CN102606190A - 煤矿下向穿层孔抽采消突方法及其装置 - Google Patents

煤矿下向穿层孔抽采消突方法及其装置 Download PDF

Info

Publication number
CN102606190A
CN102606190A CN2011100233544A CN201110023354A CN102606190A CN 102606190 A CN102606190 A CN 102606190A CN 2011100233544 A CN2011100233544 A CN 2011100233544A CN 201110023354 A CN201110023354 A CN 201110023354A CN 102606190 A CN102606190 A CN 102606190A
Authority
CN
China
Prior art keywords
hole
wearing
gas
layer
under
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2011100233544A
Other languages
English (en)
Inventor
程念东
孙月庚
桑森
陈军
曾春贵
宋虎恩
童文文
严立峰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huainan Mining Group Co Ltd
Original Assignee
Huainan Mining Group Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huainan Mining Group Co Ltd filed Critical Huainan Mining Group Co Ltd
Priority to CN2011100233544A priority Critical patent/CN102606190A/zh
Publication of CN102606190A publication Critical patent/CN102606190A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

本发明公开了一种煤矿下向穿层孔抽采消突方法及其装置，其中煤矿下向穿层孔抽采消突装置，包括气液分离器和通气管，所述气液分离器的顶部设置有排气口、底部设置有排液口，所述排气口上连接有排气通道，所述排液口上连接有放水器，所述气液分离器的侧壁上连接有封孔管，所述封孔管远离气液分离器的一端连接有护壁花管，所述通气管的一端与护壁花管连通、另一端用于与压风源连接。使用该装置后可以达到较好的抽采效果，达到了快速消突的目的。

