CN210049927U - 底板穿层定向长钻孔下临近层瓦斯抽采管路连接结构 - Google Patents
底板穿层定向长钻孔下临近层瓦斯抽采管路连接结构 Download PDFInfo
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Abstract
底板穿层定向长钻孔下临近层瓦斯抽采管路连接结构，包括导向支撑管、五通管和六通管，导向支撑管的外壁与定向长钻孔的内壁之间形成的环形间隙填充有水泥砂浆封堵层，导向支撑管、五通管和六通管依次串联，五通管的底部接口连接有放水器，六通管的底部接口通过排渣管连接有排渣器，五通管的两个顶部接口和/或六通管的三个顶部接口连接井下瓦斯抽采管路。本实用新型在施工过程中由开采煤层依次穿过巷道底板的岩层，进入到下临近煤层后并沿着该下临近煤层钻进，实现了钻孔在下临近煤层内进行定向抽采的目的，可有效拦截下临近煤层内瓦斯因应力释放导致瓦斯向上部采掘空间释放的可能，抽采效果明显提高。
Description
技术领域
本实用新型属于采矿技术领域，具体涉及一种底板穿层定向长钻孔下临近层瓦斯抽采管路连接结构。
背景技术
随着高瓦斯、突出矿井瓦斯涌出量逐年增加，除了开采煤层受采动影响涌出部分瓦斯外，部分煤矿发现在开采煤层的下部存在厚度达不到开采条件的煤线，受到开采煤层巷道或回采实体煤采动影响后，巷道底板受煤壁两侧应力挤压影响发生变形，底板产生的裂隙向巷道内凸起，导致工作面经常性涌出大量瓦斯，对工作面瓦斯控制及安全生产带来巨大压力。
为解决因底板隆起产生的下临近层瓦斯涌出问题，现行普遍的做法是对底鼓的岩层使用凿岩机并安排大量人工进行凿除，使用水泥浆等硬化材料对巷道底板进行硬化。或采用普通钻机向巷道底板施工穿透下临近层（不可采煤层）的钻孔，封孔后对底板下方的不可采煤层进行临时抽采。对底板进行凿除并硬化存在人力、物力和财力浪费严重，严重影响矿井的生产衔接安排，且采动应力的后续变化仍会在已整平的巷道内产生新裂隙，无法从根本上解决下临近层瓦斯涌出问题。采用普通钻孔抽采存在钻孔工程量大、抽采效率低、重复施工导致的施工周期长等缺点。因此，从瓦斯抽采技术的经济性和高效性进行研究，对高瓦斯、突出矿井的底板下临近层瓦斯进行抽采，对工作面瓦斯控制及安全生产具有重大意义。
实用新型内容
本实用新型为了解决现有技术中的不足之处，提供一种工程量小、抽采效率高、安全可靠性强的底板穿层定向长钻孔下临近层瓦斯抽采管路连接结构。
为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：底板穿层定向长钻孔下临近层瓦斯抽采管路连接结构，包括导向支撑管、五通管和六通管，所述的定向长钻孔沿巷道两帮倾斜向下设置，导向支撑管伸入到定向长钻孔内，导向支撑管的外壁与定向长钻孔的内壁之间形成的环形间隙填充有水泥砂浆封堵层，导向支撑管在定向长钻孔的孔口处向外折弯为水平段，五通管具有两个水平接口、一个底部接口和两个顶部接口，六通管具有两个水平接口、一个底部接口和三个顶部接口，导向支撑管的水平段与五通管的一个水平接口连接，五通管的另一个水平接口与六通管的一个水平接口连接，六通管的另一个水平接口设置有检修封堵板，五通管的底部接口连接有放水器，六通管的底部接口通过排渣管连接有排渣器，五通管的两个顶部接口和/或六通管的三个顶部接口连接井下瓦斯抽采管路。
定向长钻孔的中心线与巷道底板的夹角为3-5°。
导向支撑管在定向长钻孔内部的长度为5-10m，定向长钻孔的长度大于100m。
导向支撑管的外壁设置有预埋在水泥砂浆封堵层内的螺旋凸棱条，导向支撑管和螺旋凸棱条采用PVC材料一体注塑而成。
采用上述技术方案，本实用新型与常规技术相比有如下特点及优势：
