CN217735554U - 松软煤层瓦斯抽采钻孔护孔装置 - Google Patents
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Abstract
一种松软煤层瓦斯抽采钻孔护孔装置，钻孔沿着底板穿过煤层施工至顶板，在瓦斯抽采管的前侧安装多个首尾相互连通的高压囊袋，并在瓦斯抽采管上安装金属骨架，输气管的一端与最后一个高压囊袋连通，并在输气管上安装压力表和阀门；瓦斯抽采管的前端送入钻孔的前端并靠近顶板，瓦斯抽采管的尾部通过管路与井下瓦斯抽采管网连接，钻孔的尾端壁面处放置注浆管，并在瓦斯抽采管尾端与钻孔的壁面之间设置封孔段，通过注浆管向封孔段之间注入水泥砂浆。本实用新型能够在不影响瓦斯抽采的前提下，通过高压囊袋实现对钻孔壁面进行支撑保护，结构简单，操作方便，大幅度提高瓦斯抽采的持续性，延长钻孔的使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种瓦斯抽采护孔装置，具体是一种松软煤层瓦斯抽采钻孔护孔装置，属于煤矿瓦斯抽采护孔技术领域。
背景技术
目前，瓦斯作为抽采煤矿过程中的副产品，在煤矿安全生产过程中通过对瓦斯的提前抽采，可以有效解决瓦斯影响煤矿安全生产的问题，而当前的瓦斯矿井对瓦斯的抽采技术，是在抽采工作面进行钻孔，然后将产生负压的管道伸入到抽采钻孔的孔口附近，进行抽采，在钻孔的过程中，需要对抽采孔进行预钻孔、扩孔等工序。在抽采瓦斯过程中，地应力会对孔壁进行挤压，对瓦斯抽采效率造成影响以及对孔壁造成破坏等问题。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种松软煤层瓦斯抽采钻孔护孔装置，能够在不影响瓦斯抽采的前提下，通过高压囊袋实现对钻孔壁面进行支撑保护，结构简单，操作方便，大幅度提高瓦斯抽采的持续性，延长钻孔的使用寿命。
为了实现上述目的，本实用新型提供一种松软煤层瓦斯抽采钻孔护孔装置，钻孔沿着底板穿过煤层施工至顶板中，在瓦斯抽采管的前侧安装多个首尾相互连通的高压囊袋，并在瓦斯抽采管上安装金属骨架，高压囊袋未充气时，高压囊袋是在金属骨架内部，高压囊袋充满气时，金属骨架起到对高压囊袋部分限位的作用，从而使高压囊袋与钻孔壁面之间形成瓦斯流动通道；输气管的一端与最后一个高压囊袋连通，输气管的另一端连接气泵或者悬空设置，并在输气管上安装压力表和阀门；
瓦斯抽采管的前端送入钻孔的前端并靠近顶板，瓦斯抽采管的尾部通过管路与井下瓦斯抽采管网连接，钻孔的尾端壁面处放置注浆管，并在瓦斯抽采管尾端与钻孔的壁面之间设置封孔段，通过注浆管向封孔段之间注入水泥砂浆；待水泥砂浆完全凝固后，完成钻孔封孔工作。
封孔段是由聚氨酯一前一后封堵组成。
金属骨架为多孔金属结构。
与现有技术相比，本实用新型在瓦斯抽采管的前侧安装多个首尾相互连通的高压囊袋，并在瓦斯抽采管上安装金属骨架，当高压囊袋未充气时，高压囊袋是在金属骨架内部，当高压囊袋充满气时，通过高压囊袋实现了对钻孔壁进行支撑保护的效果，同时金属骨架起到对高压囊袋部分表面进行限位的作用，从而使高压囊袋与钻孔壁面之间形成瓦斯流动通道，从而对瓦斯抽采的影响大大降低，并对钻孔壁面起到固定支撑的作用；输气管的一端与最后一个高压囊袋连通，输气管的另一端连接气泵或者悬空设置，并在输气管上安装压力表和阀门，待封孔工作完成后，打开阀门，通过输气管向高压囊袋内注入气体，使高压囊袋膨胀并支撑钻孔壁面，然后关闭阀门，最后，将瓦斯抽采管与井下瓦斯抽采管网连接，进行瓦斯抽采，当压力表的数值低于2.5MPa时，及时打开阀门通过输气管进行补气；当压力表的数值高于3.5MPa时，及时打开阀门通过输气管进行放气，使压力表数值保持在2.8～3.1MPa之间，本实用新型操作方便，大幅度提高了瓦斯抽采的持续性，延长了钻孔的使用寿命。
附图说明
图1是本实用新型的高压囊袋未充满气体状态的结构示意图；
图2是本实用新型的高压囊袋充满气体状态的结构示意图；
图3是本实用新型中金属骨架的结构示意图；
图4是高压囊袋在金属骨架作用下形成瓦斯流动通道平面示意图；
图5是高压囊袋在金属骨架限位后形成瓦斯流动通道剖面示意图。
图中：1、煤层，2、底板，3、钻孔，4、顶板，5、金属骨架，6、高压囊袋，7、瓦斯抽采管，8、输气管，9、压力表，10、阀门，11、注浆管，12、聚氨酯，13、水泥砂浆，14、瓦斯流动通道。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步说明。
如图1-图3所示，一种松软煤层瓦斯抽采钻孔护孔装置，钻孔3沿着底板2穿过煤层1施工至顶板4中，在瓦斯抽采管7的前侧安装多个首尾相互连通的高压囊袋6，并在瓦斯抽采管7上安装金属骨架5，高压囊袋6未充气时，高压囊袋6是在金属骨架5内部，高压囊袋6充满气时，金属骨架5起到对高压囊袋6部分限位的作用，从而使高压囊袋6与钻孔3壁面之间形成瓦斯流动通道14；高压囊袋6充气后会膨胀变大，由于金属骨架5的存在，将高压囊袋6的部分表面限位固定在金属骨架5内部，则高压囊袋6不会将钻孔全堵住，而是与钻孔3之间形成瓦斯流动通道14；输气管8的一端与最后一个高压囊袋6连通，输气管8的另一端连接气泵或者悬空设置，并在输气管8上安装压力表9和阀门10，当输气管8尾端上的压力表9的数值低于2.5MPa时，及时打开阀门10通过输气管8进行补气，此时输气管8的尾端连接的是气泵；当压力表9的数值高于3.5MPa时，需要及时打开阀门10通过输气管8进行放气，此时输气管可以不连接气泵，直接悬空设置。
