CN207377560U - 一种定向水力压裂强制放顶装置 - Google Patents
一种定向水力压裂强制放顶装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN207377560U CN207377560U CN201721138880.4U CN201721138880U CN207377560U CN 207377560 U CN207377560 U CN 207377560U CN 201721138880 U CN201721138880 U CN 201721138880U CN 207377560 U CN207377560 U CN 207377560U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- tube body
- main pipe
- sealing
- water
- interior
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Examining Or Testing Airtightness (AREA)
Abstract
本实用新型涉及一种定向水力压裂强制放顶装置，包括储水箱、压力泵、封孔压裂装置，压力泵的出水口与封孔压裂装置通过出水管相连通，封孔压裂装置包括用于封孔的主管体和用于压裂的次管体，主管体与次管体通过直通交替连通，且尾端设置为次管体，尾端次管体的端部为封闭端，沿次管体的周向设有多个压裂孔缝，所述主管体管壁上套设有封隔器，封隔器的两端端部外侧分别设有内压紧螺母和外压紧螺母，内压紧螺母和外压紧螺母均与主管体螺纹连接。该装置利用水压在顶板岩石中造缝，并使裂缝扩展，在顶板岩石中产生弱面，以此降低顶板岩石强度和顶板悬露面积，对煤层顶板进行强制放顶。
Description
技术领域
本实用新型属于煤炭开采技术领域，特别是涉及一种定向水力压裂强制放顶装置。
背景技术
我国煤层赋存条件比较复杂，其中顶板坚硬且难以跨落的煤层约占三分之一，主要分布在我国山西大同、河南永城和新疆艾维尔沟等矿区，坚硬顶板难以跨落导致采煤工作面顶板大面积悬露，一旦出现垮落，则波及范围巨大，形成局部“飓风”或“矿震”，导致突发性顶板灾害事故。坚硬顶板大面积（范围）悬露和灾害性垮落严重制约了坚硬顶板下煤层开采方法的改革与进步，当煤层埋藏条件复杂，如煤层倾角大、厚度大时，坚硬顶板引发的灾害问题将愈加突出。
针对坚硬顶板的跨落，我国目前主要采用注水软化顶板或松动爆破的方法，使煤层顶板软化或强制放顶，但注水软化作用比较弱，对一些类型顶板效果不太明显；松动爆破操作复杂、成本高，存在井下瓦斯爆炸的风险，且爆破产生的气体污染井下空气；在高瓦斯矿井或瓦斯突出矿井操作时，需要采取防止瓦斯爆炸的措施；并且进行松动爆破操作时可能出现哑炮，存在一定的安全隐患。
发明内容
本实用新型的目的是为了提供一种定向水力压裂强制放顶装置，利用水压在顶板岩石中造缝，并使裂缝扩展，在顶板岩石中产生弱面，以此降低顶板岩石强度和顶板悬露面积，对煤层顶板进行强制放顶。
本实用新型为了解决上述问题所采取的技术方案是，提供了一种定向水力压裂强制放顶装置，包括储水箱、压力泵，压力泵的进水口与储水箱通过进水管相连通，还包括封孔压裂装置，所述压力泵的出水口与封孔压裂装置通过出水管相连通，所述封孔压裂装置包括用于封孔的主管体和用于压裂的次管体，主管体与次管体通过直通交替连通，且尾端设置为次管体，尾端次管体的端部为封闭端，沿次管体的周向设有多个压裂孔缝，所述主管体管壁上套设有封隔器，封隔器的两端端部外侧分别设有内压紧螺母和外压紧螺母，内压紧螺母和外压紧螺母均与主管体螺纹连接；所述封隔器包括内活动卡扣、外活动卡扣、内承压环、外承压环、水囊体，内活动卡扣和外活动卡扣分别与主管体滑动连接，内承压环和外承压环分别与主管体固定连接；水囊体外部边缘的两端分别与内活动卡扣和外活动卡扣压紧固定，水囊体内部边缘的两端分别与内承压环和外承压环压紧固定，水囊体内的主管体上设有进水孔。
所述出水管上设有用于测量水流量的流量计。
所述出水管上设有用于测量水压力的压力表。
所述次管体上设有六个压裂孔缝，且相邻两个压裂孔缝之间的夹角为60°。
所述压裂孔缝呈长条状。
本实用新型的有益效果：该装置利用水压在顶板岩石中造缝，并使裂缝扩展，在顶板岩石中产生弱面，以此降低顶板岩石强度和顶板悬露面积，对煤层顶板进行强制放顶；通过流量计和压力表的设定便于对水流的流量和压力进行测量监测，次管体上压裂孔缝呈长条状既能够保证压裂装置的压裂范围，又能增大压裂装置的压裂压强，保证压裂装置的压裂效果。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为图1中K-K的截面结构示意图；
图3为本实用新型的装置实施时钻孔布置的平面结构示意图；
图4为图3的右视图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面结合附图对本实用新型实施方式作进一步详细描述。
