高瓦斯強噴煤層抽採鑽孔防噴封孔裝置的製作方法

2023-05-17 02:21:41

本實用新型涉及煤礦一通三防，屬於煤礦井下區域瓦斯治理技術及裝備領域，尤其涉及煤礦井下抽採鑽孔封孔技術。

背景技術：

在井下高瓦斯煤層抽採鑽孔下管固孔過程中，因孔內垮孔、出水等原因導致鑽孔堵塞、瓦斯積聚，起鑽後易發生噴孔事故。因此，在孔口處需先安裝防噴裝置，起鑽後再拆除防噴裝置，然後操作人員站在孔口側面進行下管固孔，進行後續的封孔作業，若下管期間發生延期噴孔事故，可能會將孔內的煤巖粉和下入孔內套管一起噴出，對孔口附近操作人員造成傷害，如何解決下管期間延期噴孔事故的問題始終是一道難題。

技術實現要素：

本實用新型針對上述技術問題提出了一種適合於高瓦斯煤層鑽孔特別是出水鑽孔和垮孔鑽孔的封孔裝置，有效解決了瓦斯積聚所導致的鑽孔延期噴孔事故，具有安全高效、成本低廉的特點。

本實用新型採用以下技術方案來解決上述技術問題：高瓦斯強噴煤層抽採鑽孔防噴封孔裝置，包括柔性花管和封孔管，所述柔性花管套設於所述封孔管內，所述柔性花管的頂端與所述封孔管頂端平齊，所述柔性花管的底端向外伸出，所述柔性花管的底端固定設置有錨狀懸掛裝置，所述懸掛裝置包括至少兩股鋼絲繩，所述至少兩股鋼絲繩呈十字交叉穿過所述柔性花管且向上彎曲，所述每股鋼絲繩的兩端均為開衩狀態；所述封孔管的外側設置有用於灌注水泥漿的注漿管。由於市售的專用孔底懸掛裝置成本較高(一隻單價在50～200元)，且使用效果較差，特別在大傾角向上鑽孔使用中經常出現掛不住現象，因此，使用該懸掛裝置，不僅價格低廉，而且適合於各角度的懸掛固定，有效解決了柔性花管的懸掛固定問題。

更進一步的，所述封孔管為2吋PVC硬質套管，所述柔性花管為1吋聚乙烯花管。

採用如上所述的高瓦斯強噴煤層抽採鑽孔防噴封孔裝置的封孔方法，包括如下步驟：

a)起鑽結束後，先不去掉防噴裝置，並且繼續進行抽採，將所述柔性花管連同設置在柔性花管上的懸掛固定裝置一起穿過鑽機動力頭、夾持器、防噴裝置下入孔底，使鑽孔導通，從而解決了起鑽後孔內不通暢導致瓦斯積聚的問題；所述柔性花管通過所述懸掛裝置固定在鑽孔內；

b)拆除防噴裝置，將鑽機機架落下或挪開，再將所述封口管從鑽孔處套裝至所述柔性花管上，使所述柔性花管和所述封孔管的頂端端面平齊，封口管下管長度根據措施要求執行，再從封孔管與孔壁之間下入一路4m長注漿管並使用聚氨酯和棉紗封堵孔口1.5m，最後通過注漿管向所述封口管外側的孔隙處注入水泥漿液進行固孔；

c)將孔口外露的封孔管和柔性花管通過鐵絲固定在一起，防止柔性花管從孔內竄出；

d)待固孔的水泥漿液凝固後，在所述封口管上固定連接抽採軟管進行臨時抽採，即完成高瓦斯強噴煤層抽採鑽孔封孔過程。

上述封孔過程中，所述柔性花管的長度與抽採鑽孔深度相同，所述柔性花管的伸出段上對應於鑽孔見煤處還設置有一組所述懸掛裝置。

本實用新型的優點在於：1.通過柔性花管將全孔導通，避免孔內瓦斯積聚導致噴孔事故，杜絕了下管封孔過程中延期噴孔傷人事故，提高了操作安全性，同時能夠提高鑽孔抽採效率；2.起鑽後下封孔管封孔，不需拆除防噴裝置和調整鑽機傾角，能夠安全快速封孔；3.裝置操作簡單，成本低廉，有利於節能創效。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例中抽採鑽孔封孔結構示意圖；

