[实用新型]一种井下瓦斯孔的钻孔装置

说明书

本实用新型公开的一种井下瓦斯孔的钻孔装置，首先在排采区域开钻套管孔，在孔口密封固定封孔套管，然后在封孔套管上连接钻孔装置，钻孔时通过空心钻杆给钻孔内加压注入冷却液，起到支撑孔壁的作用，待岩层段的孔穿透后，在岩层中加压注入护壁泥浆，在孔内形成一定的静水压力，能够起到稳固岩壁的作用，进入煤层后采用清水钻进，钻进过程中产生的水渣经过水渣分离装置进行分离，实现资源的二次利用，待钻进至终孔时，在孔内加压状态下更换排采管线，进行缓慢降压排采，采用缓慢降压排采的方法，能够避免出现速敏效应，将孔壁间隙堵塞的问题，降低瓦斯孔的瓦斯量的衰减效率，提高瓦斯的抽取量。

技术领域

本实用新型涉及煤矿井下抽采瓦斯技术领域，具体为一种井下瓦斯孔的钻孔装置。

背景技术

煤矿高瓦斯矿井抽放瓦斯可以减少开采时的瓦斯涌出量，减少瓦斯隐患和各种瓦斯事故，是保证安全生产的一项预防性措施。抽采瓦斯可以减少通风负担，能够解除通风不易解决的瓦斯难题，降低通风费用，尤其针对高瓦斯的矿井或采区，瓦斯抽放在安全上技术上和经济上都是必须的。

本煤层预抽煤层瓦斯和底抽巷穿层钻孔预抽煤层瓦斯，都是煤矿治理瓦斯和防治煤与瓦斯突出的重要手段之一，利用抽放钻孔对煤体进行卸压，通过抽放降低煤体瓦斯压力与瓦斯含量，从而达到消突和安全生产的目的。但无论是本煤层抽采、顶板岩巷下行穿采还是底抽巷上行抽采，煤层瓦斯抽采过程中，钻孔易变形、坍塌等现象会经常发生，极大降低了钻孔成孔率，降低了瓦斯抽采效率，增加了抽采成本，严重限制了矿井瓦斯抽采达标进程。特别底抽巷钻孔预抽煤层瓦斯，由于钻孔要穿过岩层、煤层分界面会产生应力集中，煤层和岩层抗压强度和泊松比不同，钻孔的轴线与分界面法线还要有一定夹角，所以极易塌孔卡钻，严重影响抽采效果，而且抽出的瓦斯浓度很低。

如晋煤集团胡底煤业顶板岩巷钻场中施工下行穿层钻孔对1301轨道顺槽及胶带顺槽煤巷条带瓦斯进行预抽，在实际钻孔施工过程中，塌孔、不返渣、串孔等现象频发，钻孔成孔率仅为70％左右，单孔浓度基本均低于30％且衰减快，百米煤孔流量仅为0.03m ³/min·hm，远不能满足矿井安全生产的要求；即就是在煤层水平钻孔抽采也存在塌孔、卡钻、串孔、单孔浓度底、单孔瓦斯量衰减很快等问题，有必要通过新的技术方法加以改进。

实用新型内容

针对现有技术中瓦斯孔容易坍塌的问题，本实用新型提供一种井下瓦斯孔的钻孔装置，提高瓦斯孔的成孔率，提高瓦斯的抽采效率，提高瓦斯抽采浓度，降低抽采成本。

本实用新型是通过以下技术方案来实现：

一种井下瓦斯孔的钻孔装置，其特征在于，包括钻杆、保压阀、三通管、动静组合密封装置、钻机和水渣分离装置；

所述保压阀的一端与安装在瓦斯孔口部的封孔套管连接，保压阀的另一端与三通管入口连接，三通管出口与动静组合密封装置的一端连接，三通管的水渣出口连接水渣分离装置连接；

钻机的钻杆依次穿过动静组合密封装置、三通管、保压阀和封孔套管对煤岩层进行钻进，动静组合密封装置用于在拆装钻杆和钻孔时，对钻杆和三通管进行密封并夹固钻杆，使钻孔中处于加压状态。

优选的，所述水渣分离装置包括排水管、离心水渣分离器和储渣筒；

其中，离心水渣分离器通过水渣进入管与三通管的渣液输出口连接，离心水渣分离器的顶部设置有排水管，离心水渣分离器的排渣口通过闸阀与储渣筒的入口连接，储渣筒的出口设置有排渣闸阀，排渣时，闸阀和排渣闸阀交替打开。

优选的，所述排水管上还设置有水压调节阀，用于调节排水的速率和钻孔内的压力。

优选的，所述离心水渣分离器为圆筒结构，水渣进入管的端部与离心水渣分离器外壁的切点连接，使进入水渣分离器中的水渣能够沿筒壁做离心旋转运动。

优选的，所述水渣分离器圆筒的下端还设置有空心圆台，圆台的出口与闸阀连接。