[发明专利]老空水疏放钻孔防堵装置

说明书

技术领域

本发明属矿井探放水技术领域，涉及矿井采空区积水疏放装置，具体指一种采空区老空水钻孔疏放防堵孔装置。

背景技术

煤矿生产过程中，煤层开采后会形成采空区，由于顶板冒落后采空区跨落物不密实有空隙，一段时间后采空区会有积水现象，这种积水被称为老空水。采空区老空水的积水量大小与该采空区附近的水源补给程度有关，一般情况下老空区都有积水存在，且时间越长积水越多。老空水是矿井面临的基本水害之一，上层老空水会威胁下层煤层的开采，高位同层老空水会威胁低位同层煤层的开采。

探放水是防治老空水的基本方法和手段，探放水包括“探水”和“放水”两项内容，若老空区无水，探查后可进行正常采掘活动，若老空区有水则需要采取疏放措施将水疏干，之后再开始采掘作业。探放水实施中一般利用钻机在下层煤巷道朝上层煤采空区打钻孔，或者在同层低处巷道朝高处采空区打钻，因此探放水钻孔基本都是上仰孔甚至是垂直上仰孔。

由于采空区在积水过程中底部沉淀有煤泥岩粉等碎屑类细颗粒物质，故探放水钻孔打通采空区底板疏放老空水时，随着水流下泄，泥质物被携带进入钻孔，故放水中探放水钻孔的出口端经常会出现堵塞现象，使老空水得不到疏放或者钻孔的老空水放水量极小。

对于钻孔被堵塞，常见的处理方法一是利用钻机反复多次透孔，将淤积物疏通，然后透开水流进行放水；二是通过多打钻孔进行多孔放水。这两种方法存在的问题是：1、钻探工作量大、工程成本高、耗费时间长，钻机透开孔移走后若堵孔还得再搬回来再次重复透孔；2、现有方法和工艺未能从根本上有效地解决钻孔被堵塞，不能保证撤钻后钻孔放水中不发生再次堵塞水流的问题。

发明内容：

本发明的目的要提供一种老空水钻孔疏放防堵孔装置，以克服现有方法存在的费工、费时、成本高，同时不能有效解决钻孔堵孔的问题。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：一种老空水钻孔疏放防堵孔装置，其特征在于：包括从上到下依次联接的钻头、支撑管、短节和支撑管上设置的扩张机构，钻头和支撑管上均设置有泄水孔且两者之间通过螺纹联接，支撑管和短节通过花键联接，支撑管的管壁内径上大下小，过渡处设置有变径台阶，所述的扩张机构包括上支撑环、弹簧、下支撑环和连杆机构，上支撑环和下支撑环分别和弹簧的两端连接，两连杆机构的两个自由端部分别固定于上支撑环和下支撑环，两连杆机构设置于管壁上开设的垂向滑槽中，上支撑环固定连接于支撑管的内壁。

上述上支撑环固定连接于变径台阶上。

上述岩心管钻头和支撑管之间联接有连接管。

对比可知，现有技术仅仅通过疏通钻孔并借助水流冲开孔端已堵泥质物，但由于老空区内充填物的成分复杂，有煤块、煤泥、碎石、岩粉等物质，随着老空水在放水中流动，水流携带泥质物可能重新汇集孔口并再次堵塞钻孔，使问题再度显现。本发明改变了现有技术在解决堵孔中的不确定性和低保证性，不是设法疏通泥质物，而是突破性地提出通过预埋管防止泥质物进入钻孔的防堵方法，在钻孔顶端的采空区底部预先埋设支撑管，并使预埋管管口高出泥质层，从而使大量的老空水可通过再造的高位孔口自由流下，同时泥质物一般不会进入钻孔，减少了钻孔被堵塞隔水的可能性，极大增加了单个钻孔疏放老空水的成功率。

与现有技术相比，本发明具以下优点：

1、利用支撑管做假孔并穿透泥质层，疏放水中阻挡泥质物流入钻孔，可从根本上有效防止钻孔被堵塞；

2、采用本方法探放水工程中无需反复透孔或重新移钻打孔，节省了钻探工程量和工程时间，极大地提高了工作效率，减少了工程成本；

3、本装置机构简单，便于加工制作；

4、本装置使用方便简捷，便于现场人员操作使用；

5、本装置适用性强，可适用于井下各种回转钻机和钻具。

附图说明

图1为实施中本装置在钻孔中钻进；

图2为实施中本装置进入老空区后支撑杆打开和退钻；

图3为本装置支撑管及短节A-A剖视图；

图4为本装置支撑管及短节B-B剖视图；

附图标记说明如下：

1-钻头，2-支撑管，3-泄水孔，4-弹簧，5-支撑杆，6-上支撑环，7-短节，8-滑槽,9-下支撑环。

具体实施方式

    下面结合附图对本发明进行详细地说明。

实施例1