[实用新型]一种水力冲孔后应力快速平衡的充填抽采装置

说明书

本实用新型提出了一种水力冲孔后应力快速平衡的充填抽采装置，用以解决水力冲孔卸压增透形成的空洞，制约巷道高效掘进和煤层安全开采的问题；包括抽采筛管、封孔管、充填管、储液灌、煤粒仓、混合装置和注浆泵，所述抽采筛管设置在冲孔孔洞内，抽采筛管外侧固定有筛网；所述抽采筛管下部与封孔管相连接，封孔管设置在抽采钻孔中，封孔管下部与设置在底抽巷的抽采支管相连接；所述充填管的出口设置在冲孔孔洞内，充填管上设有注浆泵，充填管下部与混合装置相连接，混合装置分别与储液灌和煤粒仓相连接。本实用新型不降低煤的品质，有效地防止了冲孔孔洞中瓦斯积聚、应力突然释放，增大了钻孔抽采半径，对提高煤层瓦斯抽采率有着显著效果。

技术领域

本实用新型涉及煤矿开采中空洞充填的技术领域，尤其涉及一种水力冲孔后应力快速平衡的充填抽采装置，实现软煤水力冲孔后形成较大孔洞充填防止孔洞瓦斯积聚、应力突然释放以及防止孔洞坍塌维持的孔洞平衡。

背景技术

我国的能源储存现状是“富煤、贫油、少气”，煤炭开采在我国国民经济发展中占有重要地位。但是，我国煤矿瓦斯地质条件十分复杂，煤层瓦斯含量高、渗透率低。矿井瓦斯抽采普遍存在抽采浓度低、流量小、效果差的特点，采掘过程中瓦斯灾害严重。针对这一难题，相继研究出水力割缝、水力冲孔、水力掏槽等一系列卸压增透措施来消除煤层突出的危险性。卸压增透措施通过钻孔排出了大量煤体，增加了煤层内的裂隙通道，提高了煤层透气性，但在煤层内形成空洞，形成潜在的危险源----“瓦斯包”；煤体内部应力分布不均，造成后期采掘过程支护困难，严重制约了巷道的高效掘进和煤层的安全开采。目前，针对采空区以及钻孔进行充填的设备种类较多，基本都为注水泥砂浆或化学制剂，只能起到加固作用，不能进行瓦斯抽采；只能通过在充填钻孔周围重新施工钻孔进行抽采，大大增加了施工量，降低了钻孔的利用率。同时，由于注入了大量非煤物质，会不同程度的降低采掘时煤的品质，影响煤炭销售给后期洗选增加难度。所以，一种既能卸压增透，又可以防止瓦斯积聚、内应力不均，还能保证钻孔的透气性的充填方法及装置对改善煤矿安全生产状况具有重要意义。

实用新型内容

针对卸压增透容易形成空洞，制约巷道高效掘进和煤层安全开采的技术问题，本实用新型提出一种水力冲孔后应力快速平衡方法及装置，冲孔后用高携砂能力的胍胶将筛选出强度较高的一二类煤颗粒压入冲孔孔洞中，在保证不降低煤的品质的情况下，有效地防止了冲孔孔洞中瓦斯积聚和应力突然释放，增大钻孔的抽采半径。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：一种水力冲孔后应力快速平衡的充填抽采装置，包括抽采筛管、封孔管、充填管、储液灌、煤粒仓、混合装置和注浆泵，所述抽采筛管设置在冲孔孔洞内，抽采筛管外侧固定有筛网；所述抽采筛管下部与封孔管相连接，封孔管设置在抽采钻孔中，封孔管下部与设置在底抽巷的抽采支管相连接；所述充填管的出口设置在冲孔孔洞内，充填管上设有注浆泵，充填管下部与混合装置相连接，混合装置分别与储液灌和煤粒仓相连接。

所述筛网为16目的筛网，筛网为圆柱形筛网，筛网的直径大于抽采筛管，筛网的长度为钻孔见煤段长度，筛网两端通过扎带固定在抽采筛管上。

所述充填管固定在距离抽采筛管的端头30-50cm处。

所述煤粒仓设置在混合装置的上方，煤粒仓中的煤粒为在选取煤矿井下煤层未受破坏、沉积结构清晰或条带结构能够识别的区域，采掘质地坚硬的块煤井下进行破碎，并筛选出5~10目煤粒；所述储液灌设置有胍胶，胍胶为0.45%的胍胶，胍胶与煤粒在混合装置中进行充分混合。

本实用新型的有益效果：通过冲孔形成较大直径的孔洞，增加有效抽采半径，利用胍胶的高携砂能力将筛选出强度较高的一二类煤颗粒送入冲孔孔洞中，既防止了冲孔后煤层内部应力分布不均匀和冲孔孔洞中“瓦斯包”的形成，又因为充填的是颗粒较大的颗粒煤，对煤储层的污染较小，钻孔的透气性得到保障，也不存在充填其他物质造成煤的品质降低后期洗选困难等问题。本实用新型在保证不降低煤的品质的情况下，有效地防止了冲孔孔洞中瓦斯积聚、应力突然释放，增大了钻孔抽采半径，对提高煤层瓦斯抽采率有着显著效果。