一种煤层注水与卸压炮联合防冲防尘装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及煤矿采煤工作面灾害防治领域，针对一种冲击地压显现强烈及注水困难厚煤层开采矿井。
【背景技术】
[0002]目前，随着我国煤矿开采的发展，冲击地压、地温、高粉尘等自然灾害的危害程度不断升级，灾害事故频繁发生，威胁着我国煤矿的安全高效开采及井下工人的身心健康。煤层注水是防治矿井多种灾害的重要技术手段。通过煤层注水预先湿润煤体，可有效地降低煤体破碎时的产尘量，防止冲击矿压，并通过增大煤体的导热系数，降低煤体温度，预防煤层自然发火，降低瓦斯异常涌出频率，减少了人员伤亡及经济损失。冲击地压是在矿山生产中发生的一种煤岩动力灾害，对井下生产系统具有严重的破坏作用，会造成重大的人员伤亡和经济损失。采取放卸压炮，深孔断顶等防治措施，有效地减少了冲击地压的发生频率，从而减少了人员伤亡及经济损失。
【发明内容】
[0003]为了有效解决注水困难的问题，本发明提出一种煤层注水与卸压炮联合防冲防尘装置。该工艺方法及装置结构简单，注水量大，可以有效防治煤层开采过程中冲击地压、煤尘和高温等灾害事故的发生。
[0004]本发明所采用的技术方案如下:
[0005]—种煤层注水与卸压炮联合防冲防尘装置，用于向多个注水孔中注水，包括包括卸压炮工艺、注水装置，卸压注水工艺为联合爆破工艺与注水工艺。
[0006]述卸压工艺包括以下步骤:
[0007]①卸压炮工艺采用药壶爆破法，既能使煤体内产生预生裂隙通道，形成卸压裂隙区，又能保证后期注水封孔段的完整性。
[0008]②以I?3个钻孔为一组，根据煤层压力情况，确定卸压范围，通过控制药量，形成可控爆破松动圈，迫使煤层内部原有的封闭裂隙相互沟通或直接在煤层内形成新的裂隙网，形成卸压区。
[0009]所述注水工艺为一般压力注水工艺，包括以下步骤:
[0010]①将所述一组I?3个卸压孔当做注水孔组孔连接至注水装置；
[0011]②在水中添加渗透剂提高水渗透进煤体的能力，在水压为煤层垂直应力I倍左右的状态下向煤层注入I?3h的水，在煤层内部形成水力冲击现象，继续在煤层内部逾裂、扩展使水渗透到煤体内部相互关联的孔隙一裂隙网；
[0012]所述注水装置包括注水供水管、储水箱、压差式渗透剂连续定量添加栗、回水管、注水栗、水质过滤器、压力表、总管路截止阀、分流器、分管路、分管路截止阀和流量表，所述压差式渗透剂连续定量添加栗并联连接在所述注水供水管上，所述储水箱、所述水质过滤器、所述注水栗、所述压力表、所述动压总管路截止阀依次串联连接在注水供水管上，所述回水管连接在所述注水栗和所述储水箱之间，所述分流器的数量与注水孔的数量相同，串联在所述注水供水管上且位于所述总管路截止阀的下游，每个动压分流器连接一个分管路，每个分管路串联有一个流量计和一个分管路截止阀。
[0013]本发明的有益效果:
[0014]本发明提出一种煤层注水与卸压炮联合防冲防尘装置。将采煤工作面分为卸压区和卸压后注水区，当钻孔位于采煤工作面煤层静压区时先用卸压爆破法形成卸压裂隙区，然后采用注水工艺，将各注水孔中的注水管分别连接对应注水装置中的各分管路，使水注入煤层中。有效降低了工作面的温度和冲击地压发生的可能性，减小了生产中的产尘量，并延长了煤层的自然发火期。
【附图说明】
[0015]图1是本发明提出一种煤层注水与卸压炮联合防冲防尘结构示意图。
[0016]图中:1 一压力注水供水管；2—压差式渗透剂连续定量添加栗；3—储水箱；4一水质过滤器；5—注水栗；6 —回水管；7—压力表；8—总管路截止阀；9一分流器；10—分管路截止阀；11 一流量表；12—封孔器；14一钻孔；15—孔隙-裂隙网络。
[0017]图2 A-A断面示意图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明做进一步的说明。
