一种软煤发育区瓦斯抽采孔支撑装置的制作方法

文档序号:15486523发布日期:2018-09-21 19:52阅读:170来源:国知局

本实用新型涉及支撑装置技术领域,更具体地说,本实用新型涉及一种软煤发育区瓦斯抽采孔支撑装置。



背景技术:

煤炭在我国国民经济建设,能源需求方面占有举足轻重的地位。随着国家对煤炭需求的增加,煤矿开采深度及开采强度也在逐年增加。随着煤矿开采深度以及开采强度的增大,瓦斯含量、瓦斯压力也在逐渐增加,增加了煤与瓦斯突出的可能性。降低煤层中的瓦斯含量是减少煤与瓦斯突出可能性的重要举措之一。降低煤层瓦斯含量的方法有很多,通过在煤层或顶、底板岩层中打抽放钻孔进行瓦斯抽放是目前应用较广泛的措施之一。

目前,治理瓦斯的方法主要有地面钻井瓦斯抽采和井下钻孔瓦斯抽采。地面钻井瓦斯抽采主要是通过钻井、压裂改善储层渗透性后进行瓦斯抽采,但是由于目前技术的限制,对于软煤发育区难以实现较好的储层改造效果,导致软煤发育区煤层气地面抽采效果较差,难以快速、有效的降低储层瓦斯含量。采用井下瓦斯抽采的方法,在软煤发育区,煤体松软,导致钻进过程容易塌孔,成孔难度大,钻孔成本增加;煤层破坏严重,渗透性较差,导致抽采孔抽采有效范围有限,无形中钻孔数量增加,钻孔施工费用和抽采时间相应增加。

大量现场实践以及理论研究表明,构造破碎带是容易发生煤与瓦斯突出的主要区域之一。主要是因为构造带煤层破碎严重,煤体强度低、渗透性差,容易造成瓦斯积聚,较高的瓦斯压力、含量以及低的煤体强度使构造煤发育区更容易发生煤与瓦斯突出。我国华北地区、华南地区的煤一般经历了多期地质构造运动,导致这些地区构造煤普遍发育,因此对构造煤发育区进行瓦斯抽采变得迫切重要。但是构造煤的低强度特点,导致常规瓦斯抽采钻孔工艺难以有效成孔,钻进过程中易塌孔,钻孔深度小,致使常规瓦斯抽采方法难以有效实施。

专利号为CN 203702233 U的中国专利公开了软煤发育区瓦斯抽采孔支撑装置,该装置包括动力系统和支撑系统,通过动力系统将水抽至支撑系统内,实现了支撑系统对软煤发育区瓦斯抽采孔的支撑,但是该专利的技术方案存在着浪费水资源,浪费电能、设备体积庞大,结构复杂和不便于操作,增加人力、物力和财力的问题。



技术实现要素:

本实用新型的一个目的是解决至少上述问题,并提供至少后面将说明的优点。

本实用新型还有一个目的是提供了一种结构简单、体积小、节能减排、成本低廉、操作方便以及对瓦斯抽采孔进行有效支撑,提高钻孔成孔率和钻孔深度,实现瓦斯的高效抽采的软煤发育区瓦斯抽采孔支撑装置。

为了实现上述目的,本实用新型提供了一种软煤发育区瓦斯抽采孔支撑装置,包括:

置于软煤发育区瓦斯抽采孔内的支撑结构,其包括四个弹性组件和四个半径相同的弧形支撑片,所述弹性组件用于连接相邻的两个弧形支撑片,以使得所述四个弧形支撑片围成一筒状结构;

用于调节所述筒状结构内径的调节结构,其包括位于所述筒状结构外且由第一螺杆和第二螺杆十字交叉形成的调节架、滑动设置在所述第一螺杆上的两个第一弧形调节片、滑动设置在所述第二螺杆上的两个第二弧形调节片、分别旋拧在所述两个第一螺杆上并位于所述两个第一弧形调节片内侧的两个第一螺母以及分别旋拧在所述两个第二螺杆上并位于所述两个第二弧形调节片内侧的两个第二螺母;

