[发明专利]一种矿井水害救援钻孔孔底空气保压通风装置及方法

说明书

本发明涉及矿井钻孔技术领域，尤其是涉及一种矿井水害救援钻孔孔底空气保压通风装置，包括钻杆，所述钻杆内部中空，构成了井下受困人员的空间与地面连通的通道，所述通道可通过阀门进行打开和关闭；所述钻杆的外侧设有膨胀胶囊，所述膨胀胶囊可通过通入气体和排出气体实现膨胀和收缩；所述膨胀胶囊设在靠近钻孔底部的位置，所述钻杆位于地面的位置设有进风管，所述进风管连接有风机，所述钻杆与孔壁之间设有贯穿所述膨胀胶囊的排气管。与所述进气管一体地还带有营养液输入口，所述营养液输入口与营养液泵相连，以便向井下人员输送营养液。本发明还提供了一种矿井水害救援钻孔孔底空气保压通风的方法。

技术领域

本发明涉及矿井钻孔救援领域，尤其是涉及一种矿井水害救援钻孔孔底空气保压通风装置及方法。

背景技术

我国煤矿水害频发，每年都有重大事故发生，造成数以十计的人员死亡，其中大部分人员的死亡是因为救援钻孔空气外泄，避难空间二次受淹所造成的。

我国水文地质类型复杂、极复杂煤矿达数百座，都存在着突水的威胁，国家煤矿监察局资料，我国煤矿水害死亡势头没有得到遏制，未来突水的风险依然很大。水害发生时，常有人员被困于井下“气泡”之中，但是因为“气泡”泄气的问题一直没有解决，避难空间二次受淹致人死亡的灾害经常发生。

现有的方法在孔口附近设置阻挡进行保压，适于覆岩裂隙不发育、不含水的受淹矿井的空气保压、通风和补给的救援，但是不能防止地下水从钻孔流入井下，也不能防止孔壁裂隙漏气、泄压，给受困人员带来二次伤害。

发明内容

本发明的目的在于提供一种矿井水害救援钻孔孔底空气保压通风补给装置，能够对矿井内的环境进行保压和通风，保持矿井内空气满足受困人员生存的条件，保障矿井内受困人员不至于窒息或受淹。

本发明提供一种矿井水害救援钻孔孔底空气保压通风装置，包括钻杆，所述钻杆用于形成地下矿井的地面钻孔，所述钻杆内部中空，构成了与外界连通的通道，所述通道可通过阀门进行打开和关闭；所述钻杆的外侧套设有膨胀胶囊，所述膨胀胶囊可通过通入气体和排出气体实现膨胀和收缩；所述膨胀胶囊设在靠近钻孔底部的位置，所述膨胀胶囊设有接口与地面的空压机和空气增压泵相连，所述钻杆位于地面的位置设有进风管，所述进风管连接有风机，所述钻杆与孔壁之间设有贯穿所述膨胀胶囊的排气管，所述排气管通往地面，并与电磁泄压阀相连。

优选地，所述钻杆上设有用于控制所述钻杆内通道通断的第一阀门。

优选地，所述第一阀门上方的钻杆上还设有第二阀门，用于控制所述钻杆内通道的通断，所述进风管设在所述第一阀门和所述第二阀门之间。

优选地，所述第二阀门上方的钻杆上还设有第三阀门，用于控制所述钻杆内通道的通断。

优选地，所述进风管上还设有营养液泵接口，用于向矿井内输送营养液。

优选地，所述电磁泄压阀预设有气压阈值。

一种实现矿井水害救援钻孔孔底空气保压通风的方法，所述方法应用于上述矿井水害救援钻孔孔底空气保压通风装置，所述方法包括以下步骤：

S1：在确定的钻孔位置实施通向井下被困人员空间进行钻探作业；

S2：在距离受困人员巷道顶板3m时，换上带有膨胀胶囊的钻杆，继续钻探，使得矿井与外界相通；

S3：关闭第一阀门，保证钻杆内部的通道不泄气，同时向膨胀胶囊内充入空气，使得膨胀胶囊与孔壁紧密贴合，完成钻孔止水和井下空间的空气保压；

S4：关闭第二阀门，从进风管向钻杆内通道通入新鲜空气，开启第一阀门，新鲜空气通过钻杆进入到井下，当气压达到电磁泄压阀阈值时，电磁泄压阀开始排气，低于气压阈值时，电磁泄压阀关闭，这样井下就保持通风状态。

优选地，还包括S5：通过营养液泵接口向井下灌输营养液，实现了对井下人员的定时营养补给。