瓦斯抽采管7的前端送入钻孔3的前端并靠近顶板4，瓦斯抽采管7的尾部通过管路与井下瓦斯抽采管网连接，钻孔3的尾端壁面处放置注浆管11，并在瓦斯抽采管7尾端与钻孔3的壁面之间设置封孔段，通过注浆管11向封孔段之间注入水泥砂浆13；待水泥砂浆13完全凝固后，完成钻孔封孔工作。
封孔段是由聚氨酯12一前一后封堵组成。
如图3-图5所示，金属骨架5为多孔金属结构，金属骨架5的存在，使高压囊袋6膨胀后与钻孔3之间处形成瓦斯流动通道14，保证了瓦斯抽采效率；同时对钻孔壁面起到固定支撑的作用；在工作过程中，若高压囊袋6全堵住，未形成瓦斯流动通道14，会造成封孔过深，会形成松动区边界至封孔段末端一带内煤体1内的瓦斯抽不出，从而形成抽采盲区，为日后的生产留下安全隐患；若封孔深度超出巷帮应力集中峰值点的深度，就会在峰值点区域形成一道应力屏障，阻隔该区域两侧煤体内的瓦斯流动，从而不利于瓦斯抽采和煤体卸压，所以形成瓦斯流动通道14，可防止封孔深度过深，从而提高瓦斯抽采效率以及煤体卸压效果。
给出本实用新型的一种护孔方法，具体步骤如下：
在施工完成后的钻孔3内送入瓦斯抽采管7，直至瓦斯抽采管7入孔的前端到达顶板4附近，在钻孔3壁面附近放置注浆管11，并在瓦斯抽采管7尾端与钻孔3的壁面之间设置封孔段，通过注浆管11向封孔段之间注入水泥砂浆13；待水泥砂浆13完全凝固后，完成钻孔封孔工作；打开阀门10，通过输气管8向高压囊袋6内注入气体，使高压囊袋6膨胀并支撑钻孔3的部分壁面，然后关闭阀门10，最后，将瓦斯抽采管7与井下瓦斯抽采管网连接，进行瓦斯抽采，当输气管8尾端上的压力表9的数值低于2.5MPa时，及时打开阀门10通过输气管8进行补气；当压力表9的数值高于3.5MPa时(压力表9监测的是高压囊袋6所受压力，高压囊袋6所受的应力首先是金属骨架5的挤压，其次是挤压之后，凸出金属骨架部分的高压囊袋6与钻孔壁挤压造成)，此时及时打开阀门10通过输气管8进行放气，使压力表9的数值保持在2.8～3.1MPa之间。
Claims (3)
1.一种松软煤层瓦斯抽采钻孔护孔装置，钻孔(3)沿着底板(2)穿过煤层(1)施工至顶板(4)中，其特征在于，在瓦斯抽采管(7)的前侧安装多个首尾相互连通的高压囊袋(6)，并在瓦斯抽采管(7)上安装金属骨架(5)，高压囊袋(6)未充气时，高压囊袋(6)是在金属骨架(5)内部，高压囊袋(6)充满气时，金属骨架(5)起到对高压囊袋(6)部分限位的作用，从而使高压囊袋(6)与钻孔(3)壁面之间形成瓦斯流动通道(14)；输气管(8)的一端与最后一个高压囊袋(6)连通，输气管(8)的另一端连接气泵或者悬空设置，并在输气管(8)上安装压力表(9)和阀门(10)；
瓦斯抽采管(7)的前端送入钻孔(3)的前端并靠近顶板(4)，瓦斯抽采管(7)的尾部通过管路与井下瓦斯抽采管网连接，钻孔(3)的尾端壁面处放置注浆管(11)，并在瓦斯抽采管(7)尾端与钻孔(3)的壁面之间设置封孔段，通过注浆管(11)向封孔段之间注入水泥砂浆(13)。
2.根据权利要求1所述的一种松软煤层瓦斯抽采钻孔护孔装置，其特征在于，封孔段是由聚氨酯(12)一前一后封堵组成。
3.根据权利要求1所述的一种松软煤层瓦斯抽采钻孔护孔装置，其特征在于，金属骨架(5)为多孔金属结构。
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| CN202221952017.3U CN217735554U (zh) | 2022-07-27 | 2022-07-27 | 松软煤层瓦斯抽采钻孔护孔装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117345173A (zh) * | 2023-11-22 | 2024-01-05 | 中国矿业大学(北京) | 一种高抽巷瓦斯分段抽采方法 |
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2022
- 2022-07-27 CN CN202221952017.3U patent/CN217735554U/zh active Active
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| CN117345173A (zh) * | 2023-11-22 | 2024-01-05 | 中国矿业大学(北京) | 一种高抽巷瓦斯分段抽采方法 |
| CN117345173B (zh) * | 2023-11-22 | 2024-05-10 | 中国矿业大学(北京) | 一种高抽巷瓦斯分段抽采方法 |
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