端设置有用于与瓦斯抽采孔内壁抵接的密封圈(16)，所述密封圈(16)与压盘(15)之间形成有压浆腔(17)，所述压盘(15)上设置有与压浆腔(17)连通的压浆口(18)，所述压浆口(18)用于连接灌浆管道。
9.根据权利要求8所述的一种公路隧道穿越急倾煤层瓦斯抽排装置，其特征在于，所述密封圈(16)套接于密封部(12)外壁，所述压浆腔(17)所在的密封部(12)外壁上设置有螺纹，所述压浆腔(17)的内壁涂覆有脱模剂。
10.一种公路隧道穿越急倾煤层瓦斯抽排方法，其特征在于，使用权利要求1-9任意一项所述的一种公路隧道穿越急倾煤层瓦斯抽排装置，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种公路隧道穿越急倾煤层瓦斯抽排装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种公路隧道穿越急倾煤层瓦斯抽排装置，其特征在于，在所述抽吸管(3)内部与所述负压区(5)对应的区域形成有负压腔(8)，所述负压区(5)和负压腔(8)一一对应，所述抽吸孔(6)与对应的负压腔(8)连通，所述负压腔(8)与负压管(7)一一对应，所述负压管(7)与对应的负压腔(8)连通。
3.根据权利要求2所述的一种公路隧道穿越急倾煤层瓦斯抽排装置，其特征在于，所述负压管(7)位于抽吸管(3)内部，所述抽吸管(3)内设置有供负压管(7)通过的穿孔(9)。
4.根据权利要求1所述的一种公路隧道穿越急倾煤层瓦斯抽排装置，其特征在于，所述密封件(4)包括充气气囊(41)和充气管(42)，相邻所述充气气囊(41)之间相互连通，所述充气气囊(41)环绕抽吸管(3)设置，所述充气气囊(41)远离抽吸管(3)侧用于与瓦斯抽采孔的内壁抵接，所述充气管(42)一端位于尾端(32)侧，所述充气管(42)位于尾端(32)侧的一端设置有气门(43)。
5.根据权利要求4所述的一种公路隧道穿越急倾煤层瓦斯抽排装置，其特征在于，至少一个所述充气气囊(41)朝向尾端(32)的一侧设置有定位杆(10)，所述定位杆(10)沿着垂直于抽吸管(3)长度方向的方向铰接于抽吸管(3)的外壁，所述定位杆(10)的铰接端距离定位杆(10)的自由端的长度大于抽吸管(3)外壁距离瓦斯抽采孔内壁之间的距离，所述定位杆(10)的自由端向靠近尾端(32)的一侧倾斜，所述定位杆(10)与位于定位杆(10)远离尾端(32)侧且最靠近定位杆(10)的充气气囊(41)连接，所处充气气囊(41...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩文抢，王熙辰，陈楠，魏元元，肖婷，李昊，谢其喆，鲜江林，吴腾飞，马昌伦，
申请(专利权)人：中交一公局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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