其中,以所述第一螺杆和所述第二螺杆的交叉点为中心点,所述两个第一弧形调节片对称分设在所述中心点的两侧,且所述两个第一弧形调节片置于所述筒状结构内并抵顶两个不相邻的弧形支撑片的内侧壁;所述第二弧形调节片对称分设在所述中心点的两侧,且所述第二弧形调节片置于所述筒状结构内并抵顶剩余两个弧形支撑片的内侧壁。

优选的是,所述的一种软煤发育区瓦斯抽采孔支撑装置,还包括:

四个弹性套筒,其分别套设在所述四个弹性组件的外部,所述弹性套筒由弹性带围成,所述弹性套筒的两端分别固定在两个相邻的弧形支撑片的端部。

优选的是,所述的一种软煤发育区瓦斯抽采孔支撑装置,所述弹性组件为弹簧。

优选的是,所述的一种软煤发育区瓦斯抽采孔支撑装置,所述第一弧形调节片和所述第二弧形调节片均为金属材质。

优选的是,所述的一种软煤发育区瓦斯抽采孔支撑装置,所述弧形支撑片为金属材质。

优选的是,所述的一种软煤发育区瓦斯抽采孔支撑装置,所述弧形支撑片为硬橡胶材质。

优选的是,所述的一种软煤发育区瓦斯抽采孔支撑装置,所述第一弧形调节片和所述第二弧形调节片的半径与所述弧形支撑片的半径相同。

优选的是,所述的一种软煤发育区瓦斯抽采孔支撑装置,所述弧形支撑片的厚度为1~3cm,所述弧形支撑片的两个端部均开设有一定深度并用于固定所述弹性组件端部的凹槽。

本实用新型至少包括以下有益效果:

1、本实用新型所述的一种软煤发育区瓦斯抽采孔支撑装置通过两个第一弧形调节片在第一螺杆上缓慢远离和两个第二弧形调节片在第二螺杆上的缓慢远离能够实现对四个弧形支撑片和弹性组件围成的筒状结构的内径进行缓慢撑开,从而对瓦斯抽采孔进行了有效支撑,提高了钻孔成孔率和钻孔深度,实现瓦斯的高效抽采。

2、本实用新型所述的一种软煤发育区瓦斯抽采孔支撑装置结构简单、设备体积小、使用方便、操作方便、省事省力、降低了设备成本和瓦斯抽采成本。

3、本实用新型所述的一种软煤发育区瓦斯抽采孔支撑装置节约能源,符合节能减排的宗旨。

4、本实用新型所述的一种软煤发育区瓦斯抽采孔支撑装置。

本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现,部份还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本实用新型所述的软煤发育区瓦斯抽采孔支撑装置的结构示意图。

图2为本实用新型所述的软煤发育区瓦斯抽采孔支撑装置的剖面图。

图3为本实用新型所述的软煤发育区瓦斯抽采孔支撑装置的凹槽的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图以及实施例对本实用新型做进一步的详细说明,以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解,本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

如图1和图2所示,本实用新型提供了一种软煤发育区瓦斯抽采孔支撑装置,包括:

置于软煤发育区瓦斯抽采孔内的支撑结构,其包括四个弹性组件1和四个半径相同的弧形支撑片2,所述弹性组件1用于连接相邻的两个弧形支撑片2,以使得所述四个弧形支撑片2围成一筒状结构;

用于调节所述筒状结构内径的调节结构,其包括位于所述筒状结构外且由第一螺杆3和第二螺杆4十字交叉形成的调节架、滑动设置在所述第一螺杆3上的两个第一弧形调节片5、滑动设置在所述第二螺杆4上的两个第二弧形调节片6、分别旋拧在所述两个第一螺杆3上并位于所述两个第一弧形调节片5内侧的两个第一螺母7以及分别旋拧在所述两个第二螺杆4上并位于所述两个第二弧形调节片6内侧的两个第二螺母8;第一弧形调节片5通过滑动件10滑动设置在第一螺杆3上,第二弧形调节片6通过滑动件10滑动设置在第二螺杆4上;

