專利名稱：抽采管及抽采系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
抽采管及抽采系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型涉及瓦斯抽采技術(shù)，尤其涉及一種抽采管及抽采系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
[0002]煤孔生產(chǎn)中，煤層一般位于巖石層下方，在采煤作業(yè)之前，需要對煤氣中的瓦斯進行抽采，以保證生產(chǎn)作業(yè)的安全性?，F(xiàn)有技術(shù)中使用下向抽采工藝抽采瓦斯，該工藝具體包括如下步驟從巖石區(qū)向下鉆孔，直至鉆入煤區(qū)中設(shè)定的深度；全程下護壁套管；進行封孔；將護壁套管位于巷道內(nèi)的一端與抽采泵連接；進行抽采。封孔深度參照《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》第五十條的規(guī)定為5m。[0003]現(xiàn)有護壁套管的結(jié)構(gòu)示意圖參見圖1，護壁套管包括護孔管I和封孔管5，兩者相互連通。護孔管I的總長度取決于煤層的厚度，封孔管5的總長度取決于巖石層的厚度。護孔管I上開設(shè)有通孔11。實際應(yīng)用中，每節(jié)護孔管的長度一定，可以根據(jù)需要將多根護孔管連接以達到要求的長度；封孔管也一樣。鉆孔完畢后，將護壁套管下到鉆出的孔中，護孔管 I位于煤層中，煤層中的瓦斯經(jīng)由通孔11進入到護孔管I內(nèi)部，護孔管I和封孔管5連通， 將抽采泵連接在封孔管的端部以抽出瓦斯。[0004]現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問題，一些情況下，煤層中含有豐富的水分，這些水分經(jīng)由通孔進入到護壁套管中并沉積，堵塞了通孔，煤層中的瓦斯無法進入到護壁套管中，使得抽采到的瓦斯?jié)舛却蟠蠼档停页练e在護壁套管中的水分難以被抽采出來。實用新型內(nèi)容[0005]本實用新型提供一種抽采管及抽采系統(tǒng)，用以提高瓦斯抽采的濃度。[0006]本實用新型提供一種抽采管，其中[0007]包括護壁套管和通氣管，兩者并排固定設(shè)置；[0008]所述通氣管一端的側(cè)壁上開設(shè)有第一開孔，所述護壁套管的對應(yīng)位置設(shè)置有第二開孔，所述第一開孔和第二開孔連通。[0009]如上所述的抽采管，優(yōu)選的是[0010]所述通氣管內(nèi)部還設(shè)置有比例控制閥，以控制所述通氣管內(nèi)氣體的流通或斷開。[0011]如上所述的抽采管，優(yōu)選的是[0012]所述護壁套管包括護孔管和封孔管，所述護孔管和封孔管的兩端都帶有絲扣，所述護孔管和封孔管之間通過管節(jié)密封連通。[0013]如上所述的抽采管，優(yōu)選的是[0014]所述通氣管為不銹鋼鋼管或耐磨橡膠管。[0015]如上所述的抽采管，優(yōu)選的是[0016]每根所述護孔管的孔壁上開設(shè)有小孔，所述小孔的直徑為10mm-25mm，所述小孔的數(shù)量為20-30個，沿著所述護孔管的表面均勻布置。[0017]本實用新型還提供一種抽采系統(tǒng)，其特征在于包括本實用新型任一所述的抽采管，所述抽采管的護壁套管的一端與抽采泵連通；所述抽采管的通氣管的一端與壓風(fēng)系績 連通。本實用新型提供的抽采管及抽采系統(tǒng)，其抽采管的通氣管和護壁套管通過第一開 孔連通，而其他地方兩個管子并不連通，在抽采過程中，通氣管和護壁套管構(gòu)成連通器，S 樣，護壁套管中沉積的水分就極易被抽采出來，水分被抽采之后，煤層中的瓦斯可以經(jīng)由護 壁套管上的通孔進入到護壁套管中，從而提高了瓦斯的抽采濃度。

圖1為現(xiàn)有護壁套管的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型實施例一提供的抽采管的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實用新型實施例ニ提供的抽采系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實用新型實施例提供的下向鉆孔抽采方法的流程示意圖ー；圖fe為本實用新型實施例提供的下向鉆孔抽采方法的流程示意圖ニ ；圖恥為瓦斯抽采純量變化趨勢圖；圖5c示意了單孔瓦斯?jié)舛茸兓厔輬D。附圖標(biāo)記1、22_護孔管；11-通孔；2-護壁套管；3-通氣管； 31-第一開孔； 21-第二開孔；4-管節(jié)；5-封孔管；6-比例控制閥；23-小孔；24-封孔管；7-壓風(fēng)系統(tǒng)；8-抽采泵。
具體實施方式
為使本實用新型實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本實用新 型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所推 述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶岻l 例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于 本實用新型保護的范圍。圖2為本實用新型實施例一提供的抽采管的結(jié)構(gòu)示意圖。本實用新型實施例ー提 供一種抽采管，其中包括護壁套管2和通氣管3，兩者并排固定設(shè)置；通氣管3 —端的側(cè)_ 上開設(shè)有第一開孔31，護壁套管2的對應(yīng)位置設(shè)置有第二開孔21，第一開孔31和第二開 L 21連通。對應(yīng)位置是指，護壁套管和通氣管平排設(shè)置后，開設(shè)的第一開孔在通氣管上的位 置，和第二開孔在護壁套管上開設(shè)的位置應(yīng)便于連通。通氣管和護壁套管通過第一開孔達 通，而其他地方兩個管子并不連通，在抽采過程中，通氣管和護壁套管構(gòu)成連通器，這樣，護 壁套管中沉積的水分就極易被抽采出來，水分被抽采之后，煤層中的瓦斯可以經(jīng)由護壁_ 管上的通孔進入到護壁套管中，從而提高了瓦斯的抽采濃度。進ー步地，通氣管3內(nèi)部還設(shè)置有比例控制閥6，以控制通氣管3內(nèi)氣體的流通或 斷開。[0036]承上述內(nèi)容知，設(shè)置通氣管主要是為了實現(xiàn)抽出護壁套管中沉積的水分，而護壁套管中水分沉積需要時間，通氣管無需一直處于直通狀態(tài)，所以在通氣管內(nèi)部設(shè)置了比例控制閥，以在需要排水之時，打開比例控制閥。實際應(yīng)用中，可以將多個抽采管的通氣管與一個壓風(fēng)系統(tǒng)連接，此時可以只設(shè)置一個比例控制閥，設(shè)置比例控制閥的動作時間，以控制自動排水頻率。通氣管中氣流處于流通狀態(tài)，便于使鉆孔內(nèi)的水分進入抽采系統(tǒng)中；通氣管中