Description

煤矿下向穿层孔抽采消突方法及其装置
技术领域
本发明涉及煤矿消突技术领域，尤其涉及一种煤矿下向穿层孔抽采消突方法，同时还涉及一种煤矿下向穿层孔抽采消突装置。
背景技术
目前，在煤矿生产企业中，采用下向穿层孔来消突，是防治煤与瓦斯突出的重要手段之一。但是，下向穿层孔存在以下不足：
1、下向穿层孔施工难度大、成孔差；
2、下向穿层孔封孔难，封孔时容易导致已开凿好的孔堵塞；
3、下向穿层孔的底部大多存在积水，积水会淹没设置在下向穿层孔底部的护壁花管，使瓦斯无法进入到护壁花管内，导致瓦斯不能被抽出。
由于下向穿层孔存在上述不足，导致抽采效果差，不能很好的解决煤与瓦斯突出这一困扰煤矿安全生产的难题。
发明内容
本发明提供一种煤矿下向穿层孔抽采消突方法，同时还提供一种煤矿下向穿层孔抽采消突装置，用以解决现有技术中的缺陷，达到有效消除煤与瓦斯突出的目的。
为实现上述目的，本发明提供一种煤矿下向穿层孔抽采消突方法，包括下述步骤：
1)在采煤作业面或掘进工作面的前方采用水力冲孔的方式开凿下向穿层孔；
2)在开凿好的下向穿层孔内下封孔管和通气管，所述封孔管和所述通气管均深入到下向穿层孔的底部，所述封孔管位于下向穿层孔底部的一端连接有护壁花管，所述护壁花管与所述通气管相互连通；
3)对下向穿层孔进行护孔、封孔操作，使所述封孔管和所述通气管与下向穿层孔的孔壁之间处于密封状态；
4)通过所述封孔管向外抽吸；通过所述通气管向下向穿层孔的底部输送压风。
优选地，所述水力冲孔的水压在10MPa-15MPa之间。
优选地，所述压风的压力在0.8MPa-1.2MPa之间。
优选地，所述压风为间隔输送，每次压风的输送时间为3分钟，间隔时间为57分钟。
优选地，所述封孔管的上端露出煤矿下向穿层孔且连接有气液分离器，所述气液分离器将从下向穿层孔底部抽出的物质进行自动的气液分离。
优选地，所述封孔操作中采用水泥砂浆填充封孔。
本发明还提供一种煤矿下向穿层孔抽采消突装置，包括气液分离器和通气管，所述气液分离器的顶部设置有排气口、底部设置有排液口，所述排气口上连接有排气通道，所述排液口上连接有放水器，所述气液分离器的侧壁上连接有封孔管，所述封孔管远离气液分离器的一端连接有护壁花管，所述通气管的一端与护壁花管连通、另一端用于与压风源连接。
优选地，所述放水器为自动放水器。
优选地，所述通气管通过压风管路与压风源连接，所述压风管路上设置有电磁阀。
优选地，所述排气通道上设置有控制闸阀。
本发明煤矿下向穿层孔抽采消突方法，抽采效果好，单孔抽采瓦斯浓度可达80％以上，纯量长时间稳定在0.1m3/min以上。在下向穿层孔合茬抽采后，仅23天，预抽率大于35％，达到了《防治煤与瓦斯突出规定》中消突的标准，实现了快速消突。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明煤矿下向穿层孔抽采消突装置的结构示意图；
图2为护管及封管结构示意图；
图3为单孔抽采浓度及抽采流量变化趋势图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明煤矿下向穿层孔抽采消突方法，首先采用高压水钻在采煤作业面或掘进工作面的前方来开凿下向穿层孔，在开凿时使水压保持在10MPa-15MPa之间。采用高压水钻来开凿下向穿层孔属于水力冲孔技术，采用该技术来开凿下向穿层孔，可以使下向穿层孔周边煤体泄压，增加煤体透气性，有利于提高抽采效率。
在下向穿层孔开凿结束后，向下向穿层孔内下封孔管和通气管，如图2所示。其中，封孔管27位于下向穿层孔20底部的一端通过管箍22固定安装有护壁花管23，护壁花管23的管壁上均匀开设有通孔，下向穿层孔20底部的水及瓦斯通过上述通孔进入到护壁花管23内，最终经由封孔管27排出。根据煤层24厚度的不同，可以用管箍22串联多节护壁花管23，并且，最末端的一根护壁花管21的一端为锥形的盲端。所述通气管31与具有锥形盲端的一根护壁花管21相连通。通过通气管31输送的压风进入到护壁花管21内形成局部的高压，此实施例中压风的压力在0.8MPa-1.2MPa之间。
为了防止岩体和/或煤体散落而阻塞下向穿层孔，在下向穿层孔内下护孔管进行护孔操作。由于在煤矿开采行业内，向开凿好的钻孔内下护孔管来对钻孔进行保护是成熟工艺，这里不再对其工艺过程进行赘述。
为了保证通气管31及封孔管27与下向穿层孔20之间具有良好的密封，对下向穿层孔20进行了封孔操作。在封孔操作时，向下向穿层孔20中安置两块挡板26，并保证通气管31及封孔管27均穿过这两块挡板26。在两块挡板26之间密实的设置了一层干海带25，干海带25吸水后会膨胀，其膨胀后填充了该区域的空隙，强化了此区域的密封效果。在下向穿层孔20的孔口处还设置了一段聚氨酯填充封孔段30，聚氨酯填充封孔段30与挡板26之间具有一定的距离，该距离的管段为注浆封孔段。注浆管28和返浆管29分别穿过聚氨酯填充封孔段30，深入到注浆封孔段内，且返浆管29下端管口的高度高于注浆管28下端管口的高度，注浆管28用来注浆封孔段注入水泥砂浆。
