CN210918903U - 一种单一厚煤层高位走向大直径钻孔防塌结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种单一厚煤层高位走向大直径钻孔防塌结构，包括设置在钻孔内部的支撑结构和固定在钻孔孔口外侧的加固块；支撑结构包括设置在钻孔底部的防塌管和布设在防塌管和加固块之间的支撑件，支撑件包括设置在钻孔孔口处的密封段和设置在靠近防塌管处的封堵段，密封段和封堵段之间设置有加固段。本实用新型通过设置在钻孔内部的支撑结构和固定在钻孔孔口外侧的加固块，可对钻孔内外进行加固，使本钻孔防塌结构不受钻孔角度的限制，避免因钻孔塌陷影响抽采效果；利用圆柱形管外表面上的多个透气孔，便于抽采管对瓦斯进行抽采，在钻孔加固的情况下不影响瓦斯的抽采效率。
Description
技术领域
本实用新型属于矿井瓦斯抽采钻孔技术领域，尤其是涉及一种单一厚煤层高位走向大直径钻孔防塌结构。
背景技术
综采放顶煤工作面上隅角是工作面瓦斯治理的难题，目前采用高抽巷抽采采空区瓦斯虽然解决工作面上隅角瓦斯治理的难题，但是高抽巷施工成本高，同时也会造成采掘接续紧张的局面。目前在瓦斯“治得住”的前提下，取消高抽巷抽采的工作方式，采用高位走向大直径钻孔替代高抽巷瓦斯抽采技术，既可以降低成本，实现技术经济一体化，又可以缓解采掘接替紧张的被动局面，但是在高位钻孔施工过程中容易出现钻孔施工结束后出现失稳、塌陷的情况，导致瓦斯抽采效果差。因此，为了确保高位走向大直径钻孔在抽采瓦斯的过程中能起到稳定的作用，提出一种防止钻孔塌陷的结构以防止钻孔塌陷。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种单一厚煤层高位走向大直径钻孔防塌结构，通过设置在钻孔内部的支撑结构和固定在钻孔孔口外侧的加固块，可对钻孔内外进行加固，使本钻孔防塌结构不受钻孔角度的限制，避免因钻孔塌陷影响抽采效果；利用圆柱形管外表面上的多个透气孔，便于抽采管对瓦斯进行抽采，在钻孔加固的情况下不影响瓦斯的抽采效率；利用密封段对裂隙进行封堵，提高了瓦斯抽采纯量；利用加固段对钻孔内部进行支撑加固防止塌孔；利用封堵段不仅是对钻孔内部的支撑加固，同时也是对灌注在加固段内的混凝土起到封堵的作用，防止混凝土外溢。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种单一厚煤层高位走向大直径钻孔防塌结构，其特征在于：包括设置在钻孔内部的支撑结构和固定在钻孔孔口外侧的加固块；
所述支撑结构包括设置在钻孔底部的防塌管和布设在所述防塌管和所述加固块之间的支撑件，所述防塌管为圆柱形管，所述圆柱形管的内部为中空结构且所述圆柱形管外表面上开设有多个透气孔，所述防塌管沿钻孔的轴线方向布设；
所述支撑件包括设置在钻孔孔口处的密封段和设置在靠近防塌管处的封堵段，所述密封段和封堵段之间设置有加固段，所述密封段、封堵段和加固段加工制作为一体；所述支撑件的内部开设有供抽采管穿过的通孔，所述支撑件的轴线与所述钻孔的轴线重合，所述通孔的直径与抽采管的直径相等，所述支撑件中设置有注浆组件；
所述加固块为圆柱形加固块，所述圆柱形加固块内部开设有供抽采管穿过的安装孔，所述圆柱形加固块的轴线与所述钻孔的轴线重合，所述安装孔的直径与抽采管的直径相等。
上述的一种单一厚煤层高位走向大直径钻孔防塌结构，其特征在于：所述注浆组件包括沿钻孔轴线方向设置的注浆管和返浆管，所述注浆管的一端依次穿过加固块和密封段伸入至加固段内且其靠近所述封堵段，所述注浆管的另一端穿过加固块且设置在远离钻孔孔口的侧面上；所述返浆管的一端依次穿过加固块和密封段伸入至加固段内且其靠近所述密封段，所述返浆管的另一端穿过加固块且设置在远离钻孔孔口的侧面上。
上述的一种单一厚煤层高位走向大直径钻孔防塌结构，其特征在于：所述抽采管依次穿过加固块上的安装孔和所述支撑件上的通孔伸入至防塌管内。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
1、本实用新型通过设置在钻孔内部的支撑结构和固定在钻孔孔口外侧的加固块，可对钻孔内外进行加固，使本钻孔防塌结构不受钻孔角度的限制，在水平孔或者倾斜孔中均可起到防塌加固的作用，避免因钻孔塌陷影响抽采效果，结构简单，可靠性高，便于推广使用。
