專利名稱：一種老空水疏放鉆孔防堵裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬礦井探放水技術(shù)領(lǐng)域，涉及礦井采空區(qū)積水疏放裝置，具體指一種采空區(qū)老空水鉆孔疏放防堵孔裝置。
背景技術(shù)：
煤礦生產(chǎn)過(guò)程中，煤層開(kāi)采后會(huì)形成采空區(qū)，由于頂板冒落后采空區(qū)跨落物不密實(shí)有空隙，一段時(shí)間后采空區(qū)會(huì)有積水現(xiàn)象，這種積水被稱為老空水。采空區(qū)老空水的積水量大小與該采空區(qū)附近的水源補(bǔ)給程度有關(guān)，一般情況下老空區(qū)都有積水存在，且時(shí)間越長(zhǎng)積水越多。老空水是礦井面臨的基本水害之一，上層老空水會(huì)威脅下層煤層的開(kāi)采，高位同層老空水會(huì)威脅低位同層煤層的開(kāi)采。探放水是防治老空水的基本方法和手段，探放水包括“探水”和“放水”兩項(xiàng)內(nèi)容， 若老空區(qū)無(wú)水，探查后可進(jìn)行正常采掘活動(dòng)，若老空區(qū)有水則需要采取疏放措施將水疏干， 之后再開(kāi)始采掘作業(yè)。探放水實(shí)施中一般利用鉆機(jī)在下層煤巷道朝上層煤采空區(qū)打鉆孔， 或者在同層低處巷道朝高處采空區(qū)打鉆，因此探放水鉆孔基本都是上仰孔甚至是垂直上仰孔。由于采空區(qū)在積水過(guò)程中底部沉淀有煤泥巖粉等碎屑類(lèi)細(xì)顆粒物質(zhì)，故探放水鉆孔打通采空區(qū)底板疏放老空水時(shí)，隨著水流下泄，泥質(zhì)物被攜帶進(jìn)入鉆孔，故放水中探放水鉆孔的出口端經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，使老空水得不到疏放或者鉆孔的老空水放水量極小。對(duì)于鉆孔被堵塞，常見(jiàn)的處理方法一是利用鉆機(jī)反復(fù)多次透孔，將淤積物疏通，然后透開(kāi)水流進(jìn)行放水；二是通過(guò)多打鉆孔進(jìn)行多孔放水。這兩種方法存在的問(wèn)題是1、鉆探工作量大、工程成本高、耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)，鉆機(jī)透開(kāi)孔移走后若堵孔還得再搬回來(lái)再次重復(fù)透孔；2、現(xiàn)有方法和工藝未能從根本上有效地解決鉆孔被堵塞，不能保證撤鉆后鉆孔放水中不發(fā)生再次堵塞水流的問(wèn)題。實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的要提供一種老空水鉆孔疏放防堵孔裝置，以克服現(xiàn)有方法存在的費(fèi)工、費(fèi)時(shí)、成本高，同時(shí)不能有效解決鉆孔堵孔的問(wèn)題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案是一種老空水鉆孔疏放防堵孔裝置，其特征在于包括從上到下依次聯(lián)接的鉆頭、支撐管、短節(jié)和支撐管上設(shè)置的擴(kuò)張機(jī)構(gòu)， 鉆頭和支撐管上均設(shè)置有泄水孔且兩者之間通過(guò)螺紋聯(lián)接，支撐管和短節(jié)通過(guò)花鍵聯(lián)接， 支撐管的管壁內(nèi)徑上大下小，過(guò)渡處設(shè)置有變徑臺(tái)階，所述的擴(kuò)張機(jī)構(gòu)包括上支撐環(huán)、彈簧、下支撐環(huán)和連桿機(jī)構(gòu)，上支撐環(huán)和下支撐環(huán)分別和彈簧的兩端連接，兩連桿機(jī)構(gòu)的兩個(gè)自由端部分別固定于上支撐環(huán)和下支撐環(huán)，兩連桿機(jī)構(gòu)設(shè)置于管壁上開(kāi)設(shè)的垂向滑槽中， 上支撐環(huán)固定連接于支撐管的內(nèi)壁。上述上支撐環(huán)固定連接于變徑臺(tái)階上。上述巖心管鉆頭和支撐管之間聯(lián)接有連接管。對(duì)比可知，現(xiàn)有技術(shù)僅僅通過(guò)疏通鉆孔并借助水流沖開(kāi)孔端已堵泥質(zhì)物，但由于
