CN106285555B - 高瓦斯强喷煤层抽采钻孔防喷封孔装置及其封孔方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了高瓦斯强喷煤层抽采钻孔防喷封孔装置及其封孔方法，该装置包括柔性花管和封孔管，所述柔性花管套设于所述封孔管内，所述柔性花管的顶端与所述封孔管顶端平齐，所述柔性花管的底端向外伸出，所述柔性花管的底端固定设置有锚状悬挂装置，所述悬挂装置包括至少两股钢丝绳，所述至少两股钢丝绳呈十字交叉穿过所述柔性花管且向上弯曲，所述每股钢丝绳的两端均为开衩状态；所述封孔管的外侧设置有用于灌注水泥浆液的注浆管。本发明的优点在于：杜绝了下管封孔过程中延期喷孔伤人事故，提高了操作安全性，同时能够提高钻孔抽采效率；不需拆除防喷装置和调整钻机倾角，能够快速封孔；装置操作简单，成本低廉，有利于节能创效。
Description
技术领域
本发明涉及煤矿一通三防，属于煤矿井下区域瓦斯治理技术及装备领域，尤其涉及煤矿井下抽采钻孔封孔技术。
背景技术
在井下高瓦斯煤层抽采钻孔下管固孔过程中，因孔内垮孔、出水等原因导致钻孔堵塞、瓦斯积聚，起钻后易发生喷孔事故。因此，在孔口处需先安装防喷装置，起钻后再拆除防喷装置，然后操作人员站在孔口侧面进行下管固孔，进行后续的封孔作业，若下管期间发生延期喷孔事故，可能会将孔内的煤岩粉和下入孔内套管一起喷出，对孔口附近操作人员造成伤害，如何解决下管期间延期喷孔事故的问题始终是一道难题。
发明内容
本发明针对上述技术问题提出了一种适合于高瓦斯煤层钻孔特别是出水钻孔和垮孔钻孔的封孔装置，有效解决了瓦斯积聚所导致的钻孔延期喷孔事故，具有安全高效、成本低廉的特点。
本发明采用以下技术方案来解决上述技术问题之一的：高瓦斯强喷煤层抽采钻孔防喷封孔装置，包括柔性花管和封孔管，所述柔性花管套设于所述封孔管内，所述柔性花管的顶端与所述封孔管顶端平齐，所述柔性花管的底端向外伸出，所述柔性花管的底端固定设置有锚状悬挂装置，所述悬挂装置包括至少两股钢丝绳，所述至少两股钢丝绳呈十字交叉穿过所述柔性花管且向上弯曲，所述每股钢丝绳的两端均为开衩状态；所述封孔管的外侧设置有用于灌注水泥浆的注浆管。由于市售的专用孔底悬挂装置成本较高(一只单价在50～200元)，且使用效果较差，特别在大倾角向上钻孔使用中经常出现挂不住现象，因此，使用该悬挂装置，不仅价格低廉，而且适合于各角度的悬挂固定，有效解决了柔性花管的悬挂固定问题。
更进一步的，所述封孔管为2吋PVC硬质套管，所述柔性花管为1吋聚乙烯花管。
本发明采用以下技术方案来解决上述技术问题之二的：采用如上所述的高瓦斯强喷煤层抽采钻孔防喷封孔装置的封孔方法，包括如下步骤：
a)起钻结束后，先不去掉防喷装置，并且继续进行抽采，将所述柔性花管连同设置在柔性花管上的悬挂固定装置一起穿过钻机动力头、夹持器、防喷装置下入孔底，使钻孔导通，从而解决了起钻后孔内不通畅导致瓦斯积聚的问题；所述柔性花管通过所述悬挂装置固定在钻孔内；
b)拆除防喷装置，将钻机机架落下或挪开，再将所述封孔管从钻孔处套装至所述柔性花管上，使所述柔性花管和所述封孔管的顶端端面平齐，封孔管下管长度根据措施要求执行，再从封孔管与孔壁之间下入一路4m长注浆管并使用聚氨酯和棉纱封堵孔口1.5m，最后通过注浆管向所述封孔管外侧的孔隙处注入水泥浆液进行固孔；
c)将孔口外露的封孔管和柔性花管通过铁丝固定在一起，防止柔性花管从孔内窜出；
d)待固孔的水泥浆液凝固后，在所述封孔管上固定连接抽采软管进行临时抽采，即完成高瓦斯强喷煤层抽采钻孔封孔过程。
上述封孔过程中，所述柔性花管的长度与抽采钻孔深度相同，所述柔性花管的伸出段上对应于钻孔见煤处还设置有一组所述悬挂装置。
本发明的优点在于：1.通过柔性花管将全孔导通，避免孔内瓦斯积聚导致喷孔事故，杜绝了下管封孔过程中延期喷孔伤人事故，提高了操作安全性，同时能够提高钻孔抽采效率；2.起钻后下封孔管封孔，不需拆除防喷装置和调整钻机倾角，能够安全快速封孔；3.装置操作简单，成本低廉，有利于节能创效。
附图说明
图1为本发明实施例中抽采钻孔封孔结构示意图；
图2为本发明实施例中悬挂装置的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，在高瓦斯、强喷煤层抽采钻孔过程中，首先必须解决起钻后堵孔导致瓦斯积聚的问题，防止延期喷孔伤人事故的发生，因此，采用了1吋柔性花管1(聚乙烯)穿过钻机动力头、夹持器、防喷装置下入孔底，将钻孔导通，解决了起钻后孔内不通畅导致瓦斯积聚问题；并且，为了防止下管过程中孔内大块煤岩粉穿过钻机夹持器伤人，在钻机夹持器内安装了防护装置，能够有效避免以上事故发生。