在封孔结束后，对封孔管27进行抽吸，连通通气管31对下向穿层孔20底部输送压风，压风为间隔输送，每次压风的输送时间为3分钟，间隔时间为57分钟，压风间隔输送既满足了工作中对压风的需求，也不会对抽采的瓦斯纯度造成不利的影响，还有利于节约能源。此时，封孔管27内为负压，下向穿层孔20底部为局部高压，根据流体由高压向低压流动的特性，水、渣及瓦斯顺着封孔管27被抽出，在封孔管27的顶部连接有一个作为气液分离器使用的集气箱。由于重力的作用，在集气箱内水和渣向下运动，与瓦斯相分离，瓦斯经排气通道被抽走。由于在进入排气通道前就实现了瓦斯与水和渣的分离，避免了水和渣进入到排气通道，始终保持了排气通道的畅通，使得下向穿层孔20抽采量得到有效提高。如图3所示，单孔抽采浓度及抽采流量变化趋势图，单孔抽采瓦斯浓度在80％以上，纯量长时间稳定在0.1m3/min以上，是普通抽采钻孔的10～20倍，下向穿层孔20合茬抽采后，仅23天，预抽率大于35％，达到了《防治煤与瓦斯突出规定》中消突的标准，实现了快速消突；每1000米巷道比常规钻孔施工减少工期107天，节约成本700万元。
如图1所示，本发明煤矿下向穿层孔抽采消突装置的实施例，包括一个作为气液分离器使用的集气箱8，在该集气箱8的顶部设置有排气口、底部设置有排液口。在排气口上连接有排气通道9，排气通道9与抽采干管相连，将抽采的瓦斯输送出去进行综合利用，在排气通道9上连接有一个控制闸阀10，控制闸阀10用来控制排气通道9的通断，进而控制抽采的启动、停止。在排液口上连接有放水器7，该实施例中采用的放水器7为自动放水器，由于自动放水器属于现有技术，可以直接购买获得，这里不对其具体结构进行赘述。当然此处也是可以采用手动放水器的。采用自动放水器，通过设定可以实现定时放水，有利于提高自动化水平。同时不需要人员频繁的到放水器7处进行放水作业，因而降低了对操作人员潜在的安全威胁，也降低了工人的劳动强度。
在集气箱8的侧壁上连接有封孔管13，封孔管13与集气箱8连接的位置位于集气箱8高度的中部，这样可以使从下向穿层孔1内抽出的水、渣有足够的下落空间，有利于水、渣与瓦斯充分的分离。在封孔管13远离集气箱8的末端通过管接头连接了护壁花管2，护壁花管2的管壁上均匀布设通孔。可以根据煤层6的厚度来选择护壁花管2的节数，各节护壁花管之间通过管箍5串联。在本实施例中串联了两节护壁花管，且最末端的一节护壁花管4一端为锥形盲端。还包括压风管路11，压风管路11的一端用于与压风源相连接，另一端连接通气管3，通气管3远离压风管路11的一端与具有锥形盲端的护壁花管4相连通。在压风管路11上设置电磁阀12，通过设定电磁阀12通断的时间，来控制压风输送时间及输送间隔，实现压风的间隔输送，压风间隔输送既满足了工作中对压风的需求，也不会对抽采的瓦斯纯度造成不利的影响，还有利于节约能源。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种煤矿下向穿层孔抽采消突方法，其特征在于，包括下述步骤：
1)在采煤作业面或掘进工作面的前方采用水力冲孔的方式开凿下向穿层孔；
2)在开凿好的下向穿层孔内下封孔管和通气管，所述封孔管和所述通气管均深入到下向穿层孔的底部，所述封孔管位于下向穿层孔底部的一端连接有护壁花管，所述护壁花管与所述通气管相互连通；
3)对下向穿层孔进行护孔、封孔操作，使所述封孔管和所述通气管与下向穿层孔的孔壁之间处于密封状态；
4)通过所述封孔管向外抽吸；通过所述通气管向下向穿层孔的底部输送压风。
2.根据权利要求1所述的煤矿下向穿层孔抽采消突方法，其特征在于，所述水力冲孔的水压在10MPa-15MPa之间。
3.根据权利要求1或2所述的煤矿下向穿层孔抽采消突方法，其特征在于，所述压风的压力在0.8MPa-1.2MPa之间。
4.根据权利要求3所述的煤矿下向穿层孔抽采消突方法，其特征在于，所述压风为间隔输送，每次压风的输送时间为3分钟，间隔时间为57分钟。
5.根据权利要求4所述的煤矿下向穿层孔抽采消突方法，其特征在于，所述封孔管的上端露出下向穿层孔且连接有气液分离器，所述气液分离器将从下向穿层孔底部抽出的物质进行自动的气液分离。
6.根据权利要求5所述的煤矿下向穿层孔抽采消突方法，其特征在于，所述封孔操作中采用水泥砂浆填充封孔。
7.一种煤矿下向穿层孔抽采消突装置，其特征在于，包括气液分离器和通气管，所述气液分离器的顶部设置有排气口、底部设置有排液口，所述排气口上连接有排气通道，所述排液口上连接有放水器，所述气液分离器的侧壁上连接有封孔管，所述封孔管远离气液分离器的一端连接有护壁花管，所述通气管的一端与护壁花管连通、另一端用于与压风源连接。
8.根据权利要求7所述的煤矿下向穿层孔抽采消突装置，其特征在于，所述放水器为自动放水器。
9.根据权利要求7或8所述的煤矿下向穿层孔抽采消突装置，其特征在于，所述通气管通过压风管路与压风源连接，所述压风管路上设置有电磁阀。
10.根据权利要求9所述的煤矿下向穿层孔抽采消突装置，其特征在于，所述排气通道上设置有控制闸阀。
CN2011100233544A 2011-01-20 2011-01-20 煤矿下向穿层孔抽采消突方法及其装置 Pending CN102606190A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011100233544A CN102606190A (zh) 2011-01-20 2011-01-20 煤矿下向穿层孔抽采消突方法及其装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011100233544A CN102606190A (zh) 2011-01-20 2011-01-20 煤矿下向穿层孔抽采消突方法及其装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102606190A true CN102606190A (zh) 2012-07-25

