CN102102530B - 基于下向抽采钻孔的排水系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于下向抽采钻孔的排水系统及方法，该方法包括将护壁套管和通气管分别下入下向抽采钻孔，所述通气管连通所述护壁套管；通过所述护壁套管对所述下向抽采钻孔内的瓦斯进行抽采，并监测所述下向抽采钻孔内的负压在预设时间段内是否达到预设值；当所述负压在预设时间段内达到预设值，则打开所述通气管并利用所述负压和外界大气压的压强差，通过所述护壁套管对所述下向抽采钻孔内的积水进行排放。本发明所提供的基于下向抽采钻孔的排水系统及方法，解决了现有技术中由于下向抽采钻孔内积水而影响瓦斯连续抽采的技术缺陷。
Description
技术领域
本发明实施例涉及煤炭工程领域，尤其涉及一种基于下向抽采钻孔的排水系统及方法。
背景技术
目前的煤炭工程领域中，在对所揭煤层进行“防突处理”时，可通过设置若干下向抽采钻孔来连续抽采瓦斯，以实现防止“煤与瓦斯突出”的危险。但是，在抽采瓦斯的同时，下向抽采钻孔内会不断渗出地下水而形成积水，随着积水的增多将无法实现连续抽采瓦斯的目的，进而会给煤炭施工带来了“煤与瓦斯突出”的危险。
发明内容
本发明实施例提供一种基于下向抽采钻孔的排水系统及方法，用以解决现有技术中由于下向抽采钻孔内积水而影响瓦斯连续抽采的技术缺陷。
本发明实施例的一方面，提供了一种基于下向抽采钻孔的排水系统，其中包括：管道子系统、气水分离装置和监测装置，
所述监测装置用于监测下向抽采钻孔内的负压在预设时间段内是否达到预设值；
所述管道子系统设置于所述下向抽采钻孔内，包括护壁套管和通气管，所述护壁套管和通气管连通，且所述护壁套管下入设置于所述下向抽采钻孔的全程；所述管道子系统用于为瓦斯抽采提供通路，且用于在对瓦斯进行抽采的过程中，在所述下向抽采钻孔内形成负压；
所述气水分离装置连接于所述管道子系统，当所述监测装置监测到所述负压在预设时间段内达到预设值后，用于存储并分离积水和瓦斯，并排放所述积水，所述积水和瓦斯为通过打开所述通气管，并利用所述负压和外界大气压的压强差，而从所述下向抽采钻孔内导出而获得。
本发明实施例的另一方面，提供了一种基于下向抽采钻孔的排水方法，其中包括：
将护壁套管和通气管分别下入下向抽采钻孔，所述通气管连通所述护壁套管；
通过所述护壁套管对所述下向抽采钻孔内的瓦斯进行抽采，并监测所述下向抽采钻孔内的负压在预设时间段内是否达到预设值；
当所述负压在预设时间段内达到预设值，则打开所述通气管并利用所述负压和外界大气压的压强差，通过所述护壁套管对所述下向抽采钻孔内的积水进行排放。
本发明实施例的基于下向抽采钻孔的排水系统及方法，提供了一种基于下向抽采钻孔的排水方式，利用当下向抽采钻孔内的负压在预设时间段内达到预设值后，则打开所述通气管并利用所述负压和外界大气压的压强差，通过所述护壁套管对所述下向抽采钻孔内积水的进行排放的技术方案，解决了现有技术中由于下向抽采钻孔内积水而影响瓦斯连续抽采的技术缺陷，实现了在下向抽采钻孔内的积水顺利排出后，能够保持瓦斯连续抽采的目的，避免了“煤与瓦斯突出”的危险。
附图说明
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为本发明基于下向抽采钻孔的排水系统的结构示意图；
图2为本发明基于下向抽采钻孔的排水系统中管道子系统的结构示意图；
