[发明专利]扇形缝槽衍生钻孔抽采瓦斯的方法

说明书

本发明涉及一种扇形缝槽衍生钻孔抽采瓦斯的方法，属于煤矿安全领域，针对常规扇形布置形式的钻孔抽采瓦斯需开设钻场而引发的施工周期长、工程量大以及需进行多次钻孔封堵造成的人员劳动强度大的问题，采用角度可调的自摆装置与掏槽施工工艺相结合的方法，在回采工作面的煤体内施工扇形缝槽，而后应用钻机通过扇形缝槽向煤体内施工扇形钻孔，将多根带有筛孔管的抽采管材放入到扇形缝槽后，随即进行封堵作业，并将抽采管材与煤矿井下瓦斯抽采管道连接，进而实施煤层瓦斯抽采。

技术领域

本发明属于煤矿安全领域，涉及一种扇形缝槽衍生钻孔抽采瓦斯的方法。

背景技术

煤层的透气性普遍较低，瓦斯抽采是防治煤与瓦斯突出的主要技术措施，探索更为有效的抽采瓦斯的措施显得更重要。目前，由于受煤层瓦斯地质条件的限制，诸多矿井尚不适宜于采用先进的长距离定向钻孔抽采煤层瓦斯工艺，仍然采用布置倾向钻孔的方式实施瓦斯抽采，其中扇形布置形式的钻孔应用较为广泛，这是由于扇形钻孔的挪钻频次相对较少，且对钻进设备的要求较低。同时，在诸多采用平行钻孔抽采煤层瓦斯的回采工作面，若某区域内煤体的瓦斯抽采效果相对较差，恐难在回采前实现抽采达标，故该种条件下亦采用扇形布置的钻孔对抽采效果差的区域实施强化抽采或补充措施，旨在保障矿井的安全生产。因此，扇形布置的钻孔抽采煤层瓦斯仍旧是我国诸多矿井实施瓦斯灾害治理的措施。但由于扇形钻孔的施工往往需要在煤巷内开设钻场，而钻场的施工周期相对较长，工程量大，因而其成本较高；此外，在钻场内施工完瓦斯钻孔后，需立即对钻孔进行封堵，由于钻场内往往需施工几个甚至十几个瓦斯抽采钻孔，故封孔作业的频次高，也增加了人员的劳动强度。故，以扇形布置形式的钻孔抽采煤层瓦斯为出发点，寻求某种适宜的钻孔施工及抽采煤层瓦斯工艺，解决常规扇形布置形式的钻孔抽采瓦斯需开设钻场而引发的施工周期长、工程量大以及需进行多次钻孔封堵造成的人员劳动强度大的问题，是煤矿安全科技工作者亟需解决的关键技术难题之一。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种提供扇形缝槽衍生钻孔抽采瓦斯的方法，针对常规扇形布置形式的钻孔抽采瓦斯需开设钻场而引发的施工周期长、工程量大以及需进行多次钻孔封堵造成的人员劳动强度大的问题，采用角度可调的自摆装置与掏槽施工工艺相结合的方法，在回采工作面的煤体内施工扇形缝槽，而后应用钻机通过扇形缝槽向煤体内施工扇形钻孔，将多跟带有筛孔管的抽采管材放入到扇形缝槽后，随即进行封堵作业，并将抽采管材与煤矿井下瓦斯抽采管道连接，进而实施煤层瓦斯抽采。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种扇形缝槽衍生钻孔抽采瓦斯的方法，包括以下步骤：

S1：应用钻机在回采工作面顺槽内的煤壁上沿煤层的倾向方向施工一个中心导向孔，其孔深为后续施工的扇形缝槽的边界；将掏槽钻头置于中心导向孔内，并连接好万向结与驱动杆；调节角度可调的自摆装置上丝杆的位置，使其驱动旋转滑块在输入旋转杆的轴向方向上移动；并同时将驱动杆与钻机的夹持装置通过若干指形联轴器连接；而后开启电机使输入旋转杆发生转动，进而使得球形四杆结构将输入旋转杆的旋转运动转换为摆动杆的摆动，同时开启钻机，使得若干指形联轴器带动驱动杆产生旋转运动，进而驱动掏槽钻头在定位方框的约束下对中心导向孔周围煤体进行切削，形成圆弧；而后逐步增加驱动杆与拉杆使得掏槽钻头逐步切削至预定位置，最终在回采工作面煤体内形成扇形缝槽；

S2：待扇形缝槽施工完毕后，移走角度可调的自摆装置，并将掏槽钻头与万向结退出扇形缝槽；通过煤矿井下的压风管将高压空气送至扇形缝槽内，将扇形缝槽内的煤屑喷吹至回采工作面的顺槽内；

S3：将钻机移动至扇形缝槽口，并连接好钻杆与钻头后，沿扇形缝槽的弧形上向煤体内施工若干钻孔；然后退出钻杆与钻头，并移走钻机；