Family

ID=46523910

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2011100233544A Pending CN102606190A (zh) 2011-01-20 2011-01-20 煤矿下向穿层孔抽采消突方法及其装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102606190A (zh)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103233710A (zh) * 2013-04-16 2013-08-07 杜志刚 一种边抽气边循环注水的环保抽气法
CN103277131A (zh) * 2013-05-28 2013-09-04 神华集团有限责任公司 一种瓦斯分离装置及瓦斯分离方法
CN105333904A (zh) * 2015-11-11 2016-02-17 山东科技大学 煤岩上行钻孔瓦斯参数的测定方法
CN105333905A (zh) * 2015-11-11 2016-02-17 山东科技大学 煤岩上行钻孔瓦斯参数的测定***
CN105781606A (zh) * 2016-03-02 2016-07-20 重庆大学 一种大倾角下向穿层瓦斯抽放钻孔封孔方法
CN106499353A (zh) * 2017-01-06 2017-03-15 淮南矿业(集团)有限责任公司 一种固定钻孔内护臂套管的装置
CN106761903A (zh) * 2016-12-27 2017-05-31 山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司 松软煤层复合穿层钻孔瓦斯抽采方法
CN108625820A (zh) * 2018-06-13 2018-10-09 淮南矿业(集团)有限责任公司 一种瓦斯抽采下向孔封孔装置及其封孔方法
CN110953014A (zh) * 2019-12-13 2020-04-03 河南能源化工集团研究总院有限公司 一种煤矿pvc管自动进给装置
CN111852546A (zh) * 2020-07-20 2020-10-30 河南工程学院 一种矿下抽采消突装置及其作业方法
CN113047810A (zh) * 2021-04-30 2021-06-29 成都和拓土木工程有限公司 一种多功能注浆嘴

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001077490A1 (en) * 2000-04-10 2001-10-18 Dux Machinery Corporation Underground mining sampler
CN201037427Y (zh) * 2007-04-02 2008-03-19 中国矿业大学 突出危险煤层安全导喷钻进装置
CN201265430Y (zh) * 2008-09-28 2009-07-01 淮南矿业(集团)有限责任公司 钻孔施工防喷孔装置
CN201581927U (zh) * 2009-12-18 2010-09-15 淮南矿业(集团)有限责任公司 基于下向抽采钻孔的排水***
CN201610734U (zh) * 2010-02-20 2010-10-20 淮南矿业(集团)有限责任公司 封孔管及封孔装置
CN201687511U (zh) * 2009-12-17 2010-12-29 淮南矿业(集团)有限责任公司 抽采钻孔护壁花管

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001077490A1 (en) * 2000-04-10 2001-10-18 Dux Machinery Corporation Underground mining sampler
CN201037427Y (zh) * 2007-04-02 2008-03-19 中国矿业大学 突出危险煤层安全导喷钻进装置
CN201265430Y (zh) * 2008-09-28 2009-07-01 淮南矿业(集团)有限责任公司 钻孔施工防喷孔装置
CN201687511U (zh) * 2009-12-17 2010-12-29 淮南矿业(集团)有限责任公司 抽采钻孔护壁花管
CN201581927U (zh) * 2009-12-18 2010-09-15 淮南矿业(集团)有限责任公司 基于下向抽采钻孔的排水***
CN201610734U (zh) * 2010-02-20 2010-10-20 淮南矿业(集团)有限责任公司 封孔管及封孔装置

