瓦斯抽採鑽孔的孔口緩噴裝置及緩噴方法與流程

2023-11-08 15:37:32 2

本發明涉及一種煤礦井下瓦斯抽採鑽孔的孔口緩噴裝置，特別涉及一種煤礦井下瓦斯抽採鑽孔的孔口緩衝裝置及其緩噴方法。

背景技術：

高瓦斯及突出礦井對井下瓦斯治理主要分為風排瓦斯和抽採瓦斯兩種方式。抽採瓦斯必須通過對煤體進行布置鑽孔，連接抽採瓦斯支管和總管，通過移動泵站及地面泵站等負壓形式對煤體進行瓦斯抽採。而在施工瓦斯抽採鑽孔時主要採取風排煤渣、水排煤渣兩種方式進行鑽進。風排煤渣主要缺點是煤塵的控制比較難，施工鑽孔孔深較短。而水排煤渣具有可以有效避免煤塵的產生，同時靠水流將煤渣排出鑽孔，冷卻鑽頭等優點。多數情況下井下鑽孔施工多採用水排煤渣的形式。水排煤渣的缺點主要有施工下行鑽孔或鑽孔軌跡有起伏時孔內積水不易排出。遇到煤層鬆軟容易造成孔內煤渣封堵單孔。由於水壓和孔內瓦斯壓力的共同作用，極易發生噴孔現象。目前，採用的方法是在單孔施工完成後連接水箱，再由水箱連接至抽採支管上。通過疏放水箱內的煤渣和積水降低瓦斯抽採管路負擔，提高瓦斯抽採效果，這種方式主要缺點如下：水箱採取人工放水，工作量大、效率低。水箱放水器多採用鐵皮焊接，發生噴孔時容易將焊接口蹦開傷人和產生瓦斯洩漏。不能對預抽鑽孔內瓦斯壓力進行監測，很難發現鑽孔塌孔和堵孔現象。

技術實現要素：

本發明提供了一種瓦斯抽採鑽孔的孔口緩噴裝置及緩噴方法，解決了瓦斯抽採鑽孔時容易產生噴孔的技術問題。

本發明是通過以下技術方案解決以上技術問題的：

一種瓦斯抽採鑽孔的孔口緩噴裝置，包括煤層，在煤層上設置有預下封孔管，在預下封孔管的外側端通過法蘭連接有十字頭四通，在十字頭四通的上埠上通過法蘭連接有單孔預抽管，在十字頭四通的外埠上通過法蘭連接有正向緩衝洩壓防噴器，在十字頭四通的下埠上通過法蘭連接有蓄能緩衝洩壓防噴器，在蓄能緩衝洩壓防噴器的下底面上連接有支撐座，在蓄能緩衝洩壓防噴器的側面設置有水位連通器，在蓄能緩衝洩壓防噴器的頂面上設置有放氣閥，在蓄能緩衝洩壓防噴器的底部設置有排水排渣閥門。

在蓄能緩衝洩壓防噴器上設置有蓄能緩衝壓力表，在正向緩衝洩壓防噴器上設置有正向緩衝壓力表。

一種瓦斯抽採鑽孔的孔口緩噴方法，包括以下步驟：

第一步、在煤層上設置預下封孔管，在預下封孔管的外側端通過法蘭連接十字頭四通，在十字頭四通的上埠上通過法蘭連接單孔預抽管，在十字頭四通的外埠上通過法蘭連接正向緩衝洩壓防噴器，在十字頭四通的下埠上通過法蘭連接蓄能緩衝洩壓防噴器，蓄能緩衝洩壓防噴器的側面設置有水位連通器，在蓄能緩衝洩壓防噴器的頂面上設置有放氣閥，在蓄能緩衝洩壓防噴器的底部設置有排水排渣閥門；

第二步、在施工鑽孔時，先拆除正向緩衝洩壓防噴器，送入鑽杆，在鑽杆的末端密封擋板，鑽孔在鑽進過程中，返出的煤渣及水通過自重流入到蓄能緩衝洩壓防噴器內，產生的瓦斯通過單孔預抽管抽走，通過蓄能緩衝壓力表監測打鑽期間孔內壓力變化情況，通過觀察水位連通器監測蓄能緩衝洩壓防噴器內水位情況；

第三步、開啟排水排渣閥門進行排渣作業，同時開啟放氣閥，釋放蓄能緩衝洩壓防噴器內的負壓，達到快速排渣的目的。

本發明結構簡單，實現方便，避免了鑽孔在鑽進過程中孔內瓦斯釋放至作業地點造成瓦斯事故和因瓦斯抽採鑽孔噴孔造成傷人事故的發生。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明進行詳細說明：

一種瓦斯抽採鑽孔的孔口緩噴裝置，包括煤層1，在煤層1上設置有預下封孔管2，在預下封孔管2的外側端通過法蘭連接有十字頭四通3，在十字頭四通3的上埠上通過法蘭連接有單孔預抽管4，在十字頭四通3的外埠上通過法蘭連接有正向緩衝洩壓防噴器5，在十字頭四通3的下埠上通過法蘭連接有蓄能緩衝洩壓防噴器7，在蓄能緩衝洩壓防噴器7的下底面上連接有支撐座8，在蓄能緩衝洩壓防噴器7的側面設置有水位連通器9，在蓄能緩衝洩壓防噴器7的頂面上設置有放氣閥12，在蓄能緩衝洩壓防噴器7的底部設置有排水排渣閥門10。

在蓄能緩衝洩壓防噴器7上設置有蓄能緩衝壓力表11，在正向緩衝洩壓防噴器5上設置有正向緩衝壓力表6。

一種瓦斯抽採鑽孔的孔口緩噴方法，包括以下步驟：

第一步、在煤層1上設置預下封孔管2，在預下封孔管2的外側端通過法蘭連接十字頭四通3，在十字頭四通3的上埠上通過法蘭連接單孔預抽管4，在十字頭四通3的外埠上通過法蘭連接正向緩衝洩壓防噴器5，在十字頭四通3的下埠上通過法蘭連接蓄能緩衝洩壓防噴器7，蓄能緩衝洩壓防噴器7的側面設置有水位連通器9，在蓄能緩衝洩壓防噴器7的頂面上設置有放氣閥12，在蓄能緩衝洩壓防噴器7的底部設置有排水排渣閥門10；

第二步、在施工鑽孔時，先拆除正向緩衝洩壓防噴器5，送入鑽杆，在鑽杆的末端密封擋板，鑽孔在鑽進過程中，返出的煤渣及水通過自重流入到蓄能緩衝洩壓防噴器8內，產生的瓦斯通過單孔預抽管4抽走，通過蓄能緩衝壓力表11監測打鑽期間孔內壓力變化情況，通過觀察水位連通器9監測蓄能緩衝洩壓防噴器7內水位情況；

第三步、開啟排水排渣閥門10進行排渣作業，同時開啟放氣閥12，釋放蓄能緩衝洩壓防噴器7內的負壓，達到快速排渣的目的。

鑽孔施工完成撤出鑽杆後，用法蘭連接正向緩衝洩壓防噴器5，並安裝正向緩衝壓力表6，進行預抽；當鑽孔內發生堵孔現象時，可以通過蓄能緩衝壓力表11的變化情況進行觀察；發生噴孔時，正面衝擊波通過正向緩衝洩壓防噴器5及蓄能緩衝洩壓防噴器7的伸縮變形緩解衝擊波對設備的損傷，達到洩壓緩衝的目的；可以將多個單孔孔口緩噴裝置通過串聯來增大蓄能緩衝能力。