钻孔内水力冲孔与预裂爆破联合增透抽采系统的施工方法_2

文档序号:9746903阅读:来源:国知局
左侧和右侧且左侧的第二三角骨架缓冲板位于右侧的第二三角骨架缓冲板上方;第二金属钢骨架底部设有外型呈长方形的第二金属滤网,第二金属滤网左侧边沿紧邻第二金属钢骨架底面左侧边沿,第二金属滤网前侧边沿长度小于第二金属钢骨架底面前侧边沿,第二金属滤网左侧上表面设有第二橡胶缓冲板;两个阻煤挡板位于第一金属滤网与第二金属滤网之间,两个阻煤挡板前侧边沿和后侧边沿均固定在收集器箱体内壁上,两个阻煤挡板与收集器箱体内壁之间形成上大下小的上下通透的锥形结构,锥形结构的上端口紧邻第一金属滤网左侧边沿,锥形结构的下端口紧邻第二金属滤网且位于第二橡胶缓冲板的正上方;第二不锈钢板位于第二金属滤网下方且第二不锈钢板与第二金属滤网平行设置,第二不锈钢板的前侧边沿和后侧边沿均固定在收集器箱体内壁上,第二不锈钢板的左侧与收集器箱体内壁之间具有间隙;第二金属钢骨架底部左侧和右侧均转动连接有第二滚轮,两个第二滚轮均压接在第二不锈钢板上表面;第二不锈钢板右侧边沿设有第二阻水挡板和紧邻第二阻水挡板的第二通孔,收集器箱体下部设有导煤泥板和导煤板,导煤板的前侧边沿和后侧边沿固定在收集器箱体内壁,导煤板的左侧边沿紧邻第二金属滤网右侧边沿,导煤泥板的右侧边沿紧邻煤渣出口的下边沿;导煤泥板的前侧边沿和后侧边沿固定在收集器箱体内壁,导煤泥板的左侧边沿紧邻位于第二通孔下方,导煤泥板的右侧边沿紧邻煤泥出口的下边沿;第二动力驱动机构包括第二驱动电机和第二振动拉杆,第二驱动电机设置在收集器箱体内部,第二驱动电机主轴键连接有第二驱动盘,第二金属钢骨架上设有第二固定座,第二振动拉杆一端铰接在第二固定座上,第二振动拉杆另一端铰接在第二驱动盘的偏心处。
[0007]第一金属钢骨架底部设有位于第一通孔右侧的毛刷板,毛刷板设有毛刷,毛刷与第一不锈钢板上表面接触。
[0008]本发明具有以下有益效果:将钻孔预裂爆破与水力冲孔钻孔交叉布置,先实施预裂爆破,再对周围的钻孔进行水力冲孔,爆破可以使钻孔周围的煤体松动,产生裂缝与水力冲孔形成裂缝相互贯通,在煤层钻孔周围形成交叉裂隙网,起到对煤层裂隙网络改造的作用,裂缝进一步扩展,增加瓦斯流动通道,提高煤层透气性,促进瓦斯的解吸和排放,大幅度减少出现空白带。同时冲孔时,冲出大量煤肩,形成洞穴的周围煤体剧烈向孔道洞方向移动,发生煤体的膨胀变形和顶底板的相向位移,引起在冲孔一定影响范围内的地应力降低,煤层卸压。既消除了突出动力,又改变了突出煤层的性质,在采掘作业时起到了防治煤与瓦斯突出的作用。与现有技术相比,钻孔数量少、缩短瓦斯总抽采时间、抽采效率高、巷道掘进和采煤工作安全,采煤效率高等优点。
[0009]综上所述,本发明有效地提高煤层透气性,提高瓦斯抽采效果,有效地降低抽采时间,最大限度降低瓦斯安全隐患。
【附图说明】
[0010]图1是实施例中钻孔内水力冲孔与预裂爆破联合增透抽采系统的结构示意图;
图2是本发明的岩巷穿层内水力冲孔与预裂爆破联合增透抽采管路示意图;
图3是本发明的水力冲孔与预裂爆破联合网络化布置图;
图4是实施例中水煤气分离器的结构示意图;
图5是第一振动筛网机构的A向视图。
【具体实施方式】
[0011]如图1-5所示,本发明的钻孔内水力冲孔与预裂爆破联合增透抽采系统的施工方法,钻孔内水力冲孔与预裂爆破联合增透抽采系统包括水力冲孔装置、预裂爆破装置和瓦斯抽采装置;在煤层底板抽采巷向煤层方向交错布置若干爆破钻孔9和冲孔钻孔5;
