煤样采集装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种煤样采集装置及方法，其中，该方法包括：清理钻孔底的杂物；在钻进的过程中，通过设置于侧入式旋转器外壁上的风水管路向双管正压逆流钻杆的内管和外管的间隙吹入压风；钻头将所述压风在钻孔底形成压风涡流，并利用所述压风涡流将所述钻孔底的煤渣从所述内管吹出，以获取煤样。本发明专利技术的技术方案，实现了一边用钻头掘进、一边进行煤样采集，且在钻取媒样时无需退钻杆，从而节省了大量的施工时间、以及降低了煤样采集成本，达到了有效进行煤样采集以及精确测定瓦斯含量的目的，进一步避免了由于煤层瓦斯突出的预测效率低，而对煤层掘进施工进度所产生的影响。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及煤样采集技术，特别涉及一种在煤矿打钻过程中利用双管正压逆流技 术的，属于煤矿工程

技术介绍
煤层瓦斯突出是煤矿生产中的主要灾害之一。在掘进煤层的过程中，通过对煤样 采集而获得的煤样进行分析，可准确地测定钻头前方煤层中的瓦斯含量，从而可有效地预 测煤层瓦斯突出的危险性，以防止煤层瓦斯突出事故的发生。现有煤样采集方法具体为，首 先需要用钻头先打好钻孔，接着将钻杆连同钻头从钻孔中取出，然后再把钻头卸下而换上 岩心管沿原钻孔继续钻进并同时钻取煤样，用岩心管钻取煤样后，再将钻杆连同岩心管取 出，从岩心管中取出煤样，以完成对所掘进煤层的煤样采集。这种现有煤样采集不但方法工序复杂、效率极低，而且如果钻孔较深时，岩心管钻 取煤样的时间也会很长，从而影响掘进的速度，进一步地，更为严重的是在抽回钻杆连同岩 心管的过程中，岩心管里所钻取煤样中的瓦斯已经大量解析而损失掉，从而无法准确测定 瓦斯含量，严重影响了煤层瓦斯突出预测的精度。如果所进行煤样采集的煤层为中软煤层 时，在来回抽取钻杆连同钻头以及钻杆连同岩心管的过程中，将会出现塌孔现象，最终导致 煤样采集的无效。再者，由于岩心管的前端是开放的，在往钻孔中送岩心管时，钻孔中残留 的煤渣会进入岩心管，很难确保所获取的煤样就是钻孔最底部的煤样，无法实现定点取样， 从而同样影响了瓦斯含量测定的精度。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种，针对现有煤样采集方法中由于需 要来回抽取钻杆连同钻头以及钻杆连同岩心管、而造成的对所采集煤样中瓦斯含量测定不 精确的技术问题，实现了一边用钻头掘进、一边进行煤样采集，且在钻取媒样时无需退钻 杆，从而节省了大量的施工时间、以及降低了煤样采集成本，达到了有效进行煤样采集以及 精确测定瓦斯含量的目的，避免了由于煤层瓦斯突出的预测效率低，而对煤层掘进施工进 度所产生的影响。为实现上述目的，本专利技术一方面，提供了一种煤样采集装置，其中，包括钻头、双管 正压逆流钻杆、头杆和钻机，所述头杆的一端连接于所述双管正压逆流钻杆的一端，且所述头杆的另一端连接 于所述钻机；所述钻机用于通过驱动所述头杆而带动所述钻头旋转；所述钻头在所述头杆的带动下用于钻孔以产生煤渣，并将压风在钻孔底形成压风 涡流；所述双管正压逆流钻杆的另一端连接于所述钻头，且所述双管正压逆流钻杆为包 含内管和外管的双层管，通过所述内管和外管的间隙将压风吹入所述钻孔底，并用于利用所述压风涡流将所述钻孔底的煤渣从所述内管吹出，以进行煤样采集。本专利技术另一方面，提供了一种煤样采集方法，其中，包括清理钻孔底的杂物；在钻进的过程中，通过设置于侧入式旋转器外壁上的风水管路向双管正压逆流钻 杆的内管和外管的间隙吹入压风；钻头将所述压风在钻孔底形成压风涡流，并利用所述压风涡流将所述钻孔底的煤 渣从所述内管吹出，以获取煤样。本专利技术的，提供了一种煤样采集的方式，通过在钻进的过程 中，采用设置于侧入式旋转器外壁上的风水管路向双管正压逆流钻杆的内管和外管的间隙 吹入压风，并且钻头将所述压风在钻孔底端形成压风涡流，并利用所述压风涡流将所述钻 孔底的煤渣从所述内管吹出的煤样采集技术方案，针对现有煤样采集中由于需要来回抽取 钻杆连同钻头以及钻杆连同岩心管、而造成的对所采集煤样中瓦斯含量测定不精确的技术 问题，实现了一边用钻头掘进、一边进行煤样采集，且在钻取媒样时无需退钻杆，从而节省 了大量的施工时间、以及降低了煤样采集成本，达到了有效进行煤样采集以及精确测定瓦 斯含量的目的，避免了由于煤层瓦斯突出的预测效率低，而对煤层掘进施工进度所产生的 影响。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发 明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术煤样采集装置的一结构示意图；图2为本专利技术煤样采集装置的另一结构示意图；图3为本专利技术煤样采集方法的流程图。