[發明專利]一種礦井水害救援鉆孔孔底空氣保壓通風裝置及方法

在審

• 申請號: 202211095358.8
• 申請日: 2022-09-05
• 公開（公告）號: CN115628093A
• 公開（公告）日: 2023-01-20
• 發明（設計）人: 李攀峰;黃澎濤;楊紹鴿;徐波;邵長東;姚長軍;荊朋;王經明
• 申請（專利權）人: 中煤地質集團有限公司
• 主分類號: E21F1/00
• 分類號: E21F1/00;E21F11/00;E21B33/126;E21B33/127
• 代理公司: 北京八月瓜知識產權代理有限公司 11543
• 代理人: 張志良

本發明涉及礦井鉆孔技術領域，尤其是涉及一種礦井水害救援鉆孔孔底空氣保壓通風裝置，包括鉆桿，所述鉆桿內部中空，構成了井下受困人員的空間與地面連通的通道，所述通道可通過閥門進行打開和關閉；所述鉆桿的外側設有膨脹膠囊，所述膨脹膠囊可通過通入氣體和排出氣體實現膨脹和收縮；所述膨脹膠囊設在靠近鉆孔底部的位置，所述鉆桿位于地面的位置設有進風管，所述進風管連接有風機，所述鉆桿與孔壁之間設有貫穿所述膨脹膠囊的排氣管。與所述進氣管一體地還帶有營養液輸入口，所述營養液輸入口與營養液泵相連，以便向井下人員輸送營養液。本發明還提供了一種礦井水害救援鉆孔孔底空氣保壓通風的方法。

技術領域

本發明涉及礦井鉆孔救援領域，尤其是涉及一種礦井水害救援鉆孔孔底空氣保壓通風裝置及方法。

背景技術

我國煤礦水害頻發，每年都有重大事故發生，造成數以十計的人員死亡，其中大部分人員的死亡是因為救援鉆孔空氣外泄，避難空間二次受淹所造成的。

我國水文地質類型復雜、極復雜煤礦達數百座，都存在著突水的威脅，國家煤礦監察局資料，我國煤礦水害死亡勢頭沒有得到遏制，未來突水的風險依然很大。水害發生時，常有人員被困于井下“氣泡”之中，但是因為“氣泡”泄氣的問題一直沒有解決，避難空間二次受淹致人死亡的災害經常發生。

現有的方法在孔口附近設置阻擋進行保壓，適于覆巖裂隙不發育、不含水的受淹礦井的空氣保壓、通風和補給的救援，但是不能防止地下水從鉆孔流入井下，也不能防止孔壁裂隙漏氣、泄壓，給受困人員帶來二次傷害。

發明內容

本發明的目的在于提供一種礦井水害救援鉆孔孔底空氣保壓通風補給裝置，能夠對礦井內的環境進行保壓和通風，保持礦井內空氣滿足受困人員生存的條件，保障礦井內受困人員不至于窒息或受淹。

本發明提供一種礦井水害救援鉆孔孔底空氣保壓通風裝置，包括鉆桿，所述鉆桿用于形成地下礦井的地面鉆孔，所述鉆桿內部中空，構成了與外界連通的通道，所述通道可通過閥門進行打開和關閉；所述鉆桿的外側套設有膨脹膠囊，所述膨脹膠囊可通過通入氣體和排出氣體實現膨脹和收縮；所述膨脹膠囊設在靠近鉆孔底部的位置，所述膨脹膠囊設有接口與地面的空壓機和空氣增壓泵相連，所述鉆桿位于地面的位置設有進風管，所述進風管連接有風機，所述鉆桿與孔壁之間設有貫穿所述膨脹膠囊的排氣管，所述排氣管通往地面，并與電磁泄壓閥相連。

優選地，所述鉆桿上設有用于控制所述鉆桿內通道通斷的第一閥門。

優選地，所述第一閥門上方的鉆桿上還設有第二閥門，用于控制所述鉆桿內通道的通斷，所述進風管設在所述第一閥門和所述第二閥門之間。

優選地，所述第二閥門上方的鉆桿上還設有第三閥門，用于控制所述鉆桿內通道的通斷。

優選地，所述進風管上還設有營養液泵接口，用于向礦井內輸送營養液。

優選地，所述電磁泄壓閥預設有氣壓閾值。

一種實現礦井水害救援鉆孔孔底空氣保壓通風的方法，所述方法應用于上述礦井水害救援鉆孔孔底空氣保壓通風裝置，所述方法包括以下步驟：

S1：在確定的鉆孔位置實施通向井下被困人員空間進行鉆探作業；

S2：在距離受困人員巷道頂板3m時，換上帶有膨脹膠囊的鉆桿，繼續鉆探，使得礦井與外界相通；

S3：關閉第一閥門，保證鉆桿內部的通道不泄氣，同時向膨脹膠囊內充入空氣，使得膨脹膠囊與孔壁緊密貼合，完成鉆孔止水和井下空間的空氣保壓；

S4：關閉第二閥門，從進風管向鉆桿內通道通入新鮮空氣，開啟第一閥門，新鮮空氣通過鉆桿進入到井下，當氣壓達到電磁泄壓閥閾值時，電磁泄壓閥開始排氣，低于氣壓閾值時，電磁泄壓閥關閉，這樣井下就保持通風狀態。

優選地，還包括S5：通過營養液泵接口向井下灌輸營養液，實現了對井下人員的定時營養補給。