2、本实用新型中所述防塌管为圆柱形管，所述圆柱形管的内部为中空结构且所述圆柱形管外表面上开设有多个透气孔，利用所述圆柱形管外表面上的多个透气孔，可使钻孔内的瓦斯通过透气孔进入防塌管内，便于抽采管对瓦斯进行抽采，在钻孔加固的情况下不影响瓦斯的抽采效率。
3、本实用新型中所述支撑件包括设置在钻孔孔口处的密封段和设置在靠近防塌管处的封堵段，所述密封段和封堵段之间设置有加固段，利用密封段对裂隙进行封堵，提高了瓦斯抽采纯量；利用加固段对钻孔内部进行支撑加固防止塌孔；利用封堵段不仅是对钻孔内部的支撑加固，同时也是对灌注在所述加固段内的混凝土起到封堵的作用，防止混凝土外溢。
综上所述，本实用新型通过设置在钻孔内部的支撑结构和固定在钻孔孔口外侧的加固块，可对钻孔内外进行加固，使本钻孔防塌结构不受钻孔角度的限制，避免因钻孔塌陷影响抽采效果；利用圆柱形管外表面上的多个透气孔，便于抽采管对瓦斯进行抽采，在钻孔加固的情况下不影响瓦斯的抽采效率；利用密封段对裂隙进行封堵，提高了瓦斯抽采纯量；利用加固段对钻孔内部进行支撑加固防止塌孔；利用封堵段不仅是对钻孔内部的支撑加固，同时也是对灌注在加固段内的混凝土起到封堵的作用，防止混凝土外溢。
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本实用新型的使用状态图。
图2为本实用新型防塌管的结构示意图。
附图标记说明:
1—钻孔； 2—防塌管； 2-1—透气孔；
3—加固块； 4—密封段； 5—封堵段；
6—加固段； 7—抽采管； 8—注浆管；
9—返浆管； 10—煤岩体。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型包括设置在钻孔1内部的支撑结构和固定在钻孔1孔口外侧的加固块3；
所述支撑结构包括设置在钻孔1底部的防塌管2和布设在所述防塌管 2和所述加固块3之间的支撑件，所述防塌管2为圆柱形管，所述圆柱形管的内部为中空结构且所述圆柱形管外表面上开设有多个透气孔2-1，所述防塌管2沿钻孔1的轴线方向布设；
所述支撑件包括设置在钻孔1孔口处的密封段4和设置在靠近防塌管 2处的封堵段5，所述密封段4和封堵段5之间设置有加固段6，所述密封段4、封堵段5和加固段6加工制作为一体；所述支撑件的内部开设有供抽采管7穿过的通孔，所述支撑件的轴线与所述钻孔1的轴线重合，所述通孔的直径与抽采管7的直径相等，所述支撑件中设置有注浆组件；
所述加固块3为圆柱形加固块，所述圆柱形加固块内部开设有供抽采管7穿过的安装孔，所述圆柱形加固块的轴线与所述钻孔1的轴线重合，所述安装孔的直径与抽采管7的直径相等。
实际使用时，通过设置在钻孔1内部的支撑结构和固定在钻孔1 孔口外侧的加固块3，可对钻孔1内外进行加固，使本钻孔防塌结构不受钻孔1角度的限制，在水平孔或者倾斜孔中均可起到防塌加固的作用，避免因钻孔1塌陷影响抽采效果，结构简单，可靠性高，便于推广使用。
如图2所示，所述防塌管2为圆柱形管，所述圆柱形管的内部为中空结构且所述圆柱形管外表面上开设有多个透气孔2-1，利用所述圆柱形管外表面上的多个透气孔2-1，可使钻孔1内的瓦斯通过透气孔2-1进入防塌管2内，便于抽采管7对瓦斯进行抽采，在钻孔1加固的情况下不影响瓦斯的抽采效率。
另外，所述支撑件包括设置在钻孔1孔口处的密封段4和设置在靠近防塌管2处的封堵段5，所述密封段4和封堵段5之间设置有加固段6，利用密封段4对裂隙进行封堵，提高了瓦斯抽采纯量；利用加固段6对钻孔1内部进行支撑加固防止塌孔；利用封堵段5不仅是对钻孔1内部的支撑加固，同时也是对灌注在所述加固段6内的混凝土起到封堵的作用，防止混凝土外溢。
实际使用时，由于钻孔1孔口周围煤岩体10发生扰动，会产生大量裂隙，如果这些裂隙不密封的话，当抽采管7抽采瓦斯时会把外界空气通过这些裂隙抽进抽采管7中，导致瓦斯抽采效率低下，抽采纯度不够，浪费资源，最重要的是可能会导致瓦斯通过这些裂隙涌出到矿井井下工作面附近，危害矿工生命危险，因此利用所述支撑结构对裂隙进行封堵。其中，所述密封段4和封堵段5均由聚氨酯胶制成，所述密封段4主要的作用就是对裂隙进行密封，所述封堵段5不仅可以起到密封的作用，同时对灌注在所述加固段6内的混凝土起到封堵的作用，防止混凝土外溢。
