一種俯孔排水提高瓦斯抽采結構及其實施方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種俯孔排水提高瓦斯抽采結構及其實施方法，屬于煤礦采集領域。
【背景技術】
[0002]當前井下瓦斯抽采鉆孔按角度分類有:正度孔，負度孔和平孔。負度孔也叫俯孔，由于煤層賦存條件比較復雜，有傾斜煤層和水平煤層，煤礦瓦斯災害嚴重，瓦斯作為一種清潔能源，具有很高的利用價值，瓦斯抽采不僅能降低瓦斯災害程度，并能開采清潔能源，因而得到普遍使用。隨著社會發展，能源需求量不斷增加，煤礦開采深度延伸和開采強度的加大，礦井瓦斯災害越來越嚴重，煤礦瓦斯涌出量不斷增加，瓦斯抽采越顯重要。但由于受施工條件、施工工藝限制在預抽煤體瓦斯時不得不施工下行鉆孔，在下行孔施工過程中受水文地質及煤層含水率等自然因素影響，孔內往往會積存大量的水和煤渣而不易排出。進而阻塞煤層中瓦斯流動的裂隙通道，增大瓦斯抽采阻力，并且在松軟煤層中，鉆孔中積水長時間浸泡孔壁煤體還可能會導致鉆孔踏孔，瓦斯流動通道被堵，鉆孔失效、瓦斯抽采效果也會因此受到嚴重影響。
【發明內容】
[0003]本發明要解決的技術問題是:提供一種俯孔排水提高瓦斯抽采結構及其實施方法，以解決現有俯孔瓦斯抽采過程中，因孔內積水影響瓦斯抽采效果的問題。
[0004]本發明的技術方案是:一種俯孔排水提高瓦斯抽采結構，它包括孔內結構(A)通過孔內和孔外連接部分與孔外排水裝置(B)連通，孔內結構(A)包括集氣室和抽采管連通，集氣室位于孔內結構(A)前端，抽采管從集氣室一端向外依次通過馬麗散棉紗封堵段和注漿封堵段固定；排水管設置于抽采管內；孔外排水裝置(B)包括抽采管連接管與抽采管連通，排水管孔外長度與抽采管連接管長度相同，排水管外端口設置排水出口螺絲排水出口螺母；抽采管連接管側面開口與瓦斯抽采出口和壓風入口及測流孔相通。
[0005]瓦斯抽采出口設置閥門。
[0006]壓風入口及測流孔與壓風管連通。
[0007]抽采管前端l-3m為抽采管篩孔段，抽采管篩孔段每隔50mm打一個直徑1mm小孔。
[0008]排水管前端l-3m為排水管篩孔段，排水管篩孔段每隔50mm打一個直徑1mm小孔。
[0009]抽采管直徑小于鉆孔孔徑，排水管長度大于鉆孔深度，直徑16mm普通PVC管，排水管連接頭為直徑20mm普通連接軟管。
[0010]壓風入口及測流孔孔徑為10mm，壓風管孔徑為10mm，排水出口螺絲直徑為16mm，排水出口螺母直徑為16mm。
[0011]一種俯孔排水提高瓦斯抽采結構的實施方法，包含以下步驟:
步驟一:在抽采管前端l-3m處每隔5cm加工一個孔徑為Icm的小孔作為篩孔段； 步驟二:在篩孔段后先將馬麗散綁在抽采管上，然后螺旋式纏繞棉紗將馬麗散包裹在抽采管上，形成馬麗散棉紗封堵段，然后取下馬麗散袋上截止閥，將其里面的兩部份混合均勻，送入孔內，待馬麗散膨脹過后注入水泥砂漿，形成注漿封堵段；將排水管前段l_2m每隔5cm打一個Icm小孔形成排水管篩孔段，并將排水管通過抽采管插入鉆孔底部，形成孔內結構(A)0
[0012]步驟三:將孔外部分(B)插入抽采管內并用鐵絲纏繞，形成孔內結構(A)和孔外結構⑶相連部分；
步驟四:關閉閥門，將壓風軟管一端連接壓風入口及測流入口另一端連接壓風管路，打開排水出口螺絲，打開壓風，使風流隨著風流方向進入孔內結構(A)，并靠風壓將孔內積水沿著水流方向將水通過該結構排出空外；