图3为本发明基于下向抽采钻孔的排水方法的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、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，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明基于下向抽采钻孔的排水系统的流程图。如图1所示，本市实施例的基于下向抽采钻孔的排水系统包括管道子系统11、气水分离装置12和监测装置13，其中，结合图2为本发明基于下向抽采钻孔的排水系统中管道子系统的结构示意图所示，管道子系统11设置于已施工好的下向抽采钻孔23内，且管道子系统11包括护壁套管22和通气管21，该护壁套管22包括多个子护壁套管(图2中未示出)，且该通气管21包括多个子通气管(图2中未示出)，通过护壁套管22与通气管21连通的方式，将该多个子护壁套管逐节下入到该下向抽采钻孔23内，而且是下向抽采钻孔23内全程都下入子护壁套管，该多个子护壁套管通过管节箍连接，且将该多个子通气管逐节下入置于下向抽采钻孔23内，该多个子通气管同样通过管节箍连接。在实际应用中，最佳的护壁套管22与通气管21连通的方式可为：第一个下入设置于下向抽采钻孔23内的子通气管与第一个下入设置于下向抽采钻孔23内的子护壁套管通气连接，即通气管21下入到下向抽采钻孔23内越深，则通过管道子系统11排水排得越彻底。
进一步地，护壁套管22包括封孔套管段221和煤层套管段222，下向抽采钻孔23对应封孔套管段221的部分为封孔段，且下向抽采钻孔23对应煤层套管段222的部分为抽采段，该抽采段贯穿煤层；可对该封孔段采用快速增压封孔工艺进行封孔，以使下向抽采钻孔23的抽采段密封，由于通气管21起始状态为闭合状态，在用抽采泵抽采瓦斯的过程中，瓦斯只能经过煤层套管段222和封孔套管段221而抽出，且在连续抽采瓦斯的后，可在密封的抽采段形成并保持一定的负压。再者，煤层套管段222中每个子通气管上均设置有抽采花眼，可用于抽采段中的瓦斯和积水通过花眼而进入煤层套管段222，再经过封孔套管段221导出。
在实际应用中，监测装置13连接于护壁套管22置于地面的部分，用于监测下向抽采钻孔23内的负压在预设时间段内是否达到预设值，该预设值可为-0.03MPa～-0.04MPa之间。
并且气水分离装置12通过抽采软管与护壁套管22连接，当监测装置13监测到下向抽采钻孔23内的负压在预设时间段内达到预设值后，用于存储并分离积水和瓦斯，并排放所述积水，所述积水和瓦斯为通过打开通气管21，并利用负压和外界大气压的压强差，而从下向抽采钻孔23内导出而获得。具体地，在抽采泵对下向抽采钻孔23内的瓦斯起始抽采时，瓦斯可通过气水分离装置12而进入抽采管路；但在对瓦斯连续抽采的同时，由于下向抽采钻孔23内的积水会影响继续连续抽采瓦斯，可利用下向抽采钻孔23内负压来处理该积水：当监测装置13监测到负压在预设时间段内达到预设值后，通过打开起始状态为闭合状态的通气管21，利用负压和外界大气压的压强差，在抽采泵连续工作的同时，可将下向抽采钻孔23内的积水和瓦斯一块导入气水分离装置12中，进而再通过气水分离装置12存储该积水和瓦斯，并对其分离，即将瓦斯导入抽采管路的同时，将积水排放掉。
进一步地，本实施例的基于下向抽采钻孔的排水系统还包括高压压风装置14，针对瓦斯连续抽采的过程中，虽然下向抽采钻孔23内已经存有大量积水，但是下向抽采钻孔23内的负压始终不能达到预设值的情况：当监测装置13监测到下向抽采钻孔23内的负压在预设时间段内没有达到预设值，则打开通气管21，并通过高压压风装置14向通气管21内吹入高压压风，利用该负压和正压的压强差，通过护壁套管22进行下向抽采钻孔23内积水的排放，该正压由高压压风产生，其积水的排放的是由气水分离装置12来实现，这里不再赘述。
本发明实施例的基于下向抽采钻孔的排水系统，提供了一种基于下向抽采钻孔的排水方式，利用当监测装置监测到下向抽采钻孔内的负压在预设时间段内达到预设值后，则打开通气管并利用负压和外界大气压的压强差，通过管道子系统、并利用气水分离装置对下向抽采钻孔内积水的进行排放的技术方案，解决了现有技术中由于下向抽采钻孔内积水而影响瓦斯连续抽采的技术缺陷，实现了在下向抽采钻孔内的积水顺利排出后，能够保持瓦斯连续抽采的目的，避免了“煤与瓦斯突出”的危险。