3老空區(qū)內(nèi)充填物的成分復(fù)雜，有煤塊、煤泥、碎石、巖粉等物質(zhì)，隨著老空水在放水中流動(dòng)， 水流攜帶泥質(zhì)物可能重新匯集孔口并再次堵塞鉆孔，使問(wèn)題再度顯現(xiàn)。本實(shí)用新型改變了現(xiàn)有技術(shù)在解決堵孔中的不確定性和低保證性，不是設(shè)法疏通泥質(zhì)物，而是突破性地提出通過(guò)預(yù)埋管防止泥質(zhì)物進(jìn)入鉆孔的防堵方法，在鉆孔頂端的采空區(qū)底部預(yù)先埋設(shè)支撐管， 并使預(yù)埋管管口高出泥質(zhì)層，從而使大量的老空水可通過(guò)再造的高位孔口自由流下，同時(shí)泥質(zhì)物一般不會(huì)進(jìn)入鉆孔，減少了鉆孔被堵塞隔水的可能性，極大增加了單個(gè)鉆孔疏放老空水的成功率。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具以下優(yōu)點(diǎn)1、利用支撐管做假孔并穿透泥質(zhì)層，疏放水中阻擋泥質(zhì)物流入鉆孔，可從根本上有效防止鉆孔被堵塞；2、采用本方法探放水工程中無(wú)需反復(fù)透孔或重新移鉆打孔，節(jié)省了鉆探工程量和工程時(shí)間，極大地提高了工作效率，減少了工程成本；3、本裝置機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于加工制作；4、本裝置使用方便簡(jiǎn)捷，便于現(xiàn)場(chǎng)人員操作使用；5、本裝置適用性強(qiáng)，可適用于井下各種回轉(zhuǎn)鉆機(jī)和鉆具。

圖1為實(shí)施中本裝置在鉆孔中鉆進(jìn)；圖2為實(shí)施中本裝置進(jìn)入老空區(qū)后支撐桿打開(kāi)和退鉆；圖3為本裝置支撐管及短節(jié)A-A剖視圖；圖4為本裝置支撐管及短節(jié)B-B剖視圖；附圖標(biāo)記說(shuō)明如下1-鉆頭，2-支撐管，3-泄水孔，4-彈簧，5-支撐桿，6_上支撐環(huán)，7_短節(jié)，8_滑槽， 9-下支撐環(huán)。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)地說(shuō)明。實(shí)施例1參見(jiàn)圖1-圖2，一種老空水疏放鉆孔防堵孔裝置，包括從上到下依次聯(lián)接的鉆頭 1、支撐管2、短節(jié)7和支撐管2上設(shè)置的擴(kuò)張機(jī)構(gòu)，鉆頭1和支撐管2上均設(shè)置有泄水孔且兩者之間通過(guò)螺紋聯(lián)接，支撐管1和短節(jié)7通過(guò)花鍵聯(lián)接，支撐管2的管壁內(nèi)徑上大下小， 過(guò)渡處設(shè)置有變徑臺(tái)階，所述的擴(kuò)張機(jī)構(gòu)包括上支撐環(huán)6、彈簧4、下支撐環(huán)9和連桿機(jī)構(gòu)， 上支撐環(huán)6和下支撐環(huán)9分別和彈簧4的兩端連接，兩連桿機(jī)構(gòu)的兩個(gè)自由端部分別固定于上支撐環(huán)6和下支撐環(huán)9，兩連桿機(jī)構(gòu)設(shè)置于管壁上開(kāi)設(shè)的垂向滑槽8中，上支撐環(huán)6固定連接于支撐管2的內(nèi)壁上。為了設(shè)置方便，上支撐環(huán)6固定連接于支撐管2中的變徑臺(tái)階上。以上所述鉆頭是外緣為楔形的結(jié)構(gòu)形式，使用時(shí)可根據(jù)鉆孔堵塞情況改變鉆頭的坡度和厚度，以便鉆頭順利穿過(guò)堵塞段；本實(shí)用新型使用方法是當(dāng)探放水鉆孔終孔退出鉆桿后，若鉆孔內(nèi)老空水的流量小，或鉆孔被堵無(wú)老空水流出，可在普通鉆桿上連接短節(jié)7，然后在短節(jié)7上安裝已裝入彈簧4、支撐桿5、上支撐環(huán)6和下支撐環(huán)9的支撐管2，再在支撐管2上連接鉆頭1。由于鉆孔是上仰孔，在鉆頭1和支撐管2等物的重力作用下，彈簧4受力壓縮，支撐桿5合攏于滑槽8 中。將處于合攏狀態(tài)的本裝置放入鉆孔口中，由于短節(jié)7和支撐管2之間有花鍵連接，鉆桿轉(zhuǎn)動(dòng)后可帶動(dòng)短節(jié)7轉(zhuǎn)動(dòng)，短節(jié)7轉(zhuǎn)動(dòng)可依次帶動(dòng)支撐管2和鉆頭1轉(zhuǎn)動(dòng)。開(kāi)始正常的向上掃孔鉆進(jìn)，由于本裝置有鉆頭1，鉆孔偶有塌孔縮徑不會(huì)影響正常鉆進(jìn)。鉆頭1進(jìn)入堵孔處， 加大泵量泵壓沖刷堵孔物質(zhì)，并適當(dāng)增大鉆機(jī)轉(zhuǎn)速，但鉆進(jìn)給進(jìn)速度要控制好，直到鉆頭1 掃開(kāi)堵孔物進(jìn)入采空區(qū)，此時(shí)泥漿泵會(huì)泄壓，若停泵并卸開(kāi)鉆桿與水管之間連接的水辮，鉆桿內(nèi)會(huì)有大量老空水流出來(lái)，表明本裝置已進(jìn)入充滿水、碎石、煤泥等雜物的采空區(qū)且管口已高于泥質(zhì)層。