[發明專利]一種井下低透性近距煤層群水力沖孔增透裝置及使用方法

在審

• 申請號: 202011229864.2
• 申請日: 2020-11-06
• 公開（公告）號: CN112228145A
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 李朝;李克相
• 申請（專利權）人: 華能云南滇東能源有限責任公司
• 主分類號: E21F7/00
• 分類號: E21F7/00;E21B7/18;E21B7/04;E21B43/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種井下低透性近距煤層群水力沖孔增透裝置及使用方法，包括鉆桿、沖孔鉆頭、定向鉆機、高壓膠管一、高壓注水泵、高壓膠管二、水箱和水管，所述高壓膠管一和高壓膠管二分別設于高壓注水泵的出水口和進水口上，所述水箱設于高壓膠管二上，所述水管設于水箱上，所述定向鉆機設于高壓膠管一上，所述鉆桿設于定向鉆機上，所述沖孔鉆頭設于鉆桿的自由端，所述沖孔鉆頭上設有高壓噴水孔。本發明涉及揭煤技術領域，具體是提供了一種井下低透性近距煤層群水力沖孔增透裝置及使用方法，實現安全揭煤、縮短揭煤工期目的。

技術領域

本發明涉及揭煤技術領域，具體是指一種井下低透性近距煤層群水力沖孔增透裝置及使用方法。

背景技術

突出礦井松軟低透性近距離煤層群石門揭煤發生煤與瓦斯突出危險風險較大，打鉆抽采效果差，揭煤周期長。為確保揭煤安全，縮短揭煤時間，目前我國煤礦主要采取水力沖孔、水力壓裂、深孔預裂爆破增透措施。采用水力沖孔措施時，先施工一個穿過所有煤層的鉆孔，沖孔孔徑小，僅對單一煤層進行沖孔，鉆孔僅孔口與外部空間相連，沖出煤渣僅一個通道沖出煤量較少；采用水力壓裂措施時，要對煤層群所有煤層進行壓裂，存在壓裂目標煤層不確定壓裂效果不均勻現象，未采用定向鉆機施工，沿巷道掘進方向煤層增透效果差；采用深孔預裂爆破措施時，要增加炸藥量、安全風險太大。

發明內容

針對上述情況，為克服現有技術的缺陷，本發明提供一種井下低透性近距煤層群水力沖孔增透裝置及使用方法，實現安全揭煤、縮短揭煤工期目的。

本發明采取的技術方案如下：本發明一種井下低透性近距煤層群水力沖孔增透裝置，包括鉆桿、沖孔鉆頭、定向鉆機、高壓膠管一、高壓注水泵、高壓膠管二、水箱和水管，所述高壓膠管一和高壓膠管二分別設于高壓注水泵的出水口和進水口上，所述水箱設于高壓膠管二上，所述水管設于水箱上，所述定向鉆機設于高壓膠管一上，所述鉆桿設于定向鉆機上，所述沖孔鉆頭設于鉆桿的自由端，所述沖孔鉆頭上設有高壓噴水孔。

進一步地，所述鉆桿呈中空設置。

本發明還公開了一種井下低透性近距煤層群水力沖孔增透裝置的使用方法，包括如下步驟：

步驟一，在煤層群頂板巷道中，啟動定向鉆機通過沖孔鉆頭沿巷道施工方向施工一個穿過煤層群且聯通煤層群頂板巷道和煤層群底板巷道的大直徑鉆孔；

步驟二，沖孔鉆頭、鉆桿、高壓膠管一、高壓注水泵、高壓膠管二、水箱、水管相互連接形成高壓沖水系統，利用定向鉆機帶動鉆桿，鉆桿帶動沖孔鉆頭定位至煤層群最下部煤層，開啟高壓注水泵，高壓水通過高壓膠管一、鉆桿，最后進入沖孔鉆頭，通過沖孔鉆頭中留有的高壓噴水孔射入煤層進行水力沖孔，煤層在高壓水的作用下破碎，隨著水流往下進入煤層群底板巷道，盡量多沖出煤炭，每米沖出煤炭量不少于3t，水力沖孔期間，煤層群底板巷道風量要加大至不小于1000m³/min；

步驟三，完成對下部煤層沖孔增透后，從下至上依次對煤層群其他煤層進行沖孔增透。

進一步地，所述大直徑鉆孔的孔徑大于153mm。

采用上述結構本發明取得的有益效果如下：本方案采用水力沖孔對近距離煤層群進行增透，能沖出大量煤炭，在煤體形成了一定的空間，煤體在應力中作用下向形成的空間位移，從而使煤體產生裂隙，增加了煤層的透氣性；對近距離煤層群下部煤層進行沖孔時，相當于局部開采了保護層，對其臨近的上部煤層有卸壓作用，依次對煤層群進行沖孔作業，增透效果更加明顯；采用定向鉆機施工大直徑鉆孔聯通兩條已有巷道，沖孔排渣通道，沖出煤量較多，且不易堵孔、噴孔；沖出煤渣由下部巷道排出，施工地點環境好；增透效果好，瓦斯抽采量提高，有效縮短揭煤時間；沿巷道掘進方向施工鉆孔進行增透，更加安全可靠；結構簡單，工藝流程易操作，現場實用。

附圖說明