[发明专利]煤矿采空区积水近距离疏放钻孔孔口管装置及其固结方法

说明书

本发明涉及一种煤矿采空区积水近距离疏放钻孔孔口管装置及其固结方法，装置包括孔口固定盘、套管、膨胀胶囊、管内堵头和花管，所述孔口固定盘为空心圆柱台结构，所述套管的底端贯通孔口固定盘，所述套管的顶端内置管内堵头，且所述套管的中上部留设多个出浆孔，所述管内堵头为圆柱体结构，所述套管、膨胀胶囊和花管之间利用通径接手依次丝扣连接；由此可见，本发明结构简单，操作方便，有效解决现在存在的孔口管难以固结、钻孔易堵孔钻机占用时间长的问题，通过改进采空区疏放水钻孔的孔口管结构，实现套管的可靠固结并减少疏放水过程中钻机的占用时间。

技术领域

本发明涉及矿井防治水的技术领域，尤其涉及一种煤矿采空区积水近距离疏放钻孔孔口管装置及其固结方法。

背景技术

煤矿采空区积水具有水压高、有害气体混杂、泥砂含量高等特点，威胁周边采掘工程的人员安全，并可能造成淹没工作面、采区等严重后果。采掘活动中，需采用常规钻孔、定向钻孔或束状钻孔将采空区积水彻底疏放，以保障矿井安全。各种疏放水钻孔施工过程中均需安装孔口管并采用水泥固结，保证孔口管闭与周边岩煤体紧密结合，采空区积水疏放过程中可随时利用闸阀将其关闭且钻孔周边不会漏水、漏气，确保疏放水量、有害气体等整体可控。常规套管固结采用孔口封闭注浆，浆液沿套管内送到孔底并返出到套管和岩体的环状空间将其充填，凝固后即可达到固管效果。

在近距离煤层群下行式开采、小煤柱采空区周边的新工作面巷道掘进过程中，掘进工作面常面临距离较近的顶部、侧方采空区积水威胁，需要对距离较近的采空区积水进行疏放。疏放水钻孔往往在尚未下套管时已经揭露积水区，孔口出水流量大、有害气体集中涌出，均处于不可控状态。该条件下环状空间集中涌水，水泥浆液无法固结，且有害气体持续涌出。同时，采空区内部淤泥、煤块等易造成堵孔，需配套钻机频繁透孔，使得疏放水效率低。

为此，本发明的设计者有鉴于上述缺陷，通过潜心研究和设计，综合长期多年从事相关产业的经验和成果，研究设计出一种煤矿采空区积水近距离疏放钻孔孔口管装置及其固结方法，以克服上述缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种煤矿采空区积水近距离疏放钻孔孔口管装置及其固结方法，其结构简单，操作方便，有效解决现在存在的孔口管难以固结、钻孔易堵孔钻机占用时间长的问题，通过改进采空区疏放水钻孔的孔口管结构，实现套管的可靠固结并减少疏放水过程中钻机的占用时间。

为实现上述目的，本发明公开了一种煤矿采空区积水近距离疏放钻孔孔口管装置，包括孔口固定盘、套管、膨胀胶囊、管内堵头和花管，其特征在于：

所述孔口固定盘为空心圆柱台结构，所述套管的底端贯通孔口固定盘，所述孔口固定盘设有凸缘，所述凸缘上等距间隔设有多个钢丝绳固定孔以用于孔口的连接固定，所述套管的顶端内置管内堵头，且所述套管的中上部留设多个出浆孔，所述套管的底端还设有通孔以供螺栓贯穿固定，所述孔口固定盘上对应设有供螺栓贯穿的贯孔，所述管内堵头为圆柱体结构，所述套管、膨胀胶囊和花管之间利用通径接手依次丝扣连接。

其中：所述管内堵头的内部为木质圆柱体，所述木质圆柱体的直径小于套管，外部用海带缠绕并固定。

其中：所述多个出浆为4个直径3cm的出浆孔，各出浆孔间隔一定角度和一定距离设置，所述一定角度为90度，所述一定距离为20cm。

其中：所述花管的周缘设有多排直径3cm、间距20cm的出水孔，其顶部用盖板封堵。

其中：多排出水孔间隔且交错设置。

其中：所述膨胀胶囊串联安装2～3个。

其中：所述套管由多个小节组合，多个小节之间通过丝扣连接。

其中：所述膨胀胶囊连接有加压管，所述加压管的末端设有加压管接头。

还公开了一种煤矿采空区积水近距离疏放钻孔孔口管固结方法，其特征在于包括以下步骤：