[0019]根据采煤工作面煤层的矿压测定结果确定出采煤工作面煤层每个钻孔的爆破松动圈范围，在工作面煤层每隔15?25m设置I个钻孔，钻孔的长度为工作面长度的1/2左右，孔径为60?100mm，角度与煤层角度基本一致。选取I?3个钻孔为一组，形成工作卸压孔组，采用药壶爆破法，将炸药按照规章制度装进，迫使煤层内部原有的封闭裂隙相互沟通或直接在煤层内形成新的裂隙网，形成卸压区。
[0020]卸压区形成后，待煤层稳定安全，将注水管插入注水孔中，注水管的末端I?2节为花管，在距注水孔入口 6?1m处安设I个封孔器，以防止注入的水从注水孔外溢。选取如上所述卸压孔组为一组，形成工作注水孔组，本发明以3个注水孔为例，连接动压注水装置。注水期间，继续按照上述在后方依次钻孔卸压、注水。
[0021]注水开始后，打开总管路截止阀和分管路截止阀，并调节注水栗的压力，使注水压力达到煤层垂直应力的I倍左右，注水供水管中的水一部分经过与注水供水管相并联的压差式渗透剂连续定量添加栗，将一定量的渗透剂压入注水供水管中，与另一部分水按一定比例混合后进入储水箱，并经过水质过滤器后被吸入注水栗。吸入注水栗的水，加压后依次经过压力表、总管路截止阀、分流器、分管路截止阀和流量表流入注水管，进入煤层中，若进入注水管中的水量小于注水栗的排水额定流量，多余的水将通过回水管返回到储水箱中。
[0022]以上所述爆破范围、压力注水都为本领域公知的工艺，对其限定的仅仅是为了区分其设置在不同煤层地质条件下，而不是对其功能的限定，所述爆破参数等可通过各煤层的基本参数查阅计算。
[0023]如上所述，为本发明专利最优的【具体实施方式】，任何关于本发明的变化或替换，都应涵盖在本发明专利的保护范围之内。
【主权项】
1.一种煤层注水与卸压炮联合防冲防尘装置，用于煤层中爆破卸压并注水，其特征在于，包括卸压炮工艺、注水装置； 所述卸压炮工艺采用药壶爆破法，既能使煤体内产生预生裂隙通道，形成卸压裂隙区，又能保证后期注水封孔段的完整性； 所述注水装置包括注水供水管、储水箱、压差式渗透剂连续定量添加栗、回水管、注水栗、水质过滤器、压力表、总管路截止阀、分流器、分管路、分管路截止阀和流量表，所述压差式渗透剂连续定量添加栗连接在所述注水供水管上，所述储水箱、所述水质过滤器、所述注水栗、所述压力表、所述总管路截止阀依次串联连接在注水供水管上，所述回水管连接在所述注水栗和所述储水箱之间，所述分流器的数量与注水孔的数量相同，串联在所述注水供水管上且位于所述总管路截止阀的下游，每个动压分流器连接一个分管路，每个分管路串联有一个流量计和一个分管路截止阀。2.根据权利要求1所述的煤层注水与卸压炮联合防冲防尘装置，其特征在于，以I?3个钻孔为一组，根据煤层压力情况，确定卸压范围，通过控制药量，形成可控爆破松动圈，注水孔采用封孔器封孔，将采煤工作面分为卸压区和卸压后注水区，当钻孔位于采煤工作面煤层静压区时先卸压爆破法形成卸压裂隙区，然后采用注水工艺，将各注水孔中的注水管分别连接对应注水装置中的各分管路，使水注入煤层中。3.根据权利要求1所述的煤层注水与卸压炮联合防冲防尘装置，其特征在于:卸压注水工艺为联合爆破工艺与注水工艺，在爆破裂隙基础上通过压力注水继续延伸裂隙长度，既取得湿润煤体的效果又能达到双重卸压目的。
【专利摘要】本实用新型公开了一种煤层注水与卸压炮联合防冲防尘装置，包括卸压炮爆破工艺和注水装置，所述卸压炮爆破工艺采用药壶爆破法。通过爆破在煤体内产生预生裂隙，沟通注水通道，压力注水继续延伸裂隙，达到双重卸压目的。所述压力注水装置包括注水供水管、储水箱、压差式渗透剂连续定量添加泵、回水管、注水泵、水质过滤器、压力表、总管路截止阀、分流器、动压分管路、分管路截止阀和流量表。
【IPC分类】E21F5/02
【公开号】CN204877529
【申请号】CN201520420815
【发明人】刘国明, 陈连军, 程卫民
【申请人】山东科技大学
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年6月18日