下向穿層孔自動排水工藝的製作方法

2023-06-09 08:46:11

專利名稱：下向穿層孔自動排水工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及煤礦瓦斯抽採技術領域，尤其涉及一種下向穿層孔自動排水工藝。
背景技術：
目前，在煤礦生產企業中，採用下向穿層孔來消突，是防治煤與瓦斯突出的重要手段之一。但是，下向穿層孔存在下述缺點下向穿層孔的底部大多存在積水，且積水的垂深平均在10m-15m之間，如此深的積水會淹沒設置在下向穿層孔底部的護壁花管，使瓦斯無法進入到護壁花管內，導致瓦斯不能被抽出，嚴重影響抽採效果。

發明內容
本發明提供一種下向穿層孔自動排水工藝，用以解決現有技術中的缺陷，達到提高抽採效果的目的。為實現上述目的，本發明提供一種下向穿層孔自動排水工藝，包括下述步驟I)封孔時在下向穿層孔內下封孔管和通氣管，所述封孔管和所述通氣管均深入到下向穿層孔的底部，所述封孔管位於下向穿層孔底部的一端連接有護壁花管，所述護壁花管與所述通氣管相互連通；2)在封孔結束後，通過所述封孔管向外抽吸；通過所述通氣管向下向穿層孔的底部輸送壓風。優選地，所述封孔包括如下步驟I)在下向穿層孔內設置兩塊擋板，兩塊擋板之間密實填充幹海帶，所述封孔管和所述通氣管均穿過所述兩塊擋板；2)在下向穿層孔的孔口處設置聚氨酯填充密封段；聚氨酯填充密封段與所述擋板之間的孔段為注漿封孔段；3)在聚氨酯填充密封段內穿入注漿管和返漿管，所述注漿管和所述返漿管均深入到注漿封孔段內，且注漿管向注漿封孔段內注入水泥砂漿進行封孔。優選地，所述壓風的壓力在O. 8MPa-l. 2MPa之間。優選地，所述壓風為間隔輸送。優選地，所述壓風的每次輸送時間為3分鐘，間隔時間為57分鐘。優選地，所述封孔管的上端露出下向穿層孔且連接有氣液分離器，所述氣液分離器將從下向穿層孔底部抽出的物質進行自動的氣液分離。優選地，所述氣液分離器上連接有自動放水器，設定自動放水器的放水間隔周期， 控制自動放水的時長及放水間隔時段。優選地，所述通氣管通過壓風管路與壓風源相連接，所述壓風管路上連接有電磁閥，通過瓦斯監控系統控制電磁閥的啟閉，實現壓風的間隔輸送。本發明下向穿層孔自動排水工藝，抽採效果好，單孔抽採瓦斯濃度可達 80% -90%之間，純量長時間穩定在O. 04mVmin以上，較現有技術提高了 4倍左右。