在泥質(zhì)物的擠壓下，支撐管被裹挾在泥質(zhì)物中，此時(shí)停止鉆進(jìn)，向下退出鉆桿，彈簧3即刻伸長(zhǎng)張開(kāi)支撐桿5，將支撐管2固定在老空區(qū)中泥質(zhì)物等雜物中，使支撐桿在以后放水中不致掉入鉆孔。支撐桿張開(kāi)后，逐步將鉆桿退出鉆孔，即可開(kāi)始正式疏放水，直到將老空水的水位疏降至鉆頭孔口標(biāo)高處。此時(shí)若泄水孔未全部堵塞，還可繼續(xù)疏放老空水將其水位降至最低泄水孔處標(biāo)高，泄水孔的孔徑小，有泥質(zhì)物進(jìn)入管內(nèi)可被自上而下的流水沖走而不會(huì)堵孔。本裝置為一次性使用品，進(jìn)入采空區(qū)后不可回收，雖材料有消耗，但比起重新透孔或新打孔所消耗的人力物力和時(shí)間成本，總體效益要好得多。實(shí)施例2由于老空區(qū)堆積物的雜亂復(fù)雜性，若泥質(zhì)物的厚度較大，可根據(jù)其厚度在鉆頭1 和支撐管2之間增加連接管，此連接管為正常的巖心管即可。
權(quán)利要求1.一種老空水疏放鉆孔防堵裝置，其特征在于包括從上到下依次聯(lián)接的鉆頭(1)、支撐管(2)、短節(jié)(7)和支撐管(2)上設(shè)置的擴(kuò)張機(jī)構(gòu)，鉆頭(1)和支撐管(2)上均設(shè)置有泄水孔(3 )且兩者之間通過(guò)螺紋聯(lián)接，支撐管(5 )和短節(jié)(7 )通過(guò)花鍵聯(lián)接，支撐管(2 )的管壁內(nèi)徑上大下小，過(guò)渡處設(shè)置有變徑臺(tái)階，所述的擴(kuò)張機(jī)構(gòu)包括上支撐環(huán)(6)、彈簧(4)、下支撐環(huán)(9)和連桿機(jī)構(gòu)，上支撐環(huán)(6)和下支撐環(huán)(9)分別和彈簧(4)的兩端連接，兩連桿機(jī)構(gòu)的兩個(gè)自由端部分別固定于上支撐環(huán)(6)和下支撐環(huán)(9)，兩連桿機(jī)構(gòu)設(shè)置于管壁上開(kāi)設(shè)的垂向滑槽中，上支撐環(huán)(6)固定連接于支撐管(2)的內(nèi)壁。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種老空水疏放鉆孔防堵裝置，其特征在于所述的上支撐環(huán)(6)固定連接于變徑臺(tái)階上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種老空水疏放鉆孔防堵裝置，其特征在于所述的巖心管鉆頭(1)和支撐管(2)之間聯(lián)接有連接管。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種老空水疏放鉆孔防堵裝置。本實(shí)用新型要克服現(xiàn)有方法存在的費(fèi)工、費(fèi)時(shí)、成本高，同時(shí)不能有效解決鉆孔堵孔的問(wèn)題。所提供的技術(shù)方案是一種老空水鉆孔疏放防堵孔裝置，包括從上到下依次聯(lián)接的鉆頭、支撐管、短節(jié)和支撐管上設(shè)置的擴(kuò)張機(jī)構(gòu)，鉆頭和支撐管上均設(shè)置有泄水孔且兩者之間通過(guò)螺紋聯(lián)接，支撐管和短節(jié)通過(guò)花鍵聯(lián)接，支撐管的管壁內(nèi)徑上大下小，過(guò)渡處設(shè)置有變徑臺(tái)階，所述的擴(kuò)張機(jī)構(gòu)包括上支撐環(huán)、彈簧、下支撐環(huán)和連桿機(jī)構(gòu)，上支撐環(huán)和下支撐環(huán)分別和彈簧的兩端連接，兩連桿機(jī)構(gòu)的兩個(gè)自由端部分別固定于上支撐環(huán)和下支撐環(huán)，兩連桿機(jī)構(gòu)設(shè)置于管壁上開(kāi)設(shè)的垂向滑槽中，上支撐環(huán)固定連接于支撐管的內(nèi)壁。
文檔編號(hào)E21F16/00GK202100279SQ20112006929
公開(kāi)日2012年1月4日 申請(qǐng)日期2011年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月16日
發(fā)明者劉其聲, 姬中奎, 王新, 靳德武 申請(qǐng)人:中煤科工集團(tuán)西安研究院