圖2為本實用新型實施例中懸掛裝置的結構示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，在高瓦斯、強噴煤層抽採鑽孔過程中，首先必須解決起鑽後堵孔導致瓦斯積聚的問題，防止延期噴孔傷人事故的發生，因此，採用了1吋柔性花管1(聚乙烯)穿過鑽機動力頭、夾持器、防噴裝置下入孔底，將鑽孔導通，解決了起鑽後孔內不通暢導致瓦斯積聚問題；並且，為了防止下管過程中孔內大塊煤巖粉穿過鑽機夾持器傷人，在鑽機夾持器內安裝了防護裝置，能夠有效避免以上事故發生。

上述1吋柔性花管(聚乙烯軟管)下入孔底後，必須解決固定懸掛問題，以免被噴出或掉出孔外。採用市售的掛鈎式孔底懸掛裝置，成本較高(一隻單價在50～200元)，但使用效果較差，特別在大傾角向上鑽孔使用中會出現掛不住套管的情況，因此，設計了新的懸掛固定裝置3：採用直徑￠1.5mm鋼絲截取200mm長6～8根，分成兩股，製成鋼絲繩，將兩股鋼絲繩呈「十」字花型穿過1吋花管，再使用直徑￠1.0mm鐵絲紮緊，兩股鋼絲繩向上彎曲，成錨狀分布，鋼絲繩的兩端為開衩狀態(如圖2所示)，由於鋼絲繩具有很強的彈性和韌性，且兩端尖銳，當鋼絲繩張開時，兩端抵接在孔壁煤層4的縫隙上，非常穩固，最終成功解決了1吋柔性花管(聚乙烯)下到孔底後的懸掛難題。

高瓦斯、強噴煤層抽採鑽孔防噴封孔的工作過程如下所示：

1)起鑽前準備全部封孔材料，1吋柔性花管1(聚乙烯)根據孔深提前截取與孔深相等長度；

2)在1吋柔性花管底端安裝所述懸掛固定裝置3，具體根據鑽孔見止煤情況，在柔性花管對應鑽孔見煤處位置再安裝一組所述的懸掛固定裝置3。

3)起鑽結束後，先不去掉防噴裝置，並且繼續進行抽採，將所述柔性花管1連同設置在柔性花管1上的懸掛固定裝置3一起穿過鑽機動力頭、夾持器、防噴裝置下入孔底，使鑽孔導通，所述柔性花管1通過所述懸掛裝置固3定在鑽孔內；

4)拆除防噴裝置，把鑽機機架落下或挪開。再從1吋柔性花管1外下入2吋PVC封孔管2，下管長度根據措施要求執行，封孔管2外側設置有4m4分注漿管4並使用聚氨酯棉紗5封堵1.5m5，通過所述注漿管4向所述封口管外側的孔隙處孔注入水泥漿液7。

5)採用扎絲把孔口外露的2吋PVC封孔管2和1吋柔性花管1固定在一起，防止1吋柔性花管1從孔內竄出。

6)待孔口封堵的水泥漿液凝固後，連接抽採軟管進行臨時抽採，並使用10#以上鐵絲進行固定，即完成高瓦斯強噴煤層抽採鑽孔封孔過程。

本實用新型通過柔性花管將全孔導通，避免孔內瓦斯積聚導致噴孔事故，杜絕了下管封孔過程中延期噴孔傷人事故，提高了操作安全性，同時能夠提高鑽孔抽採效率；起鑽後下封孔管封孔，不需拆除防噴裝置和調整鑽機傾角，能夠安全快速封孔；該裝置操作簡單，成本低廉，有利於節能創效。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。