[发明专利]一种煤矿井下含水煤层下向钻孔泡沫排水抽气装置及方法

说明书

本发明属于煤矿井下煤层瓦斯抽采领域，涉及一种煤矿井下含水煤层下向钻孔泡沫排水抽气装置及方法，包括设置在下向钻孔内的筛孔管，该筛孔管远离下向钻孔的一端连接有抽采管，该抽采管上连通有消泡箱，该消泡箱上还连接有瓦斯抽采管，该瓦斯抽采管连通有瓦斯抽采系统；还包括设置在下向钻孔内的圆钢管，圆钢管远离下向钻孔的一端匹配连接有泡排棒自动喷射装置；泡排棒自动喷射装置包括与圆钢管连接的用于泡排棒投放的喷射枪，该喷射枪通过连接线连接有中央处理器，泡排棒自动喷射装置还包括设置在喷射枪上的智能闸阀；本发明通过泡排棒与水发生反应，经济高效的对井下含水煤层下向钻孔进行泡沫排水，促进煤层瓦斯的抽采。

技术领域

本发明属于煤矿井下煤层瓦斯抽采领域，涉及一种煤矿井下含水煤层下向钻孔泡沫排水抽气装置及方法。

背景技术

在井下含水煤层下向钻孔瓦斯抽采过程中，存在施工积水及煤层涌水问题，将对煤层瓦斯抽采造成很大程度的影响，导致瓦斯抽采效果不佳。如果煤层瓦斯具有的能量足够大，下向钻孔内的积水将在上升气流的推动和搅动作用下被带出孔口；如果煤层瓦斯自身具有的能量不足以将孔内积水带出，积水则会由于滑脱效应，在煤层瓦斯气流举升过程中逐渐在钻孔孔底区聚积，随着一段时间的积累，这些液体将汇集于孔底，形成液柱，对煤层瓦斯产生额外的静水回压，导致煤层瓦斯抽采能力持续下降，从而对下向钻孔煤层瓦斯抽采效果造成比较严重影响，更严重时会导致下向抽采钻孔水淹停产甚至致使钻孔报废。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种煤矿井下含水煤层下向钻孔泡沫排水抽气装置及方法，经济高效的对井下含水煤层下向钻孔进行泡沫排水，并促进煤层瓦斯的抽采。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种煤矿井下含水煤层下向钻孔泡沫排水抽气装置，用于下向钻孔的积水排放以及煤层瓦斯的抽采，包括设置在下向钻孔内的筛孔管，该筛孔管远离下向钻孔的一端连接有抽采管，该抽采管上连通有消泡箱，该消泡箱上还连接有瓦斯抽采管，该瓦斯抽采管连通有瓦斯抽采系统；

还包括设置在下向钻孔内的中空的圆钢管，圆钢管远离下向钻孔的一端匹配连接有泡排棒自动喷射装置；

泡排棒自动喷射装置包括与圆钢管连接的用于泡排棒投放的喷射枪，该喷射枪通过连接线连接有中央处理器，泡排棒自动喷射装置还包括设置在喷射枪上的智能闸阀，该智能闸阀与中央处理器匹配连接。

可选的，筛孔管的长度尺寸与下向钻孔深度尺寸相匹配，使筛孔管全程置于下向钻孔的积水内。

可选的，圆钢管的长度尺寸小于下向钻孔的深度尺寸，且确保圆钢管朝向下向钻孔的一端不与下向钻孔内的积水相接触。

可选的，中央处理器上还安装有LED显示器，用于显示抽采实时数据。

可选的，消泡箱内在抽采管与瓦斯抽采管之间还设置有消泡剂，用于泡沫和积水与煤层瓦斯的分离。

可选的，该消泡箱上还开设置有排水口，该排水口上设置有第一闸阀。

可选的，抽采管上还设置有第二闸阀，用于控制抽采流量。

一种煤矿井下含水煤层下向钻孔泡沫排水抽气方法，应用如上述的一种煤矿井下含水煤层下向钻孔泡沫排水抽气装置，包括以下步骤：

A、在含水煤层的下向钻孔中放置筛孔管并用抽采管与该筛孔管相连接，同时在下向钻孔接入圆钢管至下向钻孔内水平面上方；

B、将下向钻孔的孔口至下向钻孔内8～10m范围内封堵严密，形成钻孔封孔段；

C、将圆钢管与泡排棒自动喷射装置连接，抽采管路连接至消泡箱，同时将瓦斯抽采管接入瓦斯抽采系统；

D、通过中央处理器控制喷射枪向下向钻孔内喷射泡排棒，泡排棒在化学作用下遇水产生反应，降低水的表面张力，同时借助于煤层瓦斯抽采气流的搅动作用，把水分散并生成大量低密度的泡沫；