薄煤层顺层长钻孔抽采系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种薄煤层顺层长钻孔抽采系统及方法，涉及煤矿钻孔抽采技术领域，该系统包括孔内结构、第一连接管、第二连接管、第三连接管、供风系统、抽采系统、排渣排水系统；所述孔内结构包括下入钻孔内的抽采管和吹风管，所述吹风管的出风端位于所述抽采管的内部，所述吹风管的进风端通过所述第一连接管连通所述供风系统；所述抽采管通过向钻孔上方延伸的第二连接管连通所述抽采系统，并通过向钻孔下方延伸的第三连接管连通所述排渣排水系统。本发明专利技术的优点在于：提高了气、水、渣分离效果，彻底解决了钻孔抽采过程中抽采管积水、钻孔不畅的问题。的问题。的问题。

【技术实现步骤摘要】
薄煤层顺层长钻孔抽采系统及方法


[0001]本专利技术涉及煤矿钻孔抽采
，尤其涉及一种薄煤层顺层长钻孔抽采系统及方法。

技术介绍

[0002]采用顺层长钻孔对薄煤层进行抽采时，孔内会有煤粉和积水，容易堵塞护孔套管。为解决积水问题，现有的钻孔抽采系统设有排水系统，如公开号为 CN202810933U的专利文献公开了一种下向钻孔排水系统，包括封孔管、抽采管路、压风管路和排水器，压风管路的出风端设置在所述封孔管内且延伸至封孔管的下部，封孔管的上端与抽采管路连通，排水器的进水口与抽采管路连通，通过压风管路向封孔管的内部输送压风，将钻孔内的积水吹向封孔管的管口处，抽采管路的负压将封孔管内吹出的积水和瓦斯抽出，积水通过排水器排出。现有的钻孔排水系统先将瓦斯和积水同时通过抽采管路抽出，然后再分离积水，气、水、渣分离效果较差。另外，以往的薄煤层顺层长钻孔容易出现封孔难，封孔段易漏气等现象。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种提高了气、水、渣分离效果的薄煤层顺层长钻孔抽采系统及方法。
[0004]本专利技术是通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：薄煤层顺层长钻孔抽采系统，包括孔内结构、第一连接管、第二连接管、第三连接管、供风系统、抽采系统、排渣排水系统；所述孔内结构包括下入钻孔内的抽采管和吹风管，所述吹风管的出风端位于所述抽采管的内部，所述吹风管的进风端通过所述第一连接管连通所述供风系统；所述抽采管通过向钻孔上方延伸的第二连接管连通所述抽采系统，并通过向钻孔下方延伸的第三连接管连通所述排渣排水系统。抽采气体进入第二连接管，积水和煤粉在重力作用下进入第三连接管，提高了气、水、渣分离效果，彻底解决了抽采过程中抽采管积水、钻孔不畅的问题。
[0005]作为优化的技术方案，所述供风系统包括空压机、供风管路，所述供风管路连通所述空压机，多个钻孔的第一连接管分别连通所述供风管路。安设专门的空压机，利用巷道内提前布设的注氮、灌浆管路系统作为供风管路向打钻地点单独供风，确保了钻孔在施工及起钻过程中的排渣动力，能够有效排尽孔内残渣，避免了残渣遗留造成下套管困难，且避免了抽采过程中易堵塞护孔套管眼的问题。
[0006]作为优化的技术方案，所述抽采系统包括抽采干管，多个钻孔的第二连接管分别连通所述抽采干管。
[0007]作为优化的技术方案，所述排渣排水系统包括排渣排水管、排渣器、自动放水器，多个钻孔的第三连接管分别连通所述排渣排水管，所述排渣排水管上沿长度方向每隔一定距离设有一个排渣排水口，各排渣排水口均依次连接有排渣器和自动放水器。