1.本实用新型的安装过程为：在对定向长钻孔进行施工作业时，在巷道两帮上选定钻进位置，先钻出等于导向支撑管长度的钻孔，然后再扩孔，扩孔后的钻孔孔径大于导向支撑管的外径，使用高压水枪深入钻孔底部对钻孔进行吹扫，使钻孔内积水和煤渣排出，将导向支撑管伸入到钻孔内，在钻孔内壁与导向支撑管外壁之间的间隙内注入水泥砂浆，使导向支撑管牢靠地固定在定向长钻孔的孔口处；待水泥砂浆凝固为水泥砂浆层后，导向支撑管外壁一体设置的螺旋凸棱条被凝固在水泥砂浆层内，这样确保导向支撑管与钻孔的孔壁牢靠地固定为一体，导向支撑管也起到防止塌孔的作用，螺旋凸棱条起到增强导向支撑管强度的作用，防止煤体将导向支撑管压扁；
接着采用千米钻机通过导向支撑管斜向下进行钻孔，钻杆穿过导向支撑管，直到钻孔深度达到100米以上后停止钻进。退出钻杆，将导向支撑管凸出于钻孔的部分折弯（可以先加热再）为水平段，这样方便与五通管的水平接口连接，水平段与五通管连接，五通管与六通管连接，并对应连接放水器和排渣器，根据瓦斯通过定向长钻孔向外涌出的瓦斯量的大小，可将五通管的两个顶部接口和六通管的三个顶部接口均连接井下瓦斯抽采管路，或者将某几个顶部接口封堵，只用将两三个顶部接口与井下瓦斯抽采管路连接即可。
2. 本实用新型在施工过程中由开采煤层依次穿过巷道底板的岩层，进入到下临近煤层后并沿着该下临近煤层钻进，实现了钻孔在下临近煤层内进行定向抽采的目的，可有效拦截下临近煤层内瓦斯因应力释放导致瓦斯向上部采掘空间释放的可能。施工的定向长钻孔一般可达到400m，定向长钻孔可抽采影响的范围比普通直钻孔影响的范围大的多，定向长钻孔与普通穿层钻孔在钻孔工程量、施工成本及施工工期上，均有巨大优势。且定向长钻孔可实现穿透巷道底板进入下临近煤层后水平钻进，在循环接替抽采上可实现钻孔的有序搭接，实现底板下临近煤层的连续不间断抽采，普通穿层钻孔无法实现定向拐弯，循环抽采时无法实现钻孔搭接，抽采时空方面存在抽采空挡。下临近沿着下临近煤层内不同方向钻进，下临近煤层内瓦斯不需远距离运移直接进入钻孔，定向长钻孔抽采效果也明显较高。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是定向长钻孔的施工示意图；
图中附图标记分别为：1-开采煤层，2-岩层，3-下临近层，4-定向长钻孔，5-巷道，6-导向支撑管，7-五通管，8-水平段，9-检修封堵板，10-放水器，11-排渣管，12-排渣器，13-井下瓦斯抽采管路，14-六通管。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型的底板穿层定向长钻孔下临近层瓦斯抽采管路连接结构，包括导向支撑管6、五通管7和六通管14，所述的定向长钻孔4沿巷道5两帮倾斜向下设置，导向支撑管6伸入到定向长钻孔4内，导向支撑管6的外壁与定向长钻孔4的内壁之间形成的环形间隙填充有水泥砂浆封堵层，导向支撑管6在定向长钻孔4的孔口处向外折弯为水平段8，五通管7具有两个水平接口、一个底部接口和两个顶部接口，六通管14具有两个水平接口、一个底部接口和三个顶部接口，导向支撑管6的水平段8与五通管7的一个水平接口连接，五通管7的另一个水平接口与六通管14的一个水平接口连接，六通管14的另一个水平接口设置有检修封堵板9，五通管7的底部接口连接有放水器10，六通管14的底部接口通过排渣管11连接有排渣器12，五通管7的两个顶部接口和/或六通管14的三个顶部接口连接井下瓦斯抽采管路13。
定向长钻孔4的中心线与巷道5底板的夹角A为3-5°。
导向支撑管6在定向长钻孔4内部的长度为5-10m，定向长钻孔4的长度大于100m。
导向支撑管6的外壁设置有预埋在水泥砂浆封堵层内的螺旋凸棱条（图中未示出），导向支撑管6和螺旋凸棱条采用PVC材料一体注塑而成。
本实用新型的安装过程为：在对定向长钻孔4进行施工作业时，在巷道5两帮上选定钻进位置，先钻出等于导向支撑管6长度的钻孔，然后再扩孔，扩孔后的钻孔孔径大于导向支撑管6的外径，使用高压水枪深入钻孔底部对钻孔进行吹扫，使钻孔内积水和煤渣排出，将导向支撑管6伸入到钻孔内，在钻孔内壁与导向支撑管6外壁之间的间隙内注入水泥砂浆，使导向支撑管6牢靠地固定在定向长钻孔4的孔口处；待水泥砂浆凝固为水泥砂浆层后，导向支撑管6外壁一体设置的螺旋凸棱条被凝固在水泥砂浆层内，这样确保导向支撑管6与钻孔的孔壁牢靠地固定为一体，导向支撑管6也起到防止塌孔的作用，螺旋凸棱条起到增强导向支撑管6强度的作用，防止煤体将导向支撑管6压扁；
