技术领域
[0001] 本发明属于煤矿瓦斯防喷技术领域，尤其涉及一种井下水封式瓦斯防喷系统。
相关背景技术
[0002] 在煤炭开采过程中，地下采掘对于采煤效率是至关重要的。为了加速采矿进度，缩短采矿周期，煤矿通常需要进行地下钻孔。
[0003] 地下采煤产生的瓦斯混合着空气会形成可燃气体，存在极大的安全隐患。通过地下超前钻孔，可以将深部的瓦斯管道引至地面，实现瓦斯的抽采处理，保障采矿安全。
[0004] 超前钻孔是预防瓦斯突出的一种有效方法，地下超前钻孔是通过在工作面的前方打几个钻孔，人为地造成和保持一个较长的卸压带，避免在工作面附近出现应力集中和高压瓦斯，从而消除突出的危险。
[0005] 在超前钻孔施工过程中，通常在钻孔口部安装内插套管，然后在内插套管上连接防喷套管，并将防喷套管与抽放系统的总管连接，通过总管实现井下瓦斯的抽取。但是，当瓦斯压力过大会造成防喷套管损坏，导致巷道内瓦斯量超标，影响施工安全。
具体实施方式
[0033] 下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
[0034] 本发明公开了一种井下水封式瓦斯防喷系统，如图1所示，包括设置在钻孔口部的内插套管60，内插套管60的外端连接有一段防喷套管21；一段防喷套管21的顶部通过第一抽放子管21连接至位于巷道顶部的总管10；一段防喷套管21的底部连接有接渣箱23，接渣箱23的下方连通至水封容器；其中，一段防喷套管21与第一抽放子管21的连接口面积小于一段防喷套管21与接渣箱23的连接口的面积；水封容器内设置有水封立板33，水封立板33的底端位于水封容器内的液面下；水封立板33将水封容器内腔分为瓦斯排放腔和渣料排放腔，瓦斯排放腔通过其第一抽放口36连接至总管，且瓦斯排放腔还连接有集气袋50。
[0035] 其中，在图1中的水封容器中，底部的阴影部分表示矿渣，虚线部分表示液体。
[0036] 本发明通过在一段防喷套管的下方增加水封系统，当瓦斯压力大时，一大部分瓦斯可以通过接渣箱和水封容器的缓冲再进入抽放系统的总管，极大的降低了原抽放系统中第一抽放子管的瓦斯排放压力，降低了瓦斯压力过大时泄漏到巷道的风险。
[0037] 本发明实施例中内插套管伸入到钻孔内并与钻孔固定，钻孔时钻杆从内插套管内部插入钻孔进行作业，一段防喷套管21与内插套管60固定连接，并实现钻杆侧方的密封，防止瓦斯直接泄露到巷道中。
[0038] 通过接渣箱23不仅可以将多余的瓦斯引出，还可以将钻孔施工时产生的钻屑排出。
[0039] 接渣箱23内设置有第一防尘喷管24，第一防尘喷管24的喷液口朝向一段防喷套管21与接渣箱23的连接口。由于连接口排出的包括了瓦斯和矿渣，由此必不可少会产生烟尘，所以，通过第一防尘喷管24向连接口喷出消尘液体，可以起到降尘作用。
[0040] 接渣箱23内设置有冲水管25，冲水管25朝向接渣箱23的底部出口。另外，由于矿渣是固体，易在接插箱23出口堵塞，所以，此处设置冲水管25通过高压水源将矿渣冲刷到水封容器中。
[0041] 在本发明中，接渣箱23通过传输管道40连通至水封容器。由于在钻孔口处需要安装钻机，切巷道内体积狭小，所以需要将水封容器设置在他处，因此，增设传输管道40。优选的，传输管道40选用具有金属软管，其具有自塑形效果，利于矿渣的传输，且可以根据现场工况来设计管路行走方向等。
[0042] 在一个实施例中，一段防喷套管21的自由端还设置有二段防喷套管22，二段防喷套管22底部设置有备用接渣箱26。通常仅设置一段防喷套管21即可，但是为了增加系统的安全性，增设二段放喷套管22，同时二者之间和需要密封部位均增加密封圈，从而保证密封性能。
[0043] 如图2所示，水封容器的瓦斯排放腔为封闭腔体，其顶部分别设置有第一抽放口36和第二抽方口38；第一抽放口36通过第二抽放子管12连通至总管10；第二抽放口38连接有集气袋50。当瓦斯压力过大时，通过第一抽放口36可以将腔内的瓦斯直接抽走，缓解第一抽放子管11的抽放压力。当瓦斯压力继续增大时，瓦斯在压力作用下进入集气袋50，集气袋50对瓦斯进行缓存，进一步降低瓦斯排放压力。
[0044] 瓦斯排放腔内设置有第二防尘喷管31，第二防尘喷管31的喷液口朝向水封容器的进渣口37；瓦斯排放腔靠近进渣口37还设置有隔尘板32，隔尘板32由水封容器的顶板向下延伸，且其下端与水封容器内的液面之间具有空隙。
[0045] 通过第二防尘喷管31，可以进一步对矿渣进行消尘。而且，通过隔尘板32可以将灰尘限制在靠近进渣口37附近，防止灰尘进入集气袋50或总管10。隔尘板32的形状可以为包裹进渣口37的弧形、波浪形等。需要注意的是，需要把保证隔尘板32的底端与水封容器内的液面之间具有空隙，否则，瓦斯将难以排出。
[0046] 另外，水封容器的渣料排放腔顶部敞口，现场工作人员可以通过敞口来将其内的矿渣及时取出，以避免影响水封效果。
[0047] 由于第一防尘喷管24、冲水管25和第二防尘喷管31的不断加入水源，水封容器设有溢水口34和排水口35；以便于控制水封容器内的液面，保证正常工作。作为一种具体的实现方式，如图3所示，溢水口的高度高于水封立板的底端且低于隔尘板32的底端。
[0048] 示例性的，集气袋50还通过第三抽放子管13连通至总管10，通过第三抽放子管13的设计，可以在适当时候将集气袋50内的瓦斯排放。而且，当瓦斯压力特别大时，也可以直接打开第三抽放子管13进行瓦斯排放。