其中,以所述第一螺杆3和所述第二螺杆4的交叉点为中心点,所述两个第一弧形调节片5对称分设在所述中心点的两侧,且所述两个第一弧形调节片5置于所述筒状结构内并抵顶两个不相邻的弧形支撑片2的内侧壁;所述第二弧形调节片6对称分设在所述中心点的两侧,且所述第二弧形调节片6置于所述筒状结构内并抵顶剩余两个弧形支撑片2的内侧壁。

进一步地,如图1所示,本实用新型所述的一种软煤发育区瓦斯抽采孔支撑装置还包括:

四个弹性套筒9,其分别套设在所述四个弹性组件1的外部,所述弹性套筒9由弹性带围成,所述弹性套筒9的两端分别固定在两个相邻的弧形支撑片2的端部。弹性套筒9对弹性组件1进行包裹,也对待支撑的瓦斯抽采孔进行了保护,避免弹性组件1直接接触瓦斯抽采孔。

进一步,本实用新型中的弹性组件1优选为弹簧。

进一步地,所述弧形支撑片2为硬度高的金属材质。或者所述弧形支撑片2为硬橡胶材质。所述第一弧形调节片5和所述第二弧形调节片6均为金属材质。

进一步地,所述第一弧形调节片5和所述第二弧形调节片6的半径与所述弧形支撑片2的半径相同。

进一步地,如图3所示,本实用新型中,为了更好的对弹性组件1进行固定和导向,所述弧形支撑片2的厚度为1~3cm,所述弧形支撑片2的两个端部均开设有一定深度并用于固定所述弹性组件1端部的凹槽11。

本实用新型所述的筒状结构的最小外径小于开采的瓦斯抽采孔的孔径,在使用本实用新型所述的软煤发育区瓦斯抽采孔支撑装置时,调节两个第一弧形调节片5之间的距离至小于筒状结构的最小内径,即四个弹性组件处于收缩状态时,筒状结构的内径最小,然后将两个第一弧形调节片5和两个第二弧形调节片6置于筒状结构内,然后将支撑结构置于瓦斯抽采孔内;

然后,在第一螺杆3上滑动两个第一弧形调节片5的滑动件10,至两个第一弧形调节片5之间的距离大于筒状结构的最小内径,且两个第一弧形调节片5距离交叉点之间的距离相等,并且在第二螺杆4上滑动两个第二弧形调节片6,至两个第二弧形调节片6之间的距离大于筒状结构的最小内径,且两个第二弧形调节片6距离交叉点之间的距离相等,两个第一弧形调节片5和两个第二弧形调节片6分别抵顶四个弧形支撑片2的内侧壁,此时,弹性组件1处于伸长状态,从而实现了筒状结构内径的扩大,在实际使用时,根据实际开采的瓦斯抽采孔的孔径调节两个第一弧形调节片5在第一螺杆3的移动距离和调节两个第二弧形调节片6在第二螺杆4的移动距离,至扩大后的筒状结构的外径等于开采的瓦斯抽采孔的孔径,最后在第一螺杆3上旋拧第一螺母7,使第一螺母7抵顶第一弧形调节片5上的滑动件10,在第二螺杆4上旋拧第二螺母8,使第二螺母8抵顶第二弧形调节片6上的滑动件10,从而对筒状结构进行了支撑。

因此,本实用新型所述的软妹发育区瓦斯抽采孔支撑装置具有结构简单、操作简便、省时省力、节约能源的优点,并且可用于支撑不同尺寸的瓦斯抽采孔,提高了钻孔效率。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上,但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用,它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域,对于熟悉本领域的人员而言,可容易地实现另外的修改,因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本实用新型并不限于特定的细节与这里示出与描述的图例。

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