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103233710A (zh) * 2013-04-16 2013-08-07 杜志刚 一种边抽气边循环注水的环保抽气法
CN103277131A (zh) * 2013-05-28 2013-09-04 神华集团有限责任公司 一种瓦斯分离装置及瓦斯分离方法
CN103277131B (zh) * 2013-05-28 2016-05-18 神华集团有限责任公司 一种瓦斯分离装置及瓦斯分离方法
CN105333904A (zh) * 2015-11-11 2016-02-17 山东科技大学 煤岩上行钻孔瓦斯参数的测定方法
CN105333905A (zh) * 2015-11-11 2016-02-17 山东科技大学 煤岩上行钻孔瓦斯参数的测定***
CN105781606A (zh) * 2016-03-02 2016-07-20 重庆大学 一种大倾角下向穿层瓦斯抽放钻孔封孔方法
CN106761903A (zh) * 2016-12-27 2017-05-31 山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司 松软煤层复合穿层钻孔瓦斯抽采方法
CN106499353A (zh) * 2017-01-06 2017-03-15 淮南矿业(集团)有限责任公司 一种固定钻孔内护臂套管的装置
CN108625820A (zh) * 2018-06-13 2018-10-09 淮南矿业(集团)有限责任公司 一种瓦斯抽采下向孔封孔装置及其封孔方法
CN110953014A (zh) * 2019-12-13 2020-04-03 河南能源化工集团研究总院有限公司 一种煤矿pvc管自动进给装置
CN111852546A (zh) * 2020-07-20 2020-10-30 河南工程学院 一种矿下抽采消突装置及其作业方法
CN111852546B (zh) * 2020-07-20 2021-11-02 河南工程学院 一种矿下抽采消突装置及其作业方法
CN113047810A (zh) * 2021-04-30 2021-06-29 成都和拓土木工程有限公司 一种多功能注浆嘴

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102606190A (zh) 煤矿下向穿层孔抽采消突方法及其装置
CN102606208A (zh) 下向穿层孔自动排水工艺
CN104727795B (zh) 低透性软煤层极薄分层水射流开采增透方法
CN100526606C (zh) 突出煤层下向顺层长钻孔递进掩护区域性瓦斯抽采方法
CN103899350B (zh) 综放工作面架载顶煤瓦斯抽采***
CN102094670A (zh) 二氧化碳置换矿井采空区瓦斯的方法
CN101956546B (zh) 一种提高穿层钻孔瓦斯抽采浓度的方法
WO2015103861A1 (zh) 沿空留巷y型通风高位回风巷钻孔抽采瓦斯方法
CN100356036C (zh) 开采煤层顶板瓦斯抽放的方法
CN102926804B (zh) 分布式地下水库群及地下水库群内矿井水的转移方法
CN108825298B (zh) 一种采场充填的接顶方法
CN104295263A (zh) 一种用于煤层瓦斯抽排的钻孔径向封孔器
CN103061796A (zh) 抽采管、抽采***及下向钻孔抽采方法
CN106050300A (zh) 一种用于上向进路超高欠采的充填接顶方法
CN102865104A (zh) 下向抽采钻孔排水装置
CN111335944A (zh) 一种采煤工作面矸石浆体管道协同充填方法
CN110748377B (zh) 一种废弃矿井内瓦斯气、水双采装置
CN102400704A (zh) 瓦斯和水抽采装置、***及方法
CN112228143A (zh) 一种多级瓦斯抽采钻孔孔口排水、排渣、排气、防喷、防尘装置
CN103195470A (zh) 钻孔施工瓦斯涌出收集装置
CN109578058B (zh) 一种通过辅助钻孔提高抽采钻孔瓦斯抽采浓度的方法
CN102493834A (zh) 瓦斯抽采用的水、矸排放器及其工作方法
CN105781606A (zh) 一种大倾角下向穿层瓦斯抽放钻孔封孔方法
CN202300482U (zh) 抽采管及抽采***
CN201851011U (zh) 一种零半径径向钻井开采煤层气的装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20120725