需要说明的是，在钻杆退钻以后，钻孔1内部会受工作面采动等因素影响使钻孔1内部出现孔壁塌陷的情况，导致堵住钻孔1，影响抽采效果，所以需要防塌管2对钻孔1进行支护防止塌陷。特别的，所述加固块3和加固段6由混凝土浇筑而成，利用混凝土的特性对钻孔1的内部和孔口处进行加固。
本实施例中，所述注浆组件包括沿钻孔1轴线方向设置的注浆管8和返浆管9，所述注浆管8的一端依次穿过加固块3和密封段4伸入至加固段6内且其靠近所述封堵段5，所述注浆管8的另一端穿过加固块3且设置在远离钻孔1孔口的侧面上；所述返浆管9的一端依次穿过加固块3和密封段4伸入至加固段6内且其靠近所述密封段4，所述返浆管9的另一端穿过加固块3且设置在远离钻孔1孔口的侧面上。
如图1所示，利用注浆管8向所述加固段6内灌注混凝土，当加固段 6内被混凝土填满时，多余的混凝土将会从返浆管9流出。
本实施例中，所述抽采管7依次穿过加固块3上的安装孔和所述支撑件上的通孔伸入至防塌管2内。
本实用新型使用时，在打完钻孔1后，先在钻孔1里放置防塌管2，然后在距离钻孔1孔口8m的位置处利用大孔径钻头进行扩孔，用以浇筑加固块3，加固块3施工完成后，将所述支撑结构放置到钻孔1内并固定好所述支撑结构的位置，固定好后利用所述注浆组件向所述加固段6内灌注混凝土，对钻孔1进行整体加固。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
Claims (3)
1.一种单一厚煤层高位走向大直径钻孔防塌结构，其特征在于：包括设置在钻孔(1)内部的支撑结构和固定在钻孔(1)孔口外侧的加固块(3)；
所述支撑结构包括设置在钻孔(1)底部的防塌管(2)和布设在所述防塌管(2)和所述加固块(3)之间的支撑件，所述防塌管(2)为圆柱形管，所述圆柱形管的内部为中空结构且所述圆柱形管外表面上开设有多个透气孔(2-1)，所述防塌管(2)沿钻孔(1)的轴线方向布设；
所述支撑件包括设置在钻孔(1)孔口处的密封段(4)和设置在靠近防塌管(2)处的封堵段(5)，所述密封段(4)和封堵段(5)之间设置有加固段(6)，所述密封段(4)、封堵段(5)和加固段(6)加工制作为一体；所述支撑件的内部开设有供抽采管(7)穿过的通孔，所述支撑件的轴线与所述钻孔(1)的轴线重合，所述通孔的直径与抽采管(7)的直径相等，所述支撑件中设置有注浆组件；
所述加固块(3)为圆柱形加固块，所述圆柱形加固块内部开设有供抽采管(7)穿过的安装孔，所述圆柱形加固块的轴线与所述钻孔(1)的轴线重合，所述安装孔的直径与抽采管(7)的直径相等。
2.按照权利要求1所述的一种单一厚煤层高位走向大直径钻孔防塌结构，其特征在于：所述注浆组件包括沿钻孔(1)轴线方向设置的注浆管(8)和返浆管(9)，所述注浆管(8)的一端依次穿过加固块(3)和密封段(4)伸入至加固段(6)内且其靠近所述封堵段(5)，所述注浆管(8)的另一端穿过加固块(3)且设置在远离钻孔(1)孔口的侧面上；所述返浆管(9)的一端依次穿过加固块(3)和密封段(4)伸入至加固段(6)内且其靠近所述密封段(4)，所述返浆管(9)的另一端穿过加固块(3)且设置在远离钻孔(1)孔口的侧面上。
3.按照权利要求1所述的一种单一厚煤层高位走向大直径钻孔防塌结构，其特征在于：所述抽采管(7)依次穿过加固块(3)上的安装孔和所述支撑件上的通孔伸入至防塌管(2)内。
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| CN112228013A (zh) * | 2020-09-14 | 2021-01-15 | 山东科技大学 | 松软煤层内全长筛管护孔并具有带压封孔的装置及方法 |
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| US11396810B2 (en) | 2020-09-14 | 2022-07-26 | Shandong University Of Science And Technology | Full-length screen pipe hole protection device and method with pressurized hole packing in soft coal seam |
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