一种风排渣钻孔智能防灭火装置及其使用方法与流程

本发明涉及煤矿钻孔施工领域，特别是涉及一种风排渣钻孔智能防灭火装置及其使用方法。

背景技术：

1、目前，煤层钻孔主要采用风排渣和水排渣两种方式进行施工钻孔。针对硬度系数低，节理发育的煤层，采用水排渣工艺进行施工易出现塌孔夹钻现象，若煤层瓦斯含量较高或具有突出危险性，施工过程中还易出现排渣不畅而导致瓦斯喷孔超限事故。因此对于此类煤层，一般采用风排渣工艺进行施工，可以有效减小孔壁应力扰动和稀释瓦斯孔内瓦斯，提高钻孔成孔率。但是，采用风排渣工艺打钻时孔内钻头和钻杆长时间在干燥的环境下与钻孔煤壁摩擦，若遇地质构造或卡钻时，钻进压力增大，极易产生高温引起煤粉自燃。现有技术中，一般是在钻机周围安装风水转换三通，当孔口出现明显起火征兆或巷道内一氧化碳探头报警时，由钻机操作人员手动打开供水管路，对钻孔内部进行注水灭火。但在实际操作中，当出现明显征兆时操作人员往往会因紧张而处置不当致使事态蔓延，出现人员一氧化碳中毒或严重的火灾事故。

2、为此，专利号为“201720874547.3”，专利名称为“综合监控煤层打钻防灭火装置”提出了一种能够自动化启闭供水管路的防灭火装置，包括与地面中心站信号连接的监控分站系统，监控分站系统包括监控分站、一氧化碳传感器、烟雾传感器、断电器、气阀继电器和水阀继电器，一氧化碳传感器用于实时监测一氧化碳浓度含量，烟雾传感器用于实时监测是否有烟雾产生，监控分站用于实时采集数据，并按照一氧化碳浓度和烟雾浓度，判断是否控制气路电动球阀的闭合和断开，控制水路电动球阀的闭合和断开，当一氧化碳浓度或烟雾浓度任意一项指标超过了预设的安全阈值，水路电动球阀闭合，供水管路供水进行灭火，从而避免人工操作出险的操作不当的问题。当上述专利中，仅公开了水路电动球阀闭合时机，对于水路电动球阀断开时机却没有过多的设定，而供水管路断供的时机至关重要，如果断水时机不对，是无法起到达到有效的灭火效果的。

技术实现思路

1、本发明的目的是解决上述技术问题，提供一种风排渣钻孔智能防灭火装置及其使用方法，在co浓度或烟雾浓度降到安全阈值以下后，远控开关一不会立即控制电磁阀关闭，而是在co浓度和烟雾浓度均降至0时，远控开关一才控制电磁阀关闭，停止供水，能够避免注水量过少，无法起到灭火的效果问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明公开了一种风排渣钻孔智能防灭火装置，包括自动控制系统和供水管路，所述供水管路与为钻杆供风的供风管路连通，所述供风管路上设有手动供风阀，所述供水管路与所述供风管路的连通点位于所述手动供风阀和所述钻杆之间，所述自动控制系统包括控制模块和用于监测施工点co浓度和烟雾浓度的监测模块，所述控制模块包括电磁阀、远控开关一以及远控开关二，所述电磁阀设置在所述供水管路上，所述远控开关一与钻机电源、所述监测模块电连接，所述远控开关二与所述电磁阀、所述监测模块电连接；当co浓度或烟雾浓度超过各自预设的安全阈值时，远控开关一控制电磁阀打开，远控开关二切断钻机电源，当co浓度或烟雾浓度均降至为0时，远控开关一控制电磁阀关闭。

3、优选地，所述供水管路上设有供水总控阀门，所述电磁阀位于所述供水总控阀门和所述连通点之间。

4、优选地，所述供水管路上连通有旁支管路，所述旁支管路的进水端位于所述电磁阀和所述供水总控阀门之间，所述旁支管路的出水端位于所述连通点和所述电磁阀之间，所述旁支管路上设有手动供水阀。

5、优选地，所述控制模块还包括监控分站，所述监控分站与所述监测模块、所述远控开关一以及所述远控开关二电连接，所述监控分站接收所述监测模块的监测数据，并处理数据后给所述远控开关一以及所述远控开关二传递控制电信号。

6、优选地，所述监控分站还与地面监控系统相连，可实时传输所述监测模块的监测数据。

7、优选地，所述监测模块包括co传感器和烟雾传感器。

8、优选地，所述供风管路上设有单向阀，所述手动供风阀位于所述单向阀和所述连通点之间。

9、优选地，所述供风管路上设有供风总控阀门，所述单向阀位于所述手动供风阀和所述供风总控阀门之间。

10、还公开了一种风排渣钻孔智能防灭火装置的使用方法，包括以下步骤：打开手动供风阀，为钻杆供风排渣，当co浓度或烟雾浓度超过各自预设的安全阈值时，远控开关一控制电磁阀打开，远控开关二切断钻机电源，当co浓度或烟雾浓度均降至为0时，远控开关一控制电磁阀关闭，手动启动钻机电源继续钻孔。