图3为本发明基于下向抽采钻孔的排水方法的结构示意图。在上述实施例基于下向抽采钻孔的排水系统基础上，对本实施例的基于下向抽采钻孔的排水方法进行说明，如图3所示，本实施例的基于下向抽采钻孔的排水方法包括：
步骤301、将护壁套管和通气管分别下入下向抽采钻孔，通气管连通护壁套管；
将护壁套管和通气管设置于已施工好的下向抽采钻孔内，该护壁套管包括多个子护壁套管，且该通气管包括多个子通气管，通过护壁套管与通气管连通的方式，将该多个子护壁套管逐节下入到该下向抽采钻孔内，而且是下向抽采钻孔内全程都下入子护壁套管，该多个子护壁套管通过管节箍连接，且将该多个子通气管逐节下入置于下向抽采钻孔内，该多个子通气管同样通过管节箍连接。在实际应用中，最佳的护壁套管与通气管连通的方式可为：第一个下入设置于下向抽采钻孔内的子通气管与第一个下入设置于下向抽采钻孔内的子护壁套管通气连接，即通气管下入到下向抽采钻孔内越深，则通过管道子系统排水排得越彻底。
进一步地，护壁套管包括封孔套管段和煤层套管段，下向抽采钻孔对应封孔套管段的部分为封孔段，且下向抽采钻孔对应煤层套管段的部分为抽采段，该抽采段贯穿煤层；可对该封孔段采用快速增压封孔工艺进行封孔，以使下向抽采钻孔的抽采段密封，由于通气管起始状态为闭合状态，在用抽采泵抽采瓦斯的过程中，瓦斯只能经过煤层套管段和封孔套管段而抽出，且在连续抽采瓦斯的后，可在密封的抽采段形成并保持一定的负压。再者，煤层套管段中每个子通气管上均设置有抽采花眼，可用于抽采段中的瓦斯和积水通过花眼而进入煤层套管段，再经过封孔套管段导出。
步骤302、通过护壁套管对下向抽采钻孔内的瓦斯进行抽采，监测下向抽采钻孔内的负压在预设时间段内是否达到预设值；
在通过护壁套管对下向抽采钻孔内的瓦斯进行抽采的过程中，连接于护壁套管置于地面部分的监测装置监测下向抽采钻孔内的负压在预设时间段内是否达到预设值，该预设值可为-0.03MPa～-0.04MPa之间。
步骤303、当负压在预设时间段内达到预设值，则打开通气管并利用负压和外界大气压的压强差，通过护壁套管对下向抽采钻孔内的积水进行排放。
抽采泵对下向抽采钻孔内的瓦斯起始抽采时，瓦斯可通过气水分离装置而进入抽采管路；但在对瓦斯连续抽采的同时，由于下向抽采钻孔内的积水会影响继续连续抽采瓦斯，可利用下向抽采钻孔内负压来处理该积水：当监测装置监测到负压在预设时间段内达到预设值后，通过打开起始状态为闭合状态的通气管，利用负压和外界大气压的压强差，在抽采泵连续工作的同时，可将下向抽采钻孔内的积水和瓦斯一块导入气水分离装置中，进而再通过气水分离装置存储该积水和瓦斯，并对其分离，即将瓦斯导入抽采管路的同时，将积水排放掉。
进一步地，本实施例的基于下向抽采钻孔的排水方法还包括：针对瓦斯连续抽采的过程中，虽然下向抽采钻孔内已经存有大量积水，但是下向抽采钻孔内的负压始终不能达到预设值的情况，当监测装置监测到下向抽采钻孔内的负压在预设时间段内没有达到预设值，则打开通气管，并通过高压压风装置向通气管内吹入高压压风，利用该负压和正压的压强差，通过护壁套管进行下向抽采钻孔内积水的排放，该正压由高压压风产生，其积水的排放的是由气水分离装置来实现，这里不再赘述。
本发明实施例的基于下向抽采钻孔的排水方法，提供了一种基于下向抽采钻孔的排水方式，利用当监测到下向抽采钻孔内的负压在预设时间段内达到预设值后，则打开通气管并利用负压和外界大气压的压强差，对下向抽采钻孔内积水的进行排放的技术方案，解决了现有技术中由于下向抽采钻孔内积水而影响瓦斯连续抽采的技术缺陷，实现了下向抽采钻孔内的积水顺利排出后，能够保持瓦斯连续抽采的目的，避免了“煤与瓦斯突出”的危险。
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 (11)