[0008]作为优化的技术方案，所述孔内结构还包括外堵头，内堵头、注浆管、返浆管、孔口
连接装置；所述外堵头封堵在钻孔的封孔段外端，所述内堵头封堵在钻孔的封孔段内端；所述注浆管的一端位于钻孔外，另一端位于所述外堵头与所述内堵头之间；所述返浆管的一端位于钻孔外，另一端位于所述外堵头与所述内堵头之间；所述孔口连接装置穿过所述外堵头和所述内堵头，所述抽采管和所述吹风管均通过所述孔口连接装置下入钻孔内。
[0009]作为优化的技术方案，所述孔口连接装置包括孔口管、第一接头、第二接头、封孔管、弯头；所述第一接头固定连接在所述孔口管的外壁上，所述第二接头在所述孔口管的内部与所述第一接头固定连接；所述封孔管和所述弯头分别固定连接在所述孔口管的两端；所述第二接头进入所述封孔管的内部；
[0010]所述孔口管穿过所述外堵头，所述第一接头和所述弯头均位于钻孔外；所述封孔管穿过所述内堵头；所述第一连接管与所述第一接头固定连接，所述吹风管的进风端与所述第二接头固定连接；所述抽采管位于封孔段的部分进入所述封孔管和所述孔口管的内部，所述弯头通过三通分别连通所述第二连接管和所述第三连接管。
[0011]作为优化的技术方案，所述外堵头和所述内堵头均采用聚氨酯，所述孔内结构还包括注聚氨酯管；所述注聚氨酯管的一端位于钻孔外，另一端位于所述内堵头的注聚氨酯位置。采用聚氨酯堵头代替常规的囊袋封孔器，钻孔施工过程中因垮孔引起封孔段孔径扩大时，囊袋封孔器会造成封孔不实的问题，采用聚氨酯堵头可以确保与钻孔四周接触紧密。
[0012]薄煤层顺层长钻孔抽采方法，采用所述薄煤层顺层长钻孔抽采系统，包括以下步骤：对钻孔进行抽采的过程中，供风系统每隔一定时间向钻孔内吹压风，抽采系统提供负压，抽采气体通过第二连接管进入抽采系统，积水和煤粉在重力作用下通过第三连接管进入排渣排水系统。
[0013]作为优化的技术方案，所述孔内结构还包括外堵头，内堵头、封孔管、注浆管、返浆管、孔口连接装置；所述外堵头封堵在钻孔的封孔段外端，所述内堵头封堵在钻孔的封孔段内端；所述注浆管的一端位于钻孔外，另一端位于所述外堵头与所述内堵头之间；所述返浆管的一端位于钻孔外，另一端位于所述外堵头与所述内堵头之间；所述孔口连接装置穿过所述外堵头和所述内堵头，所述抽采管和所述吹风管均通过所述孔口连接装置下入钻孔内；
[0014]所述薄煤层顺层长钻孔抽采方法还包括以下步骤：采取间隙性多次带压注浆的方式进行钻孔封孔，注浆材料采用速凝水泥，每隔一定时间向钻孔封孔段注一次浆，每次注浆的注浆压力逐步提高，直到注浆压力稳定在2MPa浆液不能再注入为止。
[0015]相对于传统的“两堵一注”注浆方式，间隙性多次带压注浆的方式提高了钻孔封孔的严密性，提高了顺层钻孔的抽采浓度和使用寿命，为工作面安全高效回采奠定了基础。
[0016]作为优化的技术方案，所述薄煤层顺层长钻孔抽采方法还包括以下步骤：在注浆前留取瓶装浆液，注浆结束后，立即进行合茬微抽，同时观察瓶装浆液的水泥凝固时间和水泥凝固收缩比例，待水泥完全凝固后对钻孔进行抽采。注浆结束后合茬微抽防止了孔内瓦斯外溢造成巷道内瓦斯浓度大，通过观察瓶装浆液，可以待水泥完全凝固后对钻孔进行抽采，防止封孔段水泥未凝固前被抽走影响封孔效果。
[0017]专利技术的优点在于：
[0018]1、提高了气、水、渣分离效果，彻底解决了钻孔抽采过程中抽采管积水、钻孔不畅的问题。
