[實用新型]一種水力沖孔后應(yīng)力快速平衡的充填抽采裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201820744811.6
• 申請日: 2018-05-18
• 公開（公告）號: CN208203341U
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李鋒;劉東;楊程濤;冀凱;王洪盤;孟杰;熊俊杰;蔣志剛
• 申請（專利權(quán)）人: 河南能源化工集團(tuán)研究總院有限公司
• 主分類號: E21F7/00
• 分類號: E21F7/00;E21B7/18
• 代理公司: 鄭州優(yōu)盾知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41125
• 代理人: 張紹琳;栗改

本實用新型提出了一種水力沖孔后應(yīng)力快速平衡的充填抽采裝置，用以解決水力沖孔卸壓增透形成的空洞，制約巷道高效掘進(jìn)和煤層安全開采的問題；包括抽采篩管、封孔管、充填管、儲液灌、煤粒倉、混合裝置和注漿泵，所述抽采篩管設(shè)置在沖孔孔洞內(nèi)，抽采篩管外側(cè)固定有篩網(wǎng)；所述抽采篩管下部與封孔管相連接，封孔管設(shè)置在抽采鉆孔中，封孔管下部與設(shè)置在底抽巷的抽采支管相連接；所述充填管的出口設(shè)置在沖孔孔洞內(nèi)，充填管上設(shè)有注漿泵，充填管下部與混合裝置相連接，混合裝置分別與儲液灌和煤粒倉相連接。本實用新型不降低煤的品質(zhì)，有效地防止了沖孔孔洞中瓦斯積聚、應(yīng)力突然釋放，增大了鉆孔抽采半徑，對提高煤層瓦斯抽采率有著顯著效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及煤礦開采中空洞充填的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種水力沖孔后應(yīng)力快速平衡的充填抽采裝置，實現(xiàn)軟煤水力沖孔后形成較大孔洞充填防止孔洞瓦斯積聚、應(yīng)力突然釋放以及防止孔洞坍塌維持的孔洞平衡。

背景技術(shù)

我國的能源儲存現(xiàn)狀是“富煤、貧油、少氣”，煤炭開采在我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占有重要地位。但是，我國煤礦瓦斯地質(zhì)條件十分復(fù)雜，煤層瓦斯含量高、滲透率低。礦井瓦斯抽采普遍存在抽采濃度低、流量小、效果差的特點，采掘過程中瓦斯災(zāi)害嚴(yán)重。針對這一難題，相繼研究出水力割縫、水力沖孔、水力掏槽等一系列卸壓增透措施來消除煤層突出的危險性。卸壓增透措施通過鉆孔排出了大量煤體，增加了煤層內(nèi)的裂隙通道，提高了煤層透氣性，但在煤層內(nèi)形成空洞，形成潛在的危險源----“瓦斯包”；煤體內(nèi)部應(yīng)力分布不均，造成后期采掘過程支護(hù)困難，嚴(yán)重制約了巷道的高效掘進(jìn)和煤層的安全開采。目前，針對采空區(qū)以及鉆孔進(jìn)行充填的設(shè)備種類較多，基本都為注水泥砂漿或化學(xué)制劑，只能起到加固作用，不能進(jìn)行瓦斯抽采；只能通過在充填鉆孔周圍重新施工鉆孔進(jìn)行抽采，大大增加了施工量，降低了鉆孔的利用率。同時，由于注入了大量非煤物質(zhì)，會不同程度的降低采掘時煤的品質(zhì)，影響煤炭銷售給后期洗選增加難度。所以，一種既能卸壓增透，又可以防止瓦斯積聚、內(nèi)應(yīng)力不均，還能保證鉆孔的透氣性的充填方法及裝置對改善煤礦安全生產(chǎn)狀況具有重要意義。

實用新型內(nèi)容

針對卸壓增透容易形成空洞，制約巷道高效掘進(jìn)和煤層安全開采的技術(shù)問題，本實用新型提出一種水力沖孔后應(yīng)力快速平衡方法及裝置，沖孔后用高攜砂能力的胍膠將篩選出強度較高的一二類煤顆粒壓入沖孔孔洞中，在保證不降低煤的品質(zhì)的情況下，有效地防止了沖孔孔洞中瓦斯積聚和應(yīng)力突然釋放，增大鉆孔的抽采半徑。

為了達(dá)到上述目的，本實用新型的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：一種水力沖孔后應(yīng)力快速平衡的充填抽采裝置，包括抽采篩管、封孔管、充填管、儲液灌、煤粒倉、混合裝置和注漿泵，所述抽采篩管設(shè)置在沖孔孔洞內(nèi)，抽采篩管外側(cè)固定有篩網(wǎng)；所述抽采篩管下部與封孔管相連接，封孔管設(shè)置在抽采鉆孔中，封孔管下部與設(shè)置在底抽巷的抽采支管相連接；所述充填管的出口設(shè)置在沖孔孔洞內(nèi)，充填管上設(shè)有注漿泵，充填管下部與混合裝置相連接，混合裝置分別與儲液灌和煤粒倉相連接。

所述篩網(wǎng)為16目的篩網(wǎng)，篩網(wǎng)為圓柱形篩網(wǎng)，篩網(wǎng)的直徑大于抽采篩管，篩網(wǎng)的長度為鉆孔見煤段長度，篩網(wǎng)兩端通過扎帶固定在抽采篩管上。

所述充填管固定在距離抽采篩管的端頭30-50cm處。

所述煤粒倉設(shè)置在混合裝置的上方，煤粒倉中的煤粒為在選取煤礦井下煤層未受破壞、沉積結(jié)構(gòu)清晰或條帶結(jié)構(gòu)能夠識別的區(qū)域，采掘質(zhì)地堅硬的塊煤井下進(jìn)行破碎，并篩選出5~10目煤粒；所述儲液灌設(shè)置有胍膠，胍膠為0.45%的胍膠，胍膠與煤粒在混合裝置中進(jìn)行充分混合。

本實用新型的有益效果：通過沖孔形成較大直徑的孔洞，增加有效抽采半徑，利用胍膠的高攜砂能力將篩選出強度較高的一二類煤顆粒送入沖孔孔洞中，既防止了沖孔后煤層內(nèi)部應(yīng)力分布不均勻和沖孔孔洞中“瓦斯包”的形成，又因為充填的是顆粒較大的顆粒煤，對煤儲層的污染較小，鉆孔的透氣性得到保障，也不存在充填其他物質(zhì)造成煤的品質(zhì)降低后期洗選困難等問題。本實用新型在保證不降低煤的品質(zhì)的情況下，有效地防止了沖孔孔洞中瓦斯積聚、應(yīng)力突然釋放，增大了鉆孔抽采半徑，對提高煤層瓦斯抽采率有著顯著效果。