水力冲孔装置包括钻探机1、钻杆2、钻头19、高压注水栗3和水煤气分离器4,钻杆2上端为出水口,钻杆2下端为进水口,高压注水栗3的出水口与钻杆2进水口连接,钻杆2下端与钻探机I的动力输出端连接,钻杆2上端伸入到冲孔钻孔5内并与钻头19固定连接,冲孔钻孔5口处密封设有瓦斯粉尘敛集器6,瓦斯粉尘敛集器6通过管道与水煤气分离器4入口连接;预裂爆破装置包括起爆器、引线7和PVC管8,爆破钻孔9 口处设有钢管10,钢管10与爆破钻孔9之间密封填充有水泥砂浆11,PVC管8上端插入到钢管10中并伸入到爆破钻孔9内部,PVC管8上端填充有乳化炸药12,在乳化炸药12中沿轴向方向每隔Im设置有起爆雷管13,PVC管8在位于最后一个起爆雷管13下方密封填充有炮泥14,引线7将起爆雷管13串联后从PVC管8下端伸出;起爆器图中未示;
瓦斯抽采装置包括分支抽采管15、总抽采管16和瓦斯抽采设备17,分支抽采管15分别插入到冲孔钻孔5内,总抽采管16将所有分支抽采管15并联后与瓦斯抽采设备17连接,瓦斯抽采设备17为现有技术。
[0012]所述的钻孔内水力冲孔与预裂爆破联合增透抽采系统的施工方法包括以下步骤:
(1)布置钻孔;在煤层底板抽采巷向煤层方向交错布置若干爆破钻孔9和冲孔钻孔5,爆破钻孔9相邻冲孔钻孔5之间的距离为3-6m;
(2)爆破;在爆破钻孔9口处安装钢管10,并用水泥砂浆11密封填充钢管10与爆破钻孔9之间的空隙,待水泥砂浆11凝固接着将乳化炸药12填装在PVC管8—端,紧邻乳化炸药12安装起爆雷管13,然后紧邻起爆雷管13填装乳化炸药12,依次循环填充,相邻起爆雷管13之间的距离为lm,紧邻最后一个起爆雷管13处密封填充炮泥14,在填装乳化炸药12及安装起爆雷管13的过程中,采用引线7将所有的起爆雷管13串联并且引线7从PVC管8下端伸出,PVC管8从装填乳化炸药12—端到密封填充炮泥14处的长度小于爆破钻孔9的轴向长度,至此完成炸药装填作业,然后将装填后的PVC管8沿钢管10送入爆破钻孔9,接着将引线7与起爆器连接,启动起爆器进行爆破;
(3)初步瓦斯抽采;爆破后抽出PVC管8,并插入分支抽采管15,密封填充分支抽采管15与钢管10之间的空隙,然后将总抽采管16与所有分支抽采管15并联,连接瓦斯抽采设备17与总抽采管16进行初步瓦斯抽采;
(4)初步水力冲孔;采用水力冲孔装置逐一对冲孔钻孔5进行水力冲孔作业,冲孔钻孔5抽采巷顶部穿过煤层底板,从煤层底板每隔2m—个点进行水力冲孔,直至煤层顶板;
(5)水力切割;启动高压注水栗3,操作钻探机I,使钻杆2往复移动并带动钻头19旋转,钻头19对煤体进行切割,再次进行水力冲孔切割煤体,在钻孔周围形成裂隙卸压区域,全煤段冲完后,一边退钻头19 一边冲孔,再钻进钻头19、再退出钻头19,如此循环直至冲不出煤,回水变清为止,在水力切割时,启动水煤气分离器4将钻孔内流出的水煤渣进行分离,水力冲孔水压为8_15MPa;适用煤层坚固性系数在0.5-1.5范围之内;
(6)永久瓦斯抽采;水力切割作业完毕后,关闭高压注水栗3,退出钻杆2,立即使用水泥砂浆11封孔,抽采钻孔采用钢丝软管与总抽采管16连接,进行瓦斯抽采。
[0013]水煤气分离器4包括收集器箱体20、一级过滤装置、二级过滤装置和两个阻煤挡板23; —级过滤装置、二级过滤装置和两个阻煤挡板23均设置在收集器箱体20内部,收集器箱体20为一相对密闭空间,收集器箱体20顶部右侧设有气水渣混合物入口 24,收集器箱体20顶部左侧设有抽气口 25,收集器箱体20右下底部从上到下依次设有出水口 26、煤渣出口
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