11、优选地，包括以下步骤：当控制模块和监测模块断电或故障报警时，远控开关二同样会自动切断钻机电源。

12、本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

13、本发明中含有自动控制系统，自动控制系统可在供风排渣钻孔施工时，其监测模块可对co浓度和烟雾浓度实时监测，并在co浓度或烟雾浓度任意一个超过预设的安全阈值时，驱使远控开关一打开电磁阀，以自动向孔内注水灭火，有效防止了孔内出现着火征兆时人员惊慌失措而未及时进行紧急处置的情况，在co浓度或烟雾浓度降到安全阈值以下后，远控开关一不会立即控制电磁阀关闭，而是在co浓度和烟雾浓度均降至0时，远控开关一才控制电磁阀关闭，停止供水，能够避免注水量过少，无法起到灭火的效果问题，同时该装置还具有结构简单、操作方便、可靠性高等优点，可广泛应用于各类风排渣工艺施工现场，为施工人员的生命安全提供有力保障。

14、附图说明

15、为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

16、图1为风排渣钻孔智能防灭火装置的结构示意图。

技术特征：

1.一种风排渣钻孔智能防灭火装置，其特征在于，包括自动控制系统和供水管路，所述供水管路与为钻杆供风的供风管路连通，所述供风管路上设有手动供风阀，所述供水管路与所述供风管路的连通点位于所述手动供风阀和所述钻杆之间，所述自动控制系统包括控制模块和用于监测施工点co浓度和烟雾浓度的监测模块，所述控制模块包括电磁阀、远控开关一以及远控开关二，所述电磁阀设置在所述供水管路上，所述远控开关一与钻机电源、所述监测模块电连接，所述远控开关二与所述电磁阀、所述监测模块电连接；当co浓度或烟雾浓度超过各自预设的安全阈值时，远控开关一控制电磁阀打开，远控开关二切断钻机电源，当co浓度或烟雾浓度均降至为0时，远控开关一控制电磁阀关闭。

2.根据权利要求1所述的一种风排渣钻孔智能防灭火装置，其特征在于，所述供水管路上设有供水总控阀门，所述电磁阀位于所述供水总控阀门和所述连通点之间。

3.根据权利要求2所述的一种风排渣钻孔智能防灭火装置，其特征在于，所述供水管路上连通有旁支管路，所述旁支管路的进水端位于所述电磁阀和所述供水总控阀门之间，所述旁支管路的出水端位于所述连通点和所述电磁阀之间，所述旁支管路上设有手动供水阀。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的一种风排渣钻孔智能防灭火装置，其特征在于，所述控制模块还包括监控分站，所述监控分站与所述监测模块、所述远控开关一以及所述远控开关二电连接，所述监控分站接收所述监测模块的监测数据，并处理数据后给所述远控开关一以及所述远控开关二传递控制电信号。

5.根据权利要求4所述的一种风排渣钻孔智能防灭火装置，其特征在于，所述监控分站还与地面监控系统相连，可实时传输所述监测模块的监测数据。

6.根据权利要求4所述的一种风排渣钻孔智能防灭火装置，其特征在于，所述监测模块包括co传感器和烟雾传感器。

7.根据权利要求1至3任意一项所述的一种风排渣钻孔智能防灭火装置，其特征在于，所述供风管路上设有单向阀，所述手动供风阀位于所述单向阀和所述连通点之间。

8.根据权利要求7所述的一种风排渣钻孔智能防灭火装置，其特征在于，所述供风管路上设有供风总控阀门，所述单向阀位于所述手动供风阀和所述供风总控阀门之间。

9.一种如权利要求1至8任意一项所述的风排渣钻孔智能防灭火装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：打开手动供风阀，为钻杆供风排渣，当co浓度或烟雾浓度超过各自预设的安全阈值时，远控开关一控制电磁阀打开，远控开关二切断钻机电源，当co浓度或烟雾浓度均降至为0时，远控开关一控制电磁阀关闭，手动启动钻机电源继续钻孔。

10.根据权利要求9所述的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：当控制模块和监测模块断电或故障报警时，远控开关二同样会自动切断钻机电源。

技术总结本发明公开了一种风排渣钻孔智能防灭火装置及其使用方法，属于煤矿钻孔施工领域，包括自动控制系统和供水管路，供水管路与供风管路连通，供风管路上设有手动供风阀，自动控制系统包括控制模块和监测施工点CO浓度和烟雾浓度的监测模块，控制模块包括电磁阀、远控开关一和远控开关二，电磁阀设置在供水管路上，远控开关一与钻机电源、监测模块电连接，远控开关二与电磁阀、监测模块电连接；当CO浓度或烟雾浓度超过安全阈值时，远控开关一控制电磁阀打开，远控开关二切断钻机电源，当CO浓度或烟雾浓度降到安全阈值以下后，电磁阀不会立即关闭，而是在CO浓度和烟雾浓度均降至0时，电磁阀才关闭，能够避免注水量过少，无法起到灭火的效果问题。技术研发人员：易恩兵,任奇祥,牟谦,乔伟,宋勇,王建,张旭镔,舒军,王士伟,王一帆,汪隆靖受保护的技术使用者：中煤科工集团重庆研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/20