专利名称：下向穿层孔自动排水工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及煤矿瓦斯抽采技术领域，尤其涉及一种下向穿层孔自动排水工艺。
背景技术：
目前，在煤矿生产企业中，采用下向穿层孔来消突，是防治煤与瓦斯突出的重要手段之一。但是，下向穿层孔存在下述缺点下向穿层孔的底部大多存在积水，且积水的垂深平均在10m-15m之间，如此深的积水会淹没设置在下向穿层孔底部的护壁花管，使瓦斯无法进入到护壁花管内，导致瓦斯不能被抽出，严重影响抽采效果。
发明内容
本发明提供一种下向穿层孔自动排水工艺，用以解决现有技术中的缺陷，达到提高抽采效果的目的。为实现上述目的，本发明提供一种下向穿层孔自动排水工艺，包括下述步骤I)封孔时在下向穿层孔内下封孔管和通气管，所述封孔管和所述通气管均深入到下向穿层孔的底部，所述封孔管位于下向穿层孔底部的一端连接有护壁花管，所述护壁花管与所述通气管相互连通；2)在封孔结束后，通过所述封孔管向外抽吸；通过所述通气管向下向穿层孔的底部输送压风。优选地，所述封孔包括如下步骤I)在下向穿层孔内设置两块挡板，两块挡板之间密实填充干海带，所述封孔管和所述通气管均穿过所述两块挡板；2)在下向穿层孔的孔口处设置聚氨酯填充密封段；聚氨酯填充密封段与所述挡板之间的孔段为注浆封孔段；3)在聚氨酯填充密封段内穿入注浆管和返浆管，所述注浆管和所述返浆管均深入到注浆封孔段内，且注浆管向注浆封孔段内注入水泥砂浆进行封孔。优选地，所述压风的压力在O. 8MPa-l. 2MPa之间。优选地，所述压风为间隔输送。优选地，所述压风的每次输送时间为3分钟，间隔时间为57分钟。优选地，所述封孔管的上端露出下向穿层孔且连接有气液分离器，所述气液分离器将从下向穿层孔底部抽出的物质进行自动的气液分离。优选地，所述气液分离器上连接有自动放水器，设定自动放水器的放水间隔周期， 控制自动放水的时长及放水间隔时段。优选地，所述通气管通过压风管路与压风源相连接，所述压风管路上连接有电磁阀，通过瓦斯监控系统控制电磁阀的启闭，实现压风的间隔输送。本发明下向穿层孔自动排水工艺，抽采效果好，单孔抽采瓦斯浓度可达 80% -90%之间，纯量长时间稳定在O. 04mVmin以上，较现有技术提高了 4倍左右。
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中图I为本发明下向穿层孔自动排水工艺工作原理示意图；图2为三个考察孔排水前后抽采纯量变化趋势图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明下向穿层孔自动排水工艺的实施例，其工作原理如图I所示，对下向穿层孔I进行封孔时，在下向穿层孔I内下封孔管13和通气管3。其中，封孔管13位于下向穿层孔I底部的一端，通过管箍5固定安装有护壁花管2，护壁花管2的管壁上均匀开设有通孔，下向穿层孔I底部的水及瓦斯通过上述通孔进入到护壁花管2内，最终经由封孔管 13排出。根据煤层6厚度的不同，可以用管箍5串联多节护壁花管，并且，最末端的一根护壁花管4的一端为锥形的盲端。所述通气管3与具有锥形盲端的一根护壁花管4相连通。通过通气管3输送的压风进入到护壁花管内形成局部的高压，此实施例中压风的压力在 O. 8MPa-l. 2MPa 之间。为了防止岩体和/或煤体散落而阻塞下向穿层孔，影响抽采效果，在下向穿层孔内下护孔管进行护孔操作。由于在煤矿开采行业内，向开凿好的钻孔内下护孔管来对钻孔进行保护是成熟工艺，这里不再对其工艺过程进行赘述。为了保证通气管3及封孔管13与下向穿层孔I之间具有良好的密封，对下向穿层孔I进行了如下封孔操作。在封孔操作时，首先在下向穿层孔I中安置两块挡板17，并保证通气管3及封孔管13均穿过这两块挡板17。在两块挡板17之间密实的填充了一层干海带 18，干海带18吸水后会膨胀，其膨胀后填充了该区域的空隙，强化了此区域的密封效果，对提高抽吸效果带来了有利的影响。在下向穿层孔I的孔口处还设置了一段聚氨酯填充密封段14，聚氨酯填充密封段14为填充聚氨酯材料进行密封，聚氨酯填充密封段14与挡板17 之间具有一定的距离，该距离的管段为注浆封孔段。注浆管16和返浆管15分别穿过聚氨酯填充密封段14，深入到注浆封孔段内，且返浆管15下端管口的高度高于注浆管16下端管口的高度，注浆管16向注浆封孔段注入水泥砂浆进行封孔。在封孔结束后，对封孔管13进行抽吸，通过压风管路11接通通气管3对下向穿层孔I底部输送压风。