附圖用來提供對本發明的進一步理解，並且構成說明書的一部分，與本發明的實施例一起用於解釋本發明，並不構成對本發明的限制。在附圖中圖I為本發明下向穿層孔自動排水工藝工作原理示意圖；圖2為三個考察孔排水前後抽採純量變化趨勢圖。
具體實施例方式為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。本發明下向穿層孔自動排水工藝的實施例，其工作原理如圖I所示，對下向穿層孔I進行封孔時，在下向穿層孔I內下封孔管13和通氣管3。其中，封孔管13位於下向穿層孔I底部的一端，通過管箍5固定安裝有護壁花管2，護壁花管2的管壁上均勻開設有通孔，下向穿層孔I底部的水及瓦斯通過上述通孔進入到護壁花管2內，最終經由封孔管 13排出。根據煤層6厚度的不同，可以用管箍5串聯多節護壁花管，並且，最末端的一根護壁花管4的一端為錐形的盲端。所述通氣管3與具有錐形盲端的一根護壁花管4相連通。通過通氣管3輸送的壓風進入到護壁花管內形成局部的高壓，此實施例中壓風的壓力在 O. 8MPa-l. 2MPa 之間。為了防止巖體和/或煤體散落而阻塞下向穿層孔，影響抽採效果，在下向穿層孔內下護孔管進行護孔操作。由於在煤礦開採行業內，向開鑿好的鑽孔內下護孔管來對鑽孔進行保護是成熟工藝，這裡不再對其工藝過程進行贅述。為了保證通氣管3及封孔管13與下向穿層孔I之間具有良好的密封，對下向穿層孔I進行了如下封孔操作。在封孔操作時，首先在下向穿層孔I中安置兩塊擋板17，並保證通氣管3及封孔管13均穿過這兩塊擋板17。在兩塊擋板17之間密實的填充了一層幹海帶 18，幹海帶18吸水後會膨脹，其膨脹後填充了該區域的空隙，強化了此區域的密封效果，對提高抽吸效果帶來了有利的影響。在下向穿層孔I的孔口處還設置了一段聚氨酯填充密封段14，聚氨酯填充密封段14為填充聚氨酯材料進行密封，聚氨酯填充密封段14與擋板17 之間具有一定的距離，該距離的管段為注漿封孔段。注漿管16和返漿管15分別穿過聚氨酯填充密封段14，深入到注漿封孔段內，且返漿管15下端管口的高度高於注漿管16下端管口的高度，注漿管16向注漿封孔段注入水泥砂漿進行封孔。在封孔結束後，對封孔管13進行抽吸，通過壓風管路11接通通氣管3對下向穿層孔I底部輸送壓風。壓風管路11中設置了電磁閥12，通過瓦斯監控系統控制電磁閥的啟閉，調節電磁閥的啟閉時間來實現壓風的間隔輸送，這裡是利用現有瓦斯監控系統中的時間設定功能，通過在瓦斯監控系統中來設定電磁閥的啟閉時間，來完成對電磁閥啟閉的控制，省去了專門為電磁閥的啟閉而去專門設計另外一套控制系統，簡化了系統組成，針對於電路系統來說，系統越簡單其可靠性就越高，因此這裡採用瓦斯監控系統來控制電磁閥的啟閉也提高了系統控制的可靠性。本實施例中，每次壓風的輸送時間為3分鐘，間隔時間為57分鐘，當然也可以根據下向穿層孔內積水的實際情況來另行決定壓風的輸送時間及間隔時間，設置其它壓風輸送時長及壓風輸送間隔同樣屬於該發明的保護範圍。壓風間隔輸送既滿足了工作中對壓風的需求，也不會對抽採的瓦斯純度造成不利的影響，還有利於節約能源。此時，封孔管13內為負壓，下向穿層孔I底部為局部高壓，根據流體由高壓向低壓流動的特性，水、渣及瓦斯順著封孔管被抽出，在封孔管13的頂部連接有一個作為氣液分離器使用的集氣箱8。由於重力的作用，在集氣箱8內水和渣向下運動，與瓦斯相分離，瓦斯經抽採通道9被抽走，在抽採通道9中設置了控制閘閥來控制抽採的啟停。由於在進入抽採通道前就實現了瓦斯與水和渣的分離，避免了水和渣進入到抽採通道9，始終保持了抽採通道9的暢通，使得下向穿層孔抽採量得到有效提高。同時，在集氣箱8的下方連接有一個自動放水器7，自動放水器7來收集經集氣箱8分離的水和渣。通過設定自動放水器7的放水周期及放水時長來自動的將收集到的水和渣排出。如圖2所示，三個考察孔排水前後抽採純量變化趨勢圖，從圖中可以看出各單孔在抽水後，其純量長時間穩定在O. 04m3/min以上， 是未抽水前的大約4倍，並且，抽採瓦斯濃度保持在80%-90%之間，明顯提高了抽採效果。最後應說明的是以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和範圍。
權利要求
1.一種下向穿層孔自動排水工藝，其特徵在於，包括下述步驟.1)封孔時在下向穿層孔內下封孔管和通氣管，所述封孔管和所述通氣管均深入到下向穿層孔的底部，所述封孔管位於下向穿層孔底部的一端連接有護壁花管，所述護壁花管與所述通氣管相互連通；.2)在封孔結束後，通過所述封孔管向外抽吸；通過所述通氣管向下向穿層孔的底部輸送壓風。
2.根據權利要求I所述的下向穿層孔自動排水工藝，其特徵在於，所述封孔包括如下步驟.1)在下向穿層孔內設置兩塊擋板，兩塊擋板之間密實填充幹海帶，所述封孔管和所述通氣管均穿過所述兩塊擋板；.2)在下向穿層孔的孔口處設置聚氨酯填充密封段；聚氨酯填充密封段與所述擋板之間的孔段為注漿封孔段；.3)在聚氨酯填充密封段內穿入注漿管和返漿管，所述注漿管和所述返漿管均深入到注漿封孔段內，且注漿管向注漿封孔段內注入水泥砂漿進行封孔。
3.根據權利要求I或2所述的下向穿層孔自動排水工藝，其特徵在於，所述壓風的壓力在 O. 8MPa-l. 2MPa 之間。
4.根據權利要求3所述的下向穿層孔自動排水工藝，其特徵在於，所述壓風為間隔輸送。
5.根據權利要求4所述的下向穿層孔自動排水工藝，其特徵在於，所述壓風的每次輸送時間為3分鐘，間隔時間為57分鐘。
6.根據權利要求5所述的下向穿層孔自動排水工藝，其特徵在於，所述封孔管的上端露出下向穿層孔且連接有氣液分離器，所述氣液分離器將從下向穿層孔底部抽出的物質進行自動的氣液分離。
7.根據權利要求6所述的下向穿層孔自動排水工藝，其特徵在於，所述氣液分離器上連接有自動放水器，設定自動放水器的放水間隔周期，控制自動放水的時長及放水間隔時段。
8.根據權利要求7所述的下向穿層孔自動排水工藝，其特徵在於，所述通氣管通過壓風管路與壓風源相連接，所述壓風管路上連接有電磁閥，通過瓦斯監控系統控制電磁閥的啟閉，實現壓風的間隔輸送。
全文摘要
本發明公開了一種下向穿層孔自動排水工藝，包括下述步驟1)封孔時在下向穿層孔內下封孔管和通氣管，所述封孔管和所述通氣管均深入到下向穿層孔的底部，所述封孔管位於下向穿層孔底部的一端連接有護壁花管，所述護壁花管與所述通氣管相互連通；2)在封孔結束後，通過所述封孔管向外抽吸；通過所述通氣管向下向穿層孔的底部輸送壓風。採用該自動排水工藝後，單孔抽採純量穩定在0.04m3/min左右，抽採濃度在80％-90％之間，有效的提高了抽採效率。
文檔編號E21F16/00GK102606208SQ20111002335
公開日2012年7月25日 申請日期2011年1月20日 優先權日2011年1月20日
發明者孫月庚, 宋虎恩, 曾春貴, 楊傳清, 桑森, 沈永松, 程念東, 陳軍 申請人:淮南礦業(集團)有限責任公司