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申请/专利权人：河南理工大学

摘要：一种防止冲孔煤水堵塞瓦斯抽采筛管的结构及设计方法，包括竖向设置的筛管，筛管长度为3000mm，筛管外径为59mm，筛管内径为51mm，筛管上端口设有堵板，筛管下端口与瓦斯抽采管连接，筛管上均匀开设有若干个筛孔，每个筛孔外部或内部均设置有防堵孔结构。本发明按照《煤矿安全规程》相关技术标准和要求，原理科学，结构简单，较好地解决了冲孔后煤水堵塞筛孔、堵塞抽采管路、抽采阻力大抽采效果差等问题，能够保证瓦斯抽采系统畅通。

主权项：1.一种防止冲孔煤水堵塞瓦斯抽采筛管的设计方法，其特征在于：所述的防止冲孔煤水堵塞瓦斯抽采筛管的结构包括竖向设置的筛管，筛管长度为3000mm，筛管外径为59mm，筛管内径为51mm，筛管上端口设有堵板，筛管下端口与瓦斯抽采管连接，筛管上均匀开设有若干个筛孔，每个筛孔外部均设置有防堵孔结构；筛孔外部的防堵孔结构为凸出于筛管外圆的防堵帽，防堵帽为空心六面体结构，筛孔的中心线沿筛管的径向方向设置，防堵帽的内侧固定连接有外螺纹套，外螺纹套伸入并螺纹连接在筛孔内，外螺纹套外套设有橡胶圈，防堵帽的内侧通过橡胶圈压紧筛管外圆，防堵帽的内侧开设有与外螺纹套内部连通的通孔，防堵帽的下侧面开设有敞口的进气孔；筛孔的孔径和外螺纹套的外径均为13mm，沿筛管长度方向相邻两个筛孔之间的距离为200mm,外螺纹套和通孔的内径均为10mm，进气孔的边缘形状为等腰梯形，等腰梯形上底、下底和高分别为12mm、15mm和6mm；所述的设计方法包括以下步骤：（1）实测煤矿井下钻场前期钻孔瓦斯涌出量，绘制钻场前期钻孔瓦斯涌出量衰减图；根据抽采钻孔煤层瓦斯流动理论，钻孔瓦斯涌出量随着时间的推移呈衰减趋势，钻场前期钻孔瓦斯涌出量衰减图中表征钻孔自然瓦斯涌出特征参数有2个:钻孔初始自然瓦斯流量q0和钻孔自然瓦斯流量衰减系数α，通过q0和α值可以通过测定不同时间钻孔自然瓦斯涌出量，按下式回归分析求得： 式中:qt—时间为t时的钻孔自然瓦斯流量，m3min;q0—时间t=0时的钻孔初始自然瓦斯流量，m3min;α—钻孔自然瓦斯流量衰减系数，d－1t—钻孔自排瓦斯时间，d；e—自然底数；在钻孔刚揭露煤层时钻孔初始自然瓦斯流量q0为钻孔内最大瓦斯涌出量，受煤层瓦斯赋存与涌出非均衡性影响，钻孔垮孔影响瓦斯涌出具有波动性，有时瓦斯涌出会突然变大；（2）设计筛管的筛孔时瓦斯涌出量取初始瓦斯涌出量q0的2倍作为富余系数；同时考虑管道内流体流动阻力与管道周长呈正比，筛孔增多筛孔周长相应增大，以及气体流动局部阻力特征，为防止瓦斯流入筛孔时局部阻力变大，设计筛孔的总面积S筛孔等于筛管的横截面积S横截的2倍，筛管内瓦斯流速V满足经济流速；（3）根据上述要求并结合步骤（1）中测出的现场数据，设计针对该煤矿井下钻场冲孔的设计筛孔的总面积S筛孔等于筛管的横截面积S横截的2倍；（4）计算得出筛孔的半径和筛管上筛孔的数量；（5）在筛管上沿径向方向钻筛孔，同时制作防堵帽和外螺纹套；（6）将橡胶圈套到外螺纹套上，手持防堵帽将外螺纹套拧入筛孔中，拧紧后使进气孔朝下，这样可使煤水、煤泥通过筛孔时在重力的作用而无法进入筛管内，瓦斯在抽采负压作用下被抽入筛管内。

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