接着采用千米钻机通过导向支撑管6斜向下进行钻孔，钻杆穿过导向支撑管6，直到钻孔深度达到100米以上后停止钻进。退出钻杆，将导向支撑管6凸出于钻孔的部分折弯（可以先加热再）为水平段8，这样方便与五通管7的水平接口连接，水平段8与五通管7连接，五通管7与六通管14连接，并对应连接放水器10和排渣器12，根据瓦斯通过定向长钻孔4向外涌出的瓦斯量的大小，可将五通管7的两个顶部接口和六通管14的三个顶部接口均连接井下瓦斯抽采管路13，或者将某几个顶部接口封堵，只用将两三个顶部接口与井下瓦斯抽采管路13连接即可。
如图2所示，本实用新型在施工过程中由开采煤层依次穿过巷道5底板的岩层，进入到下临近煤层后并沿着该下临近煤层钻进，实现了钻孔在下临近煤层内进行定向抽采的目的，可有效拦截下临近煤层内瓦斯因应力释放导致瓦斯向上部采掘空间释放的可能。施工的定向长钻孔4一般可达到400m，定向长钻孔4可抽采影响的范围比普通直钻孔影响的范围大的多，定向长钻孔4与普通穿层钻孔在钻孔工程量、施工成本及施工工期上，均有巨大优势。且定向长钻孔4可实现穿透巷道5底板进入下临近煤层后水平钻进，在循环接替抽采上可实现钻孔的有序搭接，实现底板下临近煤层的连续不间断抽采，普通穿层钻孔无法实现定向拐弯，循环抽采时无法实现钻孔搭接，抽采时空方面存在抽采空挡。下临近沿着下临近煤层内不同方向钻进，下临近煤层内瓦斯不需远距离运移直接进入钻孔，定向长钻孔4抽采效果也明显较高。
本实施例并非对本实用新型的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的保护范围。
Claims (4)
1.底板穿层定向长钻孔下临近层瓦斯抽采管路连接结构，其特征在于：包括导向支撑管、五通管和六通管，所述的定向长钻孔沿巷道两帮倾斜向下设置，导向支撑管伸入到定向长钻孔内，导向支撑管的外壁与定向长钻孔的内壁之间形成的环形间隙填充有水泥砂浆封堵层，导向支撑管在定向长钻孔的孔口处向外折弯为水平段，五通管具有两个水平接口、一个底部接口和两个顶部接口，六通管具有两个水平接口、一个底部接口和三个顶部接口，导向支撑管的水平段与五通管的一个水平接口连接，五通管的另一个水平接口与六通管的一个水平接口连接，六通管的另一个水平接口设置有检修封堵板，五通管的底部接口连接有放水器，六通管的底部接口通过排渣管连接有排渣器，五通管的两个顶部接口和/或六通管的三个顶部接口连接井下瓦斯抽采管路。
2.根据权利要求1所述的底板穿层定向长钻孔下临近层瓦斯抽采管路连接结构，其特征在于：定向长钻孔的中心线与巷道底板的夹角为3-5°。
3.根据权利要求1所述的底板穿层定向长钻孔下临近层瓦斯抽采管路连接结构，其特征在于：导向支撑管在定向长钻孔内部的长度为5-10m，定向长钻孔的长度大于100m。
4.根据权利要求1所述的底板穿层定向长钻孔下临近层瓦斯抽采管路连接结构，其特征在于：导向支撑管的外壁设置有预埋在水泥砂浆封堵层内的螺旋凸棱条，导向支撑管和螺旋凸棱条采用PVC材料一体注塑而成。
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| CN111364946A (zh) * | 2020-03-18 | 2020-07-03 | 河南理工大学 | 具有钻杆密封功能的翼型气水渣分离装置及其使用方法 |
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| CN111364946B (zh) * | 2020-03-18 | 2024-01-19 | 河南理工大学 | 具有钻杆密封功能的翼型气水渣分离装置及其使用方法 |
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