压风管路11中设置了电磁阀12，通过瓦斯监控系统控制电磁阀的启闭，调节电磁阀的启闭时间来实现压风的间隔输送，这里是利用现有瓦斯监控系统中的时间设定功能，通过在瓦斯监控系统中来设定电磁阀的启闭时间，来完成对电磁阀启闭的控制，省去了专门为电磁阀的启闭而去专门设计另外一套控制系统，简化了系统组成，针对于电路系统来说，系统越简单其可靠性就越高，因此这里采用瓦斯监控系统来控制电磁阀的启闭也提高了系统控制的可靠性。本实施例中，每次压风的输送时间为3分钟，间隔时间为57分钟，当然也可以根据下向穿层孔内积水的实际情况来另行决定压风的输送时间及间隔时间，设置其它压风输送时长及压风输送间隔同样属于该发明的保护范围。压风间隔输送既满足了工作中对压风的需求，也不会对抽采的瓦斯纯度造成不利的影响，还有利于节约能源。此时，封孔管13内为负压，下向穿层孔I底部为局部高压，根据流体由高压向低压流动的特性，水、渣及瓦斯顺着封孔管被抽出，在封孔管13的顶部连接有一个作为气液分离器使用的集气箱8。由于重力的作用，在集气箱8内水和渣向下运动，与瓦斯相分离，瓦斯经抽采通道9被抽走，在抽采通道9中设置了控制闸阀来控制抽采的启停。由于在进入抽采通道前就实现了瓦斯与水和渣的分离，避免了水和渣进入到抽采通道9，始终保持了抽采通道9的畅通，使得下向穿层孔抽采量得到有效提高。同时，在集气箱8的下方连接有一个自动放水器7，自动放水器7来收集经集气箱8分离的水和渣。通过设定自动放水器7的放水周期及放水时长来自动的将收集到的水和渣排出。如图2所示，三个考察孔排水前后抽采纯量变化趋势图，从图中可以看出各单孔在抽水后，其纯量长时间稳定在O. 04m3/min以上， 是未抽水前的大约4倍，并且，抽采瓦斯浓度保持在80%-90%之间，明显提高了抽采效果。最后应说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
权利要求
1.一种下向穿层孔自动排水工艺，其特征在于，包括下述步骤.1)封孔时在下向穿层孔内下封孔管和通气管，所述封孔管和所述通气管均深入到下向穿层孔的底部，所述封孔管位于下向穿层孔底部的一端连接有护壁花管，所述护壁花管与所述通气管相互连通；.2)在封孔结束后，通过所述封孔管向外抽吸；通过所述通气管向下向穿层孔的底部输送压风。
2.根据权利要求I所述的下向穿层孔自动排水工艺，其特征在于，所述封孔包括如下步骤.1)在下向穿层孔内设置两块挡板，两块挡板之间密实填充干海带，所述封孔管和所述通气管均穿过所述两块挡板；.2)在下向穿层孔的孔口处设置聚氨酯填充密封段；聚氨酯填充密封段与所述挡板之间的孔段为注浆封孔段；.3)在聚氨酯填充密封段内穿入注浆管和返浆管，所述注浆管和所述返浆管均深入到注浆封孔段内，且注浆管向注浆封孔段内注入水泥砂浆进行封孔。
3.根据权利要求I或2所述的下向穿层孔自动排水工艺，其特征在于，所述压风的压力在 O. 8MPa-l. 2MPa 之间。
4.根据权利要求3所述的下向穿层孔自动排水工艺，其特征在于，所述压风为间隔输送。
5.根据权利要求4所述的下向穿层孔自动排水工艺，其特征在于，所述压风的每次输送时间为3分钟，间隔时间为57分钟。
6.根据权利要求5所述的下向穿层孔自动排水工艺，其特征在于，所述封孔管的上端露出下向穿层孔且连接有气液分离器，所述气液分离器将从下向穿层孔底部抽出的物质进行自动的气液分离。
7.根据权利要求6所述的下向穿层孔自动排水工艺，其特征在于，所述气液分离器上连接有自动放水器，设定自动放水器的放水间隔周期，控制自动放水的时长及放水间隔时段。
8.根据权利要求7所述的下向穿层孔自动排水工艺，其特征在于，所述通气管通过压风管路与压风源相连接，所述压风管路上连接有电磁阀，通过瓦斯监控系统控制电磁阀的启闭，实现压风的间隔输送。
全文摘要
本发明公开了一种下向穿层孔自动排水工艺，包括下述步骤1)封孔时在下向穿层孔内下封孔管和通气管，所述封孔管和所述通气管均深入到下向穿层孔的底部，所述封孔管位于下向穿层孔底部的一端连接有护壁花管，所述护壁花管与所述通气管相互连通；2)在封孔结束后，通过所述封孔管向外抽吸；通过所述通气管向下向穿层孔的底部输送压风。采用该自动排水工艺后，单孔抽采纯量稳定在0.04m3/min左右，抽采浓度在80％-90％之间，有效的提高了抽采效率。
文档编号E21F16/00GK102606208SQ20111002335
公开日2012年7月25日 申请日期2011年1月20日 优先权日2011年1月20日
发明者孙月庚, 宋虎恩, 曾春贵, 杨传清, 桑森, 沈永松, 程念东, 陈军 申请人:淮南矿业(集团)有限责任公司