上述1吋柔性花管(聚乙烯软管)下入孔底后，必须解决固定悬挂问题，以免被喷出或掉出孔外。采用市售的挂钩式孔底悬挂装置，成本较高(一只单价在50～200元)，但使用效果较差，特别在大倾角向上钻孔使用中会出现挂不住套管的情况，因此，设计了新的悬挂固定装置3：采用直径￠1.5mm钢丝截取200mm长6～8根，分成两股，制成钢丝绳，将两股钢丝绳呈“十”字花型穿过1吋花管，再使用直径￠1.0mm铁丝扎紧，两股钢丝绳向上弯曲，成锚状分布，钢丝绳的两端为开衩状态(如图2所示)，由于钢丝绳具有很强的弹性和韧性，且两端尖锐，当钢丝绳张开时，两端抵接在孔壁煤层6的缝隙上，非常稳固，最终成功解决了1吋柔性花管(聚乙烯)下到孔底后的悬挂难题。
高瓦斯、强喷煤层抽采钻孔防喷封孔的工作过程如下所示：
1)起钻前准备全部封孔材料，1吋柔性花管1(聚乙烯)根据孔深提前截取与孔深相等长度；
2)在1吋柔性花管底端安装所述悬挂固定装置3，具体根据钻孔见止煤情况，在柔性花管对应钻孔见煤处位置再安装一组所述的悬挂固定装置3。
3)起钻结束后，先不去掉防喷装置，并且继续进行抽采，将所述柔性花管1连同设置在柔性花管1上的悬挂固定装置3一起穿过钻机动力头、夹持器、防喷装置下入孔底，使钻孔导通，所述柔性花管1通过所述悬挂装置3固定在钻孔内；
4)拆除防喷装置，把钻机机架落下或挪开。再从1吋柔性花管1外下入2吋PVC封孔管2，下管长度根据措施要求执行，封孔管2外侧设置有注浆管4并使用聚氨酯棉纱5封堵，通过所述注浆管4向所述封孔管外侧的孔隙处孔注入水泥浆液7。
5)采用扎丝把孔口外露的2吋PVC封孔管2和1吋柔性花管1固定在一起，防止1吋柔性花管1从孔内窜出。
6)待孔口封堵的水泥浆液凝固后，连接抽采软管进行临时抽采，并使用铁丝进行固定，即完成高瓦斯强喷煤层抽采钻孔封孔过程。
本发明通过柔性花管将全孔导通，避免孔内瓦斯积聚导致喷孔事故，杜绝了下管封孔过程中延期喷孔伤人事故，提高了操作安全性，同时能够提高钻孔抽采效率；起钻后下封孔管封孔，不需拆除防喷装置和调整钻机倾角，能够安全快速封孔；该装置操作简单，成本低廉，有利于节能创效。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.高瓦斯强喷煤层抽采钻孔防喷封孔装置，其特征在于，包括柔性花管和封孔管，所述柔性花管套设于所述封孔管内，所述柔性花管的顶端与所述封孔管顶端平齐，所述柔性花管的底端向外伸出，所述柔性花管的底端固定设置有锚状悬挂装置，所述悬挂装置包括至少两股钢丝绳，所述至少两股钢丝绳呈十字交叉穿过所述柔性花管且向上弯曲，所述每股钢丝绳的两端均为开衩状态；所述封孔管的外侧设置有用于灌注水泥浆液的注浆管。
2.如权利要求1所述的高瓦斯强喷煤层抽采钻孔防喷封孔装置，其特征在于，所述封孔管为2吋PVC硬质套管，所述柔性花管为1吋聚乙烯花管。
3.一种如权利要求1或2所述的高瓦斯强喷煤层抽采钻孔防喷封孔装置的封孔方法，其特征在于，包括如下步骤：
a)起钻结束后，先不去掉防喷装置，并且继续进行抽采，将所述柔性花管连同设置在柔性花管上的悬挂固定装置一起穿过钻机动力头、夹持器、防喷装置下入孔底，使钻孔导通，所述柔性花管通过所述悬挂装置固定在钻孔内；
b)拆除防喷装置，将钻机机架落下或挪开，再将所述封孔管从钻孔处套装至所述柔性花管上，使所述柔性花管和所述封孔管的顶端端面平齐，封孔管下管长度根据措施要求执行，再从封孔管与孔壁之间下入一路4m长注浆管并使用聚氨酯和棉纱封堵孔口1.5m，最后通过注浆管向所述封孔管外侧的孔隙处注入水泥浆液进行固孔；
c)将孔口外露的封孔管和柔性花管通过铁丝固定在一起，防止柔性花管从孔内窜出；
d)待固孔的水泥浆液凝固后，在所述封孔管上固定连接抽采软管进行临时抽采，即完成高瓦斯强喷煤层抽采钻孔封孔过程。
4.一种如权利要求3所述的封孔方法，其特征在于，所述柔性花管的长度与抽采钻孔深度相同，所述柔性花管的伸出段上对应于钻孔见煤处还设置有一组所述悬挂装置。
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