[實用新型]礦用下向鉆孔排水排渣抽采一體化裝備

有效

• 申請號: 202022162815.3
• 申請日: 2020-09-28
• 公開（公告）號: CN212479180U
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發明（設計）人: 賈浩杰;李運強;陳龍;孔令杰;郭獻林;樊楊錕;劉彥偉;左偉芹;韓紅凱
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: E21B43/00
• 分類號: E21B43/00;E21F7/00;E21B21/00;E21B21/10;E21B34/06
• 代理公司: 鄭州豫開專利代理事務所(普通合伙) 41131
• 代理人: 王金

本實用新型公開了一種礦用下向鉆孔排水排渣抽采一體化裝備，包括抽采管，抽采管下端敞口；抽采管內同軸線套設有中心管，抽采管側壁底部均勻設有多個抽采用孔，中心管與抽采管之間圍成抽采腔，抽采管側壁頂部設有抽采接口和排渣接口，抽采接口連接瓦斯抽采管路，排渣接口用于連接排渣管，排渣管通入巷道排水溝；瓦斯抽采管路上設有抽采電磁閥，排渣管上設有排渣電磁閥；抽采管上端封閉，中心管上端通過注水電磁閥連接注水管，中心管上端通過注氣電磁閥連接注氣管。本實用新型適用于下向瓦斯抽采孔，方便將抽采孔內積存的煤渣、積水排出，消除水封效應，降低孔內水分，增加抽采管周邊煤體的透氣性，提高瓦斯抽采效率。

技術領域

本實用新型涉及煤礦安全作業技術領域，尤其是一種瓦斯抽采設備。

背景技術

煤礦生產中，煤與瓦斯突出是一種嚴重的安全威脅之一，因此煤與瓦斯突出礦井或煤層在煤炭開采之前需要進行鉆孔抽采瓦斯；具體是先鉆孔進入煤層形成瓦斯抽采孔，再將抽采管放入瓦斯抽采孔，抽采管的管壁上均勻設有多個抽采用孔，通過水環式真空泵在抽采管處形成負壓，從而使煤層中的瓦斯通過抽采用孔進入抽采管并抽出。

多數情況下瓦斯抽采孔為水平孔或上向孔，排渣排水較為順暢。煤礦很多情況下需要選擇下向鉆孔瓦斯抽采：①井巷揭煤往往需要瓦斯抽采孔抽采瓦斯。②利用頂板巷預抽煤層瓦斯時，一巷兩用（預抽巷和高抽巷），可少開挖巖巷，每米巖巷成本在1萬元以上。③多煤層開采時，利用煤層間巖巷抽采下部煤層瓦斯。④底板巷下幫預抽鉆孔控制范圍較大時，邊緣孔多為下向鉆孔或近水平孔。⑤其他情況。

施工下向瓦斯抽采孔時排渣困難，為解決這一問題多采用水力排渣。水力排渣在施工結束后，孔內會積留大量的煤渣和積水。多篇文獻和現場試驗表明，當孔內含有積水時，瓦斯通道堵塞，瓦斯無法采出；當孔內水分較高時，瓦斯通道不暢，瓦斯抽采濃度不高，瓦斯抽采效率極低。同時，常用的水力化增透措施，其鉆孔下部也存在積水情況，極大地降低瓦斯抽采效率。

受煤礦井下作業空間和作業環境限制，適用于地面的雙壁鉆桿、反循環排水排渣工藝等均不能滿足煤礦井下使用條件，且無法解決積水問題，依然無法消除水封效應，降低孔內水分。下向瓦斯抽采孔和小角度水力化措施孔瓦斯濃度不高的問題常年困擾一線施工。抽采效率低下，導致瓦斯抽采空白帶的產生，甚至增加了煤與瓦斯突出概率，嚴重威脅到煤礦生產安全。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種礦用下向鉆孔排水排渣抽采一體化裝備，適用于下向瓦斯抽采孔，能夠方便地將抽采孔內積存的煤渣、積水排出，消除水封效應，降低孔內水分，增加抽采管周邊煤體的透氣性，提高瓦斯抽采效率。

為實現上述目的，本實用新型的礦用下向鉆孔排水排渣抽采一體化裝備包括用于伸入煤層瓦斯抽采孔的抽采管，抽采管下端敞口；抽采管內同軸線套設有用于注水注氣提高透氣性的中心管，中心管下端位于抽采管底部；抽采管側壁底部均勻設有多個用于抽采瓦斯的抽采用孔，中心管與抽采管之間圍成環形的抽采腔，抽采管側壁頂部設有抽采接口和排渣接口，抽采接口和排渣接口均與抽采腔相連通，抽采接口用于連接瓦斯抽采管路，排渣接口用于連接排渣管，排渣管通入巷道排水溝；瓦斯抽采管路上設有抽采電磁閥，排渣管上設有排渣電磁閥；

抽采管上端封閉，中心管上端向上伸出抽采管并連接有注水電磁閥和注氣電磁閥，中心管通過注水電磁閥連接注水管，中心管通過注氣電磁閥連接注氣管，注水管用于連接增壓泵，注氣管用于連接高壓氣源。

抽采管包括同軸線設置的上管和下管，上管和下管通過法蘭結構對接在一起，法蘭結構處設有密封墊；抽采用孔設于下管底部。

下管包括外管和套設在外管內的內管，內管外壁和外管內壁相貼合，外管和內管通過螺栓固定連接在一起；

外管通過法蘭結構與上管對接在一起，內管下部向下伸出外管并用于伸至瓦斯抽采孔的孔底，抽采用孔均勻分布在內管下部。