如图1所示，本实用新型提供了一种定向水力压裂强制放顶装置，包括储水箱1、压力泵2，压力泵2的进水口与储水箱1通过进水管3相连通，还包括封孔压裂装置，所述压力泵2的出水口与封孔压裂装置通过出水管4相连通，出水管4上设有用于测量水流量的流量计13，出水管4上还设有用于测量水压力的压力表14。所述封孔压裂装置包括用于封孔的主管体5和用于压裂的次管体6，主管体5与次管体6通过直通7交替连通，且尾端设置为次管体6，尾端次管体6的端部为封闭端，沿次管体6的周向设有多个压裂孔缝8，如图2所示，该实施例中次管体6上设有六个压裂孔缝8，且相邻两个压裂孔缝8之间的夹角为60°，压裂孔缝8呈长条状，这样既能保证压裂装置的压裂范围，又能增大压裂装置的压裂压强，保证压裂装置的压裂效果。所述主管体5管壁上套设有封隔器9，封隔器9的两端端部外侧分别设有内压紧螺母10和外压紧螺母11，内压紧螺母10和外压紧螺母11均与主管体5螺纹连接；所述封隔器9包括内活动卡扣901、外活动卡扣902、内承压环903、外承压环904、水囊体905，内活动卡扣901和外活动卡扣902分别与主管体5滑动连接，内承压环903和外承压环904分别与主管体5固定连接；水囊体905外部边缘的两端分别与内活动卡扣901和外活动卡扣902压紧固定，水囊体905内部边缘的两端分别与内承压环903和外承压环904压紧固定，水囊体905内的主管体5上设有进水孔12。
如图3、图4所示，使用时，利用钻机沿采煤工作面的运输顺槽15和回风顺槽16向煤层顶板施工打钻孔17，钻孔17的长度为60米，钻孔17与水平方向的夹角为15°，且相邻两个钻孔17之间的距离为30米，待钻孔17全部施工完毕以后，将次管体6和主管体5通过直通7交替连通，且在次管体6和主管体5连接的过程中将次管体6和主管体5下放置钻孔17内，最后将最上端的主管体5与出水管4通过直通7相连通，待装置连接结束以后，启动压力泵2，将储水箱1内的水泵入装置内，水首先由进水孔12进入水囊体905内，将水囊体905充满，使水囊体905贴合钻孔17孔壁，对钻孔17进行分段密封，待钻孔17密封完成以后水从压裂孔缝8中喷出，利用水的强压力对煤层顶板进行压裂弱化，进行强制放顶，以保证采煤工作面开采结束以后采空区的安全。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及等同物界定。
Claims (5)
1.一种定向水力压裂强制放顶装置，包括储水箱、压力泵，压力泵的进水口与储水箱通过进水管相连通，其特征在于：还包括封孔压裂装置，所述压力泵的出水口与封孔压裂装置通过出水管相连通，所述封孔压裂装置包括用于封孔的主管体和用于压裂的次管体，主管体与次管体通过直通交替连通，且尾端设置为次管体，尾端次管体的端部为封闭端，沿次管体的周向设有多个压裂孔缝，所述主管体管壁上套设有封隔器，封隔器的两端端部外侧分别设有内压紧螺母和外压紧螺母，内压紧螺母和外压紧螺母均与主管体螺纹连接；所述封隔器包括内活动卡扣、外活动卡扣、内承压环、外承压环、水囊体，内活动卡扣和外活动卡扣分别与主管体滑动连接，内承压环和外承压环分别与主管体固定连接；水囊体外部边缘的两端分别与内活动卡扣和外活动卡扣压紧固定，水囊体内部边缘的两端分别与内承压环和外承压环压紧固定，水囊体内的主管体上设有进水孔。
2.根据权利要求1所述的一种定向水力压裂强制放顶装置，其特征在于：所述出水管上设有用于测量水流量的流量计。
3.根据权利要求1所述的一种定向水力压裂强制放顶装置，其特征在于：所述出水管上设有用于测量水压力的压力表。
4.根据权利要求1所述的一种定向水力压裂强制放顶装置，其特征在于：所述次管体上设有六个压裂孔缝，且相邻两个压裂孔缝之间的夹角为60°。
5.根据权利要求1～4中任意一项所述的一种定向水力压裂强制放顶装置，其特征在于：所述压裂孔缝呈长条状。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201721138880.4U CN207377560U (zh) | 2017-09-06 | 2017-09-06 | 一种定向水力压裂强制放顶装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201721138880.4U CN207377560U (zh) | 2017-09-06 | 2017-09-06 | 一种定向水力压裂强制放顶装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN207377560U true CN207377560U (zh) | 2018-05-18 |
Family
ID=62343537