1.一种基于下向抽采钻孔的排水系统，其特征在于，包括：管道子系统、气水分离装置和监测装置，
所述监测装置用于监测下向抽采钻孔内的负压在预设时间段内是否达到预设值；
所述管道子系统设置于所述下向抽采钻孔内，包括护壁套管和通气管，所述护壁套管和通气管连通，且所述护壁套管下入设置于所述下向抽采钻孔的全程；所述管道子系统用于为瓦斯抽采提供通路，且用于在对瓦斯进行抽采的过程中，在所述下向抽采钻孔内形成负压；
所述气水分离装置连接于所述管道子系统，当所述监测装置监测到所述负压在预设时间段内达到预设值后，用于存储并分离积水和瓦斯，并排放所述积水，所述积水和瓦斯为通过打开所述通气管，并利用所述负压和外界大气压的压强差，而从所述下向抽采钻孔内导出而获得。
2.根据权利要求1所述的基于下向抽采钻孔的排水系统，其特征在于，
所述护壁套管包括多个子护壁套管，且所述通气管包括多个子通气管；
所述多个子护壁套管逐节下入设置于所述下向抽采钻孔内，所述多个子护壁套管通过管节箍连接；
且所述多个子通气管逐节下入设置于所述下向抽采钻孔内，所述多个子通气管通过管节箍连接。
3.根据权利要求2所述的基于下向抽采钻孔的排水系统，其特征在于，
第一个下入设置于所述下向抽采钻孔内的子通气管与第一个下入设置于所述下向抽采钻孔的子护壁套管通气连接。
4.根据权利要求2所述的基于下向抽采钻孔的排水系统，其特征在于，
所述护壁套管包括封孔套管段和煤层套管段，所述下向抽采钻孔对应所述封孔套管段的部分为封孔段，且所述下向抽采钻孔对应所述煤层套管段的部分为抽采段；通过对所述封孔段进行封孔，以使所述抽采段处于密封状态。
5.根据权利要求4所述的基于下向抽采钻孔的排水系统，其特征在于，所述煤层套管段的所述子通气管上设置有抽采花眼。
6.根据权利要求1所述的基于下向抽采钻孔的排水系统，其特征在于，还包括高压压风装置，所述高压压风装置用于当所述监测装置监测到所述负压在预设时间段内没有达到预设值，则打开所述通气管并向所述通气管内吹入高压压风。
7.根据权利要求6所述的基于下向抽采钻孔的排水系统，其特征在于，
所述气水分离装置用于存储并分离积水和瓦斯，并排放所述积水，所述积水和瓦斯为通过打开所述通气管，并利用所述负压和正压的压强差，而从所述下向抽采钻孔内导出而获得，所述正压由所述高压压风产生。
8.一种基于下向抽采钻孔的排水方法，其特征在于，包括：
将护壁套管和通气管分别下入下向抽采钻孔，所述通气管连通所述护壁套管；且所述护壁套管下入设置于所述下向抽采钻孔的全程；所述护壁套管和所述通气管为瓦斯抽采提供通路，且在对瓦斯进行抽采的过程中，在所述下向抽采钻孔内形成负压；
通过所述护壁套管对所述下向抽采钻孔内的瓦斯进行抽采，并监测所述下向抽采钻孔内的负压在预设时间段内是否达到预设值；
当所述负压在预设时间段内达到预设值，则打开所述通气管并利用所述负压和外界大气压的压强差，在抽采泵连续工作的同时，通过所述护壁套管对所述下向抽采钻孔内的积水进行排放。
9.根据权利要求8所述的基于下向抽采钻孔的排水方法，其特征在于，所述将护壁套管和通气管下入下向抽采钻孔包括：
所述护壁套管包括多个子护壁套管，且所述通气管包括多个子通气管；
将所述多个子护壁套管逐节下入到所述下向抽采钻孔，所述多个子护壁套管通过管节箍连接；
且将所述多个子通气管逐节下入到所述下向抽采钻孔，所述多个子护壁套管通过管节箍连接。
10.根据权利要求9所述的基于下向抽采钻孔的排水方法，其特征在于，
第一个下入到所述下向抽采钻孔的子通气管与第一个下入到所述下向抽采钻孔的子护壁套管通气连接。
11.根据权利要求10所述的基于下向抽采钻孔的排水方法，其特征在于，
当所述负压在预设时间段内没有达到预设值，则打开所述通气管，并通过所述通气管向所述下向抽采钻孔内吹入高压压风。
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