下向抽采钻孔压抽系统及其排水方法 |
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| 申请号 | CN201910783812.0 | 申请日 | 2019-08-23 | 公开(公告)号 | CN110359950B | 公开(公告)日 | 2024-04-16 |
| 申请人 | 淮南矿业(集团)有限责任公司; | 发明人 | 刘宇飞; 王康健; 葛新玉; 李磊; 王磊; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了下向抽采钻孔压抽系统及其排 水 方法，包括抽采组件、第一压气管路、第二压气管路、抽采软管、集水器、压气 排水管 及钻孔；所述第二压气管路连接在抽采组件上；所述第二压气管路上设有第二气 阀 ；所述抽采软管间隔等距连接在抽采组件的底部，所述抽采软管的另一端插入到钻孔孔口处；所述抽采组件的底部设有出水口；所述压气排水管嵌套在抽采软管内，所述压气排水管的一端插入至钻孔的孔底处，所述压气排水管的另一端穿出抽采软管，且连接在集水器上；所述第一压气管路连接在集水器上，所述第一压气管路上设有第一气阀；所述第一压气管路、第二压气管路均与压 风 源连接，本发明，排水效率高，钻孔内排水彻底。 | ||||||
| 权利要求 | 1.采用下向抽采钻孔压抽系统的排水方法，其特征在于：所述下向抽采钻孔压抽系统包括抽采组件、第一压气管路、第二压气管路、抽采软管、集水器、压气排水管及钻孔；所述第二压气管路连接在抽采组件上；所述第二压气管路上设有第二气阀；所述抽采软管间隔等距连接在抽采组件的底部，所述抽采软管的另一端插入到钻孔孔口处；所述抽采组件的底部设有出水口；所述压气排水管嵌套在抽采软管内，所述压气排水管的一端插入至钻孔的孔底处，所述压气排水管的另一端穿出抽采软管，且连接在集水器上；所述第一压气管路连接在集水器上，所述第一压气管路上设有第一气阀；所述第一压气管路、第二压气管路均与压风源连接； |
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| 说明书全文 | 下向抽采钻孔压抽系统及其排水方法技术领域[0001] 本发明涉及下向抽采钻孔排水技术领域，具体为下向抽采钻孔压抽系统及其排水方法。 背景技术[0002] 下向钻孔过程中遇到充水水源时，会导致钻孔施工及封孔注浆难度较大，特别是对瓦斯抽采效果影响巨大。 [0003] 现有的排水方法有很多，其中如专利申请号为CN201710797142.9的专利文件，在抽取瓦斯的管道上增设气水分离器，且在钻孔位置设置有抽水管路，整体思路为将水抽离钻孔，或者如专利申请号为CN201320027859.2的专利文件，在钻孔内设有两管路，其中一条管路通入气体，另一管路连接排水设置。但是这些排水方式均存有一定的弊端，其中，最为明显的是，排水后，抽采管内积存一定的水量无法排除。 发明内容[0004] 本发明所要解决的技术问题在于：如何解决下向抽采钻孔排水后，抽采管内仍会积存一定的水量的问题。 [0005] 为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：下向抽采钻孔压抽系统，包括抽采组件、第一压气管路、第二压气管路、抽采软管、集水器、压气排水管及钻孔；所述第二压气管路连接在抽采组件上；所述第二压气管路上设有第二气阀；所述抽采软管间隔等距连接在抽采组件的底部，所述抽采软管的另一端插入到钻孔孔口处；所述抽采组件的底部设有出水口；所述压气排水管嵌套在抽采软管内，所述压气排水管的一端插入至钻孔的孔底处，所述压气排水管的另一端穿出抽采软管，且连接在集水器上；所述第一压气管路连接在集水器上，所述第一压气管路上设有第一气阀；所述第一压气管路、第二压气管路均与压风源连接。 [0006] 首先，关闭第二气阀，打开第一气阀，压风源向第一压气管路内压风，空气通过集水器进入到压气排水管内，然后向钻孔内压风，同时结合抽采组件的抽吸作用，使得钻孔内的液位上升，并通过抽采软管进入到抽采组件内，且在抽采组件内瓦斯气体向上飘，液体向下落，液体通过出水口排出，通过压风源给与的正压压力及抽采组件的负压吸力，将钻孔内的水排出，双动力排水，排水效率更高；待出水口无液体排出时，关闭第一气阀，打开第二气阀，压风源向第二压气管路内压风，空气通过抽采组件及抽采软管进入到钻孔内，空气将钻孔内液体压入到集水器中，液体排出，在空气经过抽采组件进入到钻孔时，因压气排水管的端口插入到钻孔的孔底，能够将钻孔孔底从抽采软管无法排出的液体及煤粉等杂质通过压气排水管及集水器排出，钻孔内排水更彻底。 [0007] 所述抽采组件包括瓦斯抽采管、瓦斯连接管及合茬多通；所述瓦斯抽采管与合茬多通通过瓦斯连接管连通，所述瓦斯抽采管设置在合茬多通的上方；所述第二压气管路连接在瓦斯连接管上；所述抽采软管连接在合茬多通上；所述出水口设置在瓦斯连接管的底端。 [0008] 在压风源向第一压气管路内压风时，钻孔内瓦斯气体及液体经过抽采软管进入到合茬多通内，其中瓦斯气体在瓦斯抽采管的抽采动力下，沿着瓦斯连接管进入到瓦斯抽采管内，而液体则沿着合茬多通进入到瓦斯连接管的底部，并从其底部的出水口排出。 [0009] 所述瓦斯连接管与瓦斯抽采管的连接处设置有蝶阀。 [0010] 在压风源向第一压气管路内压风时，蝶阀对瓦斯抽采管的抽采动力进行控抽，并产生微负压，引导瓦斯气体进入到瓦斯抽采管内。 [0011] 所述集水器的顶部与瓦斯抽采管之间连接有回气管；所述回气管上设有第三气阀；所述集水器的底部一侧连接有第二出水管；所述第二出水管上设置有第二出水阀。 [0012] 在压风源向第二压气管路压风时，钻孔内的液体及瓦斯气体会进入到集水器中，此时，气体向集水器的上方飘去，通过回气管进入到瓦斯抽采管的内部，液体会从集水器底部一侧的第二出水管排出，实现气水分离，避免瓦斯气体从第二出水管排出，既能提高瓦斯的回收利用率，又能防止瓦斯逸散造成危险事故的发生。 [0013] 所述出水口的底部通过第一出水管连接有自动放水器；所述第一出水管上设置有第一出水阀。 [0014] 在压风源向第一压气管路内压风时，钻孔内的液体通过出水口及第一出水管进入到自动放水器中，方便引导液体从出水口处排出。 [0015] 在对钻孔进行排水时，先关闭第二气阀，打开第一气阀，使得压风源向第一压气管路内压风，空气通过集水器进入到压气排水管内，然后向钻孔内压风，使得钻孔内的液位上升，同时瓦斯抽采管有一个抽采负压力，使得瓦斯抽采管依次通过瓦斯连接管、合茬多通及抽采软管对钻孔内的液体及瓦斯气体进行抽采，钻孔内的液体在抽吸正负压的结合下进入到瓦斯连接管内，然后气体在瓦斯抽采管的抽吸作用下进入到位于合茬多通上方的瓦斯抽采管内，液体则通过瓦斯连接管底部设置的出水口排出，并沿着第一出水管进入到自动放水器内，其中，压气吹水，抽采吸水，正负压结合，排水效率高；待自动放水器排水结束后，关闭第一气阀，打开第二气阀，压风源向第二压气管路内压风，空气依次经过瓦斯连接管、合茬多通及抽采软管进入到钻孔内，空气将钻孔孔底的煤粉及杂物压到压气排水管内，之后通过连接在压气排水管一端的集水器排出，此过程中，压气排水管的端口插入到钻孔的孔底，能够将钻孔孔底从抽采软管无法排出的液体及煤粉等杂质通过压气排水管及集水器排出，排水更彻底。 [0016] 所述第二压气管路通过三通连接在第一压气管路上；所述第一压气管路的进气端连接有主进气管；所述主进气管与压风源连接。 [0018] 所述的下向抽采钻孔压抽系统的其排水方法，包括以下步骤： [0019] S1：将各水管、气管管道连接好，检查好密封性，并将第一气阀与第二气阀关闭； [0020] S2：打开抽采组件的负压抽采动力，钻孔内的液体和瓦斯气体沿着抽采软管进入到抽采组件内，然后液体通过抽采组件底端的出水口排出； [0021] S3：打开第一气阀，压风源向第一压气管路内压风，空气通过集水器进入到压气排水管中，再进入到钻孔内，辅助抽采组件的负压抽采效果，将钻孔内的液体及瓦斯气体通过抽采软管压到抽采组件内，液体通过抽采组件底端的出水口排出； [0022] S4：观测抽采组件底端的出水口，直至无液体排出时，关闭第一气阀，打开第二气阀，同时关闭抽采组件的负压抽采动力，压风源向第二压气管路内压风，空气经过抽采组件，然后进入到钻孔内，空气再将钻孔内的液体压入到压气排水管内，然后液体进入到集水器中，液体从集水器中排出； [0023] S5：观测集水器的出水口，直至无液体排出时，关闭第一气阀和第二气阀，在打开抽采组件的负压抽采动力，抽采组件通过抽采软管抽采钻孔内的瓦斯气体。 [0024] 与现有技术相比，本发明的有益效果是： [0025] A.压风源向第一压气管路内压风时，压气吹水，抽采吸水，正负压结合，排水效率高；压风源向第二压气管路内压风时，因压气排水管的端口插入到钻孔的孔底，能够将钻孔孔底从抽采软管无法排出的液体及煤粉等杂质通过压气排水管及集水器排出，钻孔内排水更彻底。 [0026] B.将第二压气管路通过三通连接在第一压气管路上，只需采用一个压气源，即能对第二压气管路或第一压气管路进行压气，并且通过开关第一气阀或第二气阀来实现此过程，大大节约了购置压气源的成本，在压风源向第一压气管路内压风时，钻孔内的液体通过出水口及第一出水管进入到自动放水器中，方便引导液体从出水口处排出；通过设置回气管来收集进入到集水器中的瓦斯气体，避免瓦斯气体从第二出水管排出，既能提高瓦斯的回收利用率，又能防止瓦斯逸散造成危险事故的发生。附图说明 [0027] 图1为本发明实施例一下向抽采钻孔系统的整体结构示意图； [0028] 图2为本发明图1中A区域放大示意图； [0029] 图3为本发明实施例二下向抽采钻孔系统的整体结构示意图。 具体实施方式[0031] 术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。 [0032] 实施例一 [0033] 参阅图1及图2，本实施例公开了下向抽采钻孔压抽系统，包括抽采组件、第一压气管路2、第二压气管路3、抽采软管8、集水器9、压气排水管11及钻孔12。所述第二压气管路3连接在抽采组件上。所述第二压气管路3上设有第二气阀。所述抽采软管8间隔等距连接在抽采组件的底部，所述抽采软管8的另一端插入到钻孔12孔口处。所述抽采组件的底部设有出水口。所述压气排水管11嵌套在抽采软管8内，所述压气排水管11的一端插入至钻孔12的孔底处，所述压气排水管11的另一端穿出抽采软管8，且连接在集水器9上。所述第一压气管路2连接在集水器9上，所述第一压气管路2上设有第一气阀。所述第一压气管路2、第二压气管路3均与压风源连接。 [0034] 首先，关闭第二气阀，打开第一气阀，压风源向第一压气管路2内压风，空气通过集水器9进入到压气排水管11内，然后向钻孔12内压风，同时结合抽采组件的抽吸作用，使得钻孔12内的液位上升，并通过抽采软管8进入到抽采组件内，且在抽采组件内瓦斯气体向上飘，液体向下落，液体通过出水口排出，通过压风源给与的正压压力及抽采组件的负压吸力，将钻孔12内的水排出，双动力排水，排水效率更高；待出水口无液体排出时，关闭第一气阀，打开第二气阀，压风源向第二压气管路3内压风，空气通过抽采组件及抽采软管8进入到钻孔12内，空气将钻孔内液体压入到集水器9中，液体排出，空气在经过抽采组件进入到钻孔时，因压气排水管11的端口插入到钻孔12的孔底，能够钻孔12孔底从抽采软管8无法排出的液体及煤粉等杂质通过压气排水管11及集水器9排出，钻孔内排水更彻底。 [0035] 所述抽采组件包括瓦斯抽采管1、瓦斯连接管4及合茬多通5。所述瓦斯抽采管1与合茬多通5通过瓦斯连接管4连通，所述瓦斯抽采管1设置在合茬多通5的上方。所述第二压气管路3连接在瓦斯连接管4上。所述抽采软管8连接在合茬多通5上。所述出水口设置在瓦斯连接管4的底端。 [0036] 在压风源向第一压气管路2内压风时，钻孔12内瓦斯气体及液体经过抽采软管8进入到合茬多通5内，其中瓦斯气体在瓦斯抽采管1的抽采动力下，沿着瓦斯连接管4进入到瓦斯抽采管1内，而液体则沿着合茬多通5进入到瓦斯连接管4的底部，并从其底部的出水口排出。 [0037] 所述瓦斯连接管4与瓦斯抽采管1的连接处设置有蝶阀。 [0038] 在压风源向第一压气管路2内压风时，蝶阀对瓦斯抽采管1的抽采动力进行控抽，并产生微负压，引导瓦斯气体进入到瓦斯抽采管1内。 [0039] 所述出水口的底部通过第一出水管6连接有自动放水器7。所述第一出水管6上设置有第一出水阀。 [0040] 在压风源向第一压气管路2内压风时，钻孔12内的液体通过出水口及第一出水管6进入到自动放水器7中，方便引导液体从出水口处排出。 [0041] 所述集水器9的顶部与瓦斯抽采管1之间连接有回气管10。所述回气管10上设有第三气阀。所述集水器9的底部一侧连接有第二出水管。所述第二出水管上设置有第二出水阀。 [0042] 在压风源向第二压气管路3压风时，钻孔12内的液体及瓦斯气体会进入到集水器9中，此时，气体向集水器9的上方飘去，通过回气管10进入到瓦斯抽采管1的内部，液体会从集水器9底部一侧的第二出水管排出，实现气水分离，避免瓦斯气体从第二出水管排出，既能提高瓦斯的回收利用率，又能防止瓦斯逸散造成危险事故的发生。 [0043] 下向抽采钻孔压抽系统的排水方法，包括： [0044] S1：将各水管、气管管道连接好，检查好密封性，并将第一气阀与第二气阀关闭； [0045] S2：打开抽采组件的负压抽采动力，钻孔12内的液体和瓦斯气体沿着抽采软管8进入到抽采组件内，然后液体通过抽采组件底端的出水口排出； [0046] S3：打开第一气阀，压风源向第一压气管路2内压风，空气通过集水器9进入到压气排水管11中，再进入到钻孔12内，辅助抽采组件的负压抽采效果，将钻孔12内的液体及瓦斯气体通过抽采软管8压到抽采组件内，液体通过抽采组件底端的出水口排出； [0047] S4：观测抽采组件底端的出水口，直至无液体排出时，关闭第一气阀，打开第二气阀，同时关闭抽采组件的负压抽采动力，压风源向第二压气管路3内压风，空气经过抽采组件，然后进入到到钻孔12内，空气再将钻孔12内的液体压入到压气排水管11内，然后液体进入到集水器9中，液体从集水器9中排出； [0048] S5：观测集水器9的出水口，直至无液体排出时，关闭第一气阀和第二气阀，在打开抽采组件的负压抽采动力，抽采组件通过抽采软管8抽采钻孔12内的瓦斯气体。 [0049] 每天安排不少于两次排水。 [0050] 本实施例的工作原理：在对钻孔12进行排水时，先关闭第二气阀，打开第一气阀，使得压风源向第一压气管路2内压风，空气通过集水器9进入到压气排水管11内，然后向钻孔12内压风，使得钻孔12内的液位上升，同时瓦斯抽采管1有一个抽采负压力，使得瓦斯抽采管1依次通过瓦斯连接管4、合茬多通5及抽采软管8对钻孔12内的液体及瓦斯气体进行抽采，钻孔12内的液体在抽吸正负压的结合下进入到瓦斯连接管4内，然后气体在瓦斯抽采管1的抽吸作用下进入到位于合茬多通5上方的瓦斯抽采管1内，液体则通过瓦斯连接管4底部设置的出水口排出，并沿着第一出水管进入到自动放水器7内，其中，压气吹水，抽采吸水，正负压结合，排水效率高；待自动放水器7排水结束后，关闭第一气阀，打开第二气阀，压风源向第二压气管路3内压风，空气依次经过瓦斯连接管4、合茬多通5及抽采软管8进入到钻孔12内，空气经过合茬多通5，然后进入到压气排水管11内，同时将钻孔12孔底的煤粉及杂物压到压气排水管11内，之后通过连接在压气排水管11一端的集水器9排出，此过程中，压气排水管11的端口插入到钻孔12的孔底，能够钻孔12孔底从抽采软管8无法排出的液体及煤粉等杂质通过压气排水管11及集水器9排出，钻孔内排水更彻底。 [0051] 实施例二 [0052] 参阅图3，本实施例二与实施例一不同的是，所述第二压气管路3通过三通连接在第一压气管路2上。所述第一压气管路2的进气端连接有主进气管13。所述主进气管13与压风源连接。 [0053] 本实施例中，只需采用一个压气源，即能对第二压气管路3或第一压气管路2进行压气，并且通过开关第一气阀或第二气阀来实现此过程，大大节约了购置压气源的成本。 [0054] 对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。 [0055] 以上所述实施例仅表示发明的实施方式，本发明的保护范围不仅局限于上述实施例，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明保护范围。 |
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