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201721138880.4U Expired - Fee Related CN207377560U (zh) | 2017-09-06 | 2017-09-06 | 一种定向水力压裂强制放顶装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN207377560U (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111255454A (zh) * | 2020-01-17 | 2020-06-09 | 天地科技股份有限公司 | 一种煤矿坚硬顶板定向切顶卸压的方法 |
| CN111810164A (zh) * | 2020-07-13 | 2020-10-23 | 大同煤矿集团有限责任公司 | 一种基于射孔和水力压裂的坚硬顶板切割方法 |
| CN112780265A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-11 | 中国矿业大学 | 用于碎软煤层水力压裂测试的模拟装置 |
-
2017
- 2017-09-06 CN CN201721138880.4U patent/CN207377560U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111255454A (zh) * | 2020-01-17 | 2020-06-09 | 天地科技股份有限公司 | 一种煤矿坚硬顶板定向切顶卸压的方法 |
| CN111810164A (zh) * | 2020-07-13 | 2020-10-23 | 大同煤矿集团有限责任公司 | 一种基于射孔和水力压裂的坚硬顶板切割方法 |
| CN111810164B (zh) * | 2020-07-13 | 2022-05-31 | 晋能控股煤业集团有限公司 | 一种基于射孔和水力压裂的坚硬顶板切割方法 |
| CN112780265A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-11 | 中国矿业大学 | 用于碎软煤层水力压裂测试的模拟装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN207377560U (zh) | 一种定向水力压裂强制放顶装置 | |
| CN108005655A (zh) | 一种高瓦斯突出煤层双巷布置无煤柱开采方法 | |
| CN104763426B (zh) | 一种液氮低温预裂煤矿厚硬难垮顶板的方法 | |
| WO2014110893A1 (zh) | 煤矿用瓦斯抑爆系统及抑爆方法 | |
| CN106593523A (zh) | 一种浅埋近距煤层开采过程中采空区漏风控制方法 | |
| CN109209293A (zh) | 一种石门揭突出煤层的综合防突施工方法 | |
| CN205063929U (zh) | 一种煤矿井下封压一体化分段水力压裂装置 | |
| CN109751075B (zh) | 中硬煤层顺层钻孔瓦斯治理方法 | |
| CN206477871U (zh) | 一种沿空掘巷煤柱加固用胀锁式对穿锚索 | |
| CN103277129B (zh) | 一种防止采煤工作面上隅角瓦斯超限技术 | |
| CN102678166B (zh) | 单一厚煤层区域增透提高瓦斯抽采率的方法 | |
| CN102748064A (zh) | 一种大采高综放工作面瓦斯治理方法 | |
| CN105952492B (zh) | 一种高瓦斯煤层工作面钻采预抽瓦斯方法 | |
| CN110388206A (zh) | 一种等离子体上行致裂残采区遗留煤柱的方法和装置 | |
| CN208605228U (zh) | 一种矿井巷道顶板渗漏排水装置 | |
| CN102996160B (zh) | 一种用于水射流割缝增透的安全防护装置及方法 | |
| CN102031972B (zh) | 露井联采的l型开采方法 | |
| WO2022242056A1 (zh) | 一种实现工作面回采过程高位钻孔连续抽采瓦斯的方法 | |
| CN206830175U (zh) | 一种二氧化碳破碎顶煤放顶煤的装置 | |
| CN205577925U (zh) | 煤矿用两头气堵及中间水封穿层钻孔封孔装置 | |
| CN107762511A (zh) | 一种切顶充填临近采空区的类条带式采煤方法 | |
| CN105134285B (zh) | “三堵两注”瓦斯抽放孔封孔方法 | |
| CN101825417B (zh) | 切缝夹砂药包及其爆破安装装置和生产工艺 | |
| CN205477518U (zh) | 一种煤矿钻孔用压封孔装置 | |
| CN108756883A (zh) | 一种煤矿坚硬顶板注浆压裂方法及系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20180518 Termination date: 20180906 |