[0019]2、安设专门的空压机，利用巷道内提前布设的注氮、灌浆管路系统作为供风管路向打钻地点单独供风，确保了钻孔在施工及起钻过程中的排渣动力，能够有效排尽孔内残渣，避免了残渣遗留造成下套管困难，且避免了抽采过程中易堵塞护孔套管眼的问题。
[0020]3、采用聚氨酯堵头代替常规的囊袋封孔器，钻孔施工过程中因垮孔引起封孔段孔径扩大时，囊袋封孔器会造成封孔不实的问题，采用聚氨酯堵头可以确保与钻孔四周接触紧密。
[0021]4、相对于传统的“两堵一注”注浆方式，间隙性多次带压注浆的方式提高了钻孔封孔的严密性，提高了顺层钻孔的抽采浓度和使用寿命，为工作面安全高效回采奠定了基础。
[0022]5、注浆结束后合茬微抽防止了孔内瓦斯外溢造成巷道内瓦斯浓度大，通过观察瓶装浆液，可以待水泥完全凝固后对钻孔进行抽采，防止封孔段水泥未凝固前被抽走影响封孔效果。
附图说明
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种薄煤层顺层长钻孔抽采系统，其特征在于，包括孔内结构、第一连接管、第二连接管、第三连接管、供风系统、抽采系统、排渣排水系统；所述孔内结构包括下入钻孔内的抽采管和吹风管，所述吹风管的出风端位于所述抽采管的内部，所述吹风管的进风端通过所述第一连接管连通所述供风系统；所述抽采管通过向钻孔上方延伸的第二连接管连通所述抽采系统，并通过向钻孔下方延伸的第三连接管连通所述排渣排水系统。2.如权利要求1所述的薄煤层顺层长钻孔抽采系统，其特征在于：所述供风系统包括空压机、供风管路，所述供风管路连通所述空压机，多个钻孔的第一连接管分别连通所述供风管路。3.如权利要求1所述的薄煤层顺层长钻孔抽采系统，其特征在于：所述抽采系统包括抽采干管，多个钻孔的第二连接管分别连通所述抽采干管。4.如权利要求1所述的薄煤层顺层长钻孔抽采系统，其特征在于：所述排渣排水系统包括排渣排水管、排渣器、自动放水器，多个钻孔的第三连接管分别连通所述排渣排水管，所述排渣排水管上沿长度方向每隔一定距离设有一个排渣排水口，各排渣排水口均依次连接有排渣器和自动放水器。5.如权利要求1所述的薄煤层顺层长钻孔抽采系统，其特征在于：所述孔内结构还包括外堵头，内堵头、注浆管、返浆管、孔口连接装置；所述外堵头封堵在钻孔的封孔段外端，所述内堵头封堵在钻孔的封孔段内端；所述注浆管的一端位于钻孔外，另一端位于所述外堵头与所述内堵头之间；所述返浆管的一端位于钻孔外，另一端位于所述外堵头与所述内堵头之间；所述孔口连接装置穿过所述外堵头和所述内堵头，所述抽采管和所述吹风管均通过所述孔口连接装置下入钻孔内。6.如权利要求5所述的薄煤层顺层长钻孔抽采系统，其特征在于：所述孔口连接装置包括孔口管、第一接头、第二接头、封孔管、弯头；所述第一接头固定连接在所述孔口管的外壁上，所述第二接头在所述孔口管的内部与所述第一接头固定连接；所述封孔管和所述弯头分别固定连接在所述孔口管的两端；所述第二接头进入所述封孔管的内部；所述孔口管穿过所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：董瑞刚，陈勇，陈宿，朱传记，方亮，程邦楷，李军舰，赵勇，张盛，魏永平，谢申，张红旗，
申请(专利权)人：淮南矿业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：