具体实施例方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例 中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是 本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员 在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1为本专利技术煤样采集装置的一结构示意图。如图1所示，本实施例的煤样采集 装置包括钻头11、双管正压逆流钻杆、头杆13和钻机14，其中，双管正压逆流钻杆为包含内 管121和外管122的双层管，且内管121的横截面直径为32. 5mm，外管122的横截面直径为 55mm，头杆13的一端连接于双管正压逆流钻杆的一端，且头杆13的另一端连接于钻机14 ； 该钻机14用于通过驱动头杆13而带动钻头11旋转；该钻头11在头杆13的带动下用于钻 孔以产生煤渣，并将压风在钻孔底形成压风涡流；进一步地，双管正压逆流钻杆的另一端连 接于钻头11，通过内管121和外管122的间隙将压风吹入钻孔底，并用于利用压风涡流将钻 孔底的煤渣从内管吹出，以进行煤样采集。具体地，在实际应用中，先利用煤样采集装置进行钻孔，当钻孔到具有煤层瓦斯突 出的煤层时，需清理钻头11所钻的钻孔中存有的杂物，以便进行向内管121和外管122 的间隙吹入风水混合物，并导入钻孔底，在钻机14驱动头杆13而带动钻头11旋转的情况 下，由钻头11在钻孔底形成风水混合物涡流，进一步由双管正压逆流钻杆利用该风水混合 物涡流将该钻孔底的杂物导出以清理掉；接着，钻头11继续在钻孔中边钻进、边采集煤样 向内管121和外管122的间隙吹入压风，并导入钻孔底，在钻机14驱动头杆13而带动钻头 11旋转的情况下，由钻头11在钻孔底形成压风涡流，进一步由双管正压逆流钻杆利用该压 风涡流将钻孔底的煤渣从内管121吹出，以获得所采集的煤样。本实施例所提供的煤样采集装置，提供了一种煤样采集的方式，在钻进的过程中， 利用压风涡流将钻孔底的煤渣从内管吹出的煤样采集，本技术方案具有以下优点1、实现了取样效率高的目的，具体地，能够边钻进边煤样采集，且煤样采集时不需 要再取出钻杆，煤样采集的时间比传统方法节省一倍以上的时间；2、实现了取样时间短，测量精度高的目的，具体地，煤样采集的时间一般只需要 2-5分钟的时间，而传统煤样采集方法则需要30分钟到90分钟，避免了因煤样采集时间过 长而导致的瓦斯含量测定不准确的问题。3、实现了定点取样的目的，具体地，根据钻进的钻杆的数量，可以准确计算出所采 集煤样的具体位置，可以准确判定工作面前方煤层在多少米的范围内有无突出危险，预测 精度尚。4、实现了煤样采集距离长的目的，具体地，根据煤矿现场的实际经验，采用传统方 法进行煤样采集，一般当煤样采集的深度达到35m后，煤样采集的时间就超过1个小时，此 时煤样采集为无效煤样；而利用本实施例煤样采集装置进行煤样采集时，其有效煤样采集 的深度可到IOOm以上，其煤样采集的时间约为5分钟左右。5、实现了适用中软煤层的目的，具体地，中软煤层是瓦斯突出事故多发的煤层，这 种煤层的成孔效果差，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种煤样采集装置，其特征在于，包括钻头、双管正压逆流钻杆、头杆和钻机，所述头杆的一端连接于所述双管正压逆流钻杆的一端，且所述头杆的另一端连接于所述钻机；所述钻机用于通过驱动所述头杆而带动所述钻头旋转；所述钻头在所述头杆的带动下用于钻孔以产生煤渣，并将压风在钻孔底形成压风涡流；所述双管正压逆流钻杆的另一端连接于所述钻头，且所述双管正压逆流钻杆为包含内管和外管的双层管，通过所述内管和外管的间隙将压风吹入所述钻孔底，并用于利用所述压风涡流将所述钻孔底的煤渣从所述内管吹出，以进行煤样采集。

【技术特征摘要】
1.一种煤样采集装置，其特征在于，包括钻头、双管正压逆流钻杆、头杆和钻机，所述头杆的一端连接于所述双管正压逆流钻杆的一端，且所述头杆的另一端连接于所 述钻机；所述钻机用于通过驱动所述头杆而带动所述钻头旋转；所述钻头在所述头杆的带动下用于钻孔以产生煤渣，并将压风在钻孔底形成压风涡流；所述双管正压逆流钻杆的另一端连接于所述钻头，且所述双管正压逆流钻杆为包含内 管和外管的双层管，通过所述内管和外管的间隙将压风吹入所述钻孔底，并用于利用所述 压风涡流将所述钻孔底的煤渣从所述内管吹出，以进行煤样采集。2.根据权利要求1所述的煤样采集装置，其特征在于，还包括侧入式旋转器，所述侧入式旋转器套设于所述头杆的一端与所述双管正压逆流钻杆的一端的连接处， 且所述侧入式旋转器通过设置于其外壁上的风水管路向所述内管和外管的间隙吹入压风。3.根据权利要求1所述的煤样采集装置，其特征在于，还包括直入式旋转器， 所述直入式旋转器套设于所述头杆上，且用于防止采集软管随所述头杆的转动而转动，所述采集软管通过第一 NPT弯头套设于所述头杆的另一端。4.根据权利要求2所述的煤样采集...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁亮，薛生，秦永洋，李幸生，廖斌琛，高松，张瑞，
申请(专利权)人：淮南矿业集团有限责任公司，澳大利亚联邦科学与工业研究组织，
类型：发明
国别省市：34[中国|安徽]