步驟五:孔內水排出后，將排水出口螺絲上好并保持不漏氣，關閉壓風入口并保持不漏氣，打開閥門將抽采管出口與抽采管路相連，進行瓦斯抽采；
步驟六:二次排水時，重復步驟四和步驟五。
[0013]本發明的有益效果:本發明設計將孔內用馬麗散棉紗封堵，形成孔末端集氣室，保證集氣室正常收集瓦斯，孔外利用壓風排水，將孔內積水排出，增加了瓦斯流動通道，減小瓦斯流動阻力，提高瓦斯抽采效率，降低瓦斯抽采成本，礦井實現安全生產，實現清潔能源高效開采和利用，減少環境污染。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發明設計結構剖面示意圖。
【具體實施方式】
[0015]如圖1所示，一種俯孔排水提高瓦斯抽采結構，它包括孔內結構(A)通過孔內和孔外連接部分10與孔外排水裝置(B)連通，孔內結構(A)包括集氣室I和抽采管8連通，集氣室I位于孔內結構(A)前端，抽采管8從集氣室I 一端向外依次通過馬麗散棉紗封堵段4和注漿封堵段6固定；排水管7設置于抽采管8內；孔外排水裝置(B)包括抽采管連接管11與抽采管8連通，排水管7孔外長度與抽采管連接管11長度相同，排水管7外端口設置排水出口螺絲16排水出口螺母17 ;抽采管連接管11側面開口與瓦斯抽采出口 13和壓風入口及測流孔14相通。瓦斯抽采出口 13設置閥門12。壓風入口及測流孔14與壓風管15連通。抽采管8前端l-3m為抽采管篩孔段3，抽采管篩孔段3每隔50mm打一個直徑1mm小孔。排水管7前端l-3m為排水管篩孔段2，排水管篩孔段2每隔50mm打一個直徑1mm小孔。
[0016]抽采管8直徑小于鉆孔孔徑，排水管7長度大于鉆孔深度，直徑16mm普通PVC管，排水管連接頭9為直徑20mm普通連接軟管。壓風入口及測流孔14孔徑為10mm，壓風管15孔徑為10mm，排水出口螺絲16直徑為16mm，排水出口螺母17直徑為16mm。
[0017]一種俯孔排水提高瓦斯抽采結構的實施方法，包含以下步驟:
步驟一:在抽采管8前端l-3m處每隔5cm加工一個孔徑為Icm的小孔作為篩孔段3 ;步驟二:在篩孔段3后先將馬麗散綁在抽采管8上，然后螺旋式纏繞棉紗將馬麗散包裹在抽采管8上，形成馬麗散棉紗封堵段4，然后取下馬麗散袋上截止閥，將其里面的兩部份混合均勻，送入孔內，待馬麗散膨脹過后注入水泥砂漿，形成注漿封堵段6。將排水管7前段
l-2m每隔5cm打一個Icm小孔形成排水管篩孔段2，并將排水管7通過抽采管8插入鉆孔底部，形成孔內結構(A)。
[0018]步驟三:將孔外部分(B)插入抽采管8內并用鐵絲纏繞，形成孔內結構(A)和孔外結構(B)相連部分10 ;
步驟四:關閉閥門12，將壓風軟管15 —端連接壓風入口及測流入口 14另一端連接壓風管路，打開排水出口螺絲16，打開壓風，使風流隨著風流方向18進入孔內結構(A)，并靠風壓將孔內積水沿著水流方向19將水通過該結構排出空外；
步驟五:孔內水排出后，將排水出口螺絲16上好并保持不漏氣，關閉壓風入口 14并保持不漏氣，打開閥門12將抽采管出口 13與抽采管路相連，進行瓦斯抽采。
[0019]步驟六:二次排水時，重復步驟四和步驟五。
【主權項】
1.一種俯孔排水提高瓦斯抽采結構，它包括孔內結構(A)通過孔內和孔外連接部分(10)與孔外排水裝置(B)連通，其特征在于:孔內結構(A)包括集氣室(I)和抽采管(8)連通，集氣室(I)位于孔內結構(A)前端，抽采管(8)從集氣室(I) 一端向外依次通過馬麗散棉紗封堵段(4)和注漿封堵段(6)固定；排水管(7)設置于抽采管(8)內；孔外排水裝置(B)包括抽采管連接管(11)與抽采管(8 )連通，排水管(7 )孔外長度與抽采管連接管(11)長度相同，排水管(7 )外端口設置排水出口螺絲(16 )排水出口螺母(17 );抽采管連接管(11)側面開口與瓦斯抽采出口(13)和壓風入口及測流孔(14)相通。2.根據權利要求1所述的一種俯孔排水提高瓦斯抽采結構，其特征在于:瓦斯抽采出P (13)設置閥門(12)。3.根據權利要求1所述的一種俯孔排水提高瓦斯抽采結構，其特征在于:壓風入口及測流孔(14)與壓風管(15)連通。4.根據權利要求1所述的一種俯孔排水提高瓦斯抽采結構，其特征在于:抽采管(8)前端l-3m為抽采管篩孔段(3)，抽采管篩孔段(3)每隔50mm打一個直徑1mm小孔。5.根據權利要求1所述的一種俯孔排水提高瓦斯抽采結構，其特征在于:排水管(7)前端l-3m為排水管篩孔段(2)，排水管篩孔段(2)每隔50mm打一個直徑1mm小孔。6.如權利要求1-5之一所述的一種俯孔排水提高瓦斯抽采結構的實施方法，其特征在于:包含以下步驟: 步驟一:在抽采管(8)前端l-3m處每隔5cm加工一個孔徑為Icm的小孔作為篩孔段(3)； 步驟二:在篩孔段(3)后先將馬麗散綁在抽采管(8)上，然后螺旋式纏繞棉紗將馬麗散包裹在抽采管(8)上，形成馬麗散棉紗封堵段(4)，然后取下馬麗散袋上截止閥，將其里面的兩部份混合均勻，送入孔內，待馬麗散膨脹過后注入水泥砂漿，形成注漿封堵段(6);將排水管(7)前段l-2m每隔5cm打一個Icm小孔形成排水管篩孔段(2)，并將排水管(7)通過抽采管(8)插入鉆孔底部，形成孔內結構(A); 步驟三:將孔外部分(B)插入抽采管(8)內并用鐵絲纏繞，形成孔內結構(A)和孔外結構(B)相連部分(10); 步驟四:關閉閥門(12)，將壓風軟管(15) —端連接壓風入口及測流入口(14)另一端連接壓風管路，打開排水出口螺絲(16)，打開壓風，使風流隨著風流方向(18)進入孔內結構(A)，并靠風壓將孔內積水沿著水流方向(19)將水通過該結構排出空外； 步驟五:孔內水排出后，將排水出口螺絲(16)上好并保持不漏氣，關閉壓風入口(14)并保持不漏氣，打開閥門(12)將抽采管出口(13)與抽采管路相連，進行瓦斯抽采； 步驟六:二次排水時，重復步驟四和步驟五。
【專利摘要】本發明公開了一種俯孔排水提高瓦斯抽采結構，它包括孔內結構（A）通過孔內和孔外連接部分（10）與孔外排水裝置（B）連通，其特征在于：孔內結構（A）包括集氣室（1）和抽采管（8）連通，集氣室（1）位于孔內結構（A）前端，抽采管（8）從集氣室（1）一端向外依次通過馬麗散棉紗封堵段（4）和注漿封堵段（6）固定；排水管（7）設置于抽采管（8）內；孔外排水裝置（B）包括抽采管連接管（11）與抽采管（8）連通，排水管（7）孔外長度與抽采管連接管（11）長度相同，排水管（7）外端口設置排水出口螺絲（16）排水出口螺母（17）；抽采管連接管（11）側面開口與瓦斯抽采出口（13）和壓風入口及測流孔（14）相通。
【IPC分類】E21F16/00, E21F7/00
【公開號】CN105114119
【申請號】CN201510516492
【發明人】不公告發明人
【申請人】貴州大學
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年8月21日