[发明专利]矿井救援钻孔空气保压通风方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及矿井钻孔技术领域，尤其是涉及一种矿井救援钻孔空气保压通风方法，以及一种矿井救援钻孔空气保压通风设备。

背景技术

我国煤矿水害频发，每年都造成数以百计的人员死亡，其中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。例如2013年，山西某矿因老空突水，部分区域受淹，12人被困井下某两处带压“气泡”区域。灾害发生后政府组织力量抢险救灾，其中救援的主要方法之一就是地面向井下一处10名受困人员的上山快速打钻输送食物和空气。钻孔打通后造成空气在水压的作用下外泄，“气泡”空间二次被淹，10名人员丧生。

我国水文地质类型复杂、极复杂煤矿大于3082座，受老空水威胁的整合煤矿和私人小煤矿8500多座，都存在着突水的威胁，国家安监总局《掘进工作面老空突水事故技术原因分析与对策措施研究》报告认为，我国煤矿水害死亡势头没有得到遏制，未来突水的风险更大。老空突水等水害发生时，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。

因此，针对上述问题急需提供一种新的矿井救援钻孔空气保压通风方法和设备，确保救援钻孔打通后空气不外泄，或短暂的泄压后能够及时增补，人员的生存空间不缩小、不消失，呼吸的空气不缺氧。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种矿井救援钻孔空气保压通风方法，解决钻孔打通地下矿井时，因矿井泄压而导致受困人员的生存空间缩小或者消失的问题。

本发明的目的还在于，提供一种矿井救援钻孔空气保压通风设备，用于解决钻孔打通地下矿井时，因矿井泄压而导致受困人员的生存空间缩小或者消失的问题。

基于上述第一目的，本发明提供了一种矿井救援钻孔空气保压通风方法，该方法包括，

步骤100、确定对应于地下矿井的地面钻孔位置；

步骤200、在所述钻孔位置实施钻探作业，钻出作业井，在所述作业井的圆周井壁浇筑孔口管；

步骤300、在所述作业井的井底变径钻进，令钻杆延伸至所述矿井内；

步骤400、阻断所述钻杆内部的流通管路；

步骤500、阻断所述钻杆外部的气体流通：所述钻杆外壁与所述孔口管内壁采用膨胀胶囊实施密封；

步骤600、通风：采用风机通过所述流通管路供风于所述矿井，所述矿井内气压超出预设气压阈值时，开启贯穿所述膨胀胶囊的溢压组件，排出气体至地面。

进一步地，所述步骤400包括：关闭所述流通管路上设置的第一阀门。

进一步地，所述步骤600中，所述溢压组件包括溢压管和控制所述溢压管通断的溢压阀门，所述溢压管贯穿所述膨胀胶囊，所述溢压阀门预设有气压阈值。

进一步地，该方法还包括，

步骤700、通液体：采用水泵通过所述流通管路供液体于所述矿井。

基于上述第二目的，本发明提供了一种矿井救援钻孔空气保压通风设备，包括：

钻杆，所述钻杆内具有流通管路，所述流通管路可开启和关闭；

膨胀胶囊，所述膨胀胶囊套装在所述钻杆上，所述膨胀胶囊可膨胀和收缩；

孔口管，所述孔口管套设在所述膨胀胶囊圆周侧，膨胀后的所述膨胀胶囊与所述孔口管的内壁密封抵接；

进风口，所述进风口的一端与所述流通管路连通，所述进风口的另一端连接风机的出风端；

以及溢压组件，所述溢压组件预设有气压阈值，用于控制所述膨胀胶囊的沿所述钻杆轴向的两侧的气路通断。

进一步地，所述流通管路上设置有第一阀门，用于控制所述流通管路的通断。

进一步地，所述流通管路上设置有第二阀门，用于控制所述流通管路的通断；所述进风口位于所述第一阀门和所述第二阀门之间；

所述进风口的另一端还连接水泵的出水端。

进一步地，所述流通管路上设置有第三阀门，用于控制所述流通管路的通断；所述第三阀门、所述第二阀门和所述第一阀门依次排布。

进一步地，所述溢压组件包括溢压管和控制所述溢压管通断的溢压阀门，所述溢压管贯穿所述膨胀胶囊，所述溢压阀门预设有气压阈值。

进一步地，所述膨胀胶囊沿所述钻杆的轴向的两侧分别设置有护囊金属圆环，所述护囊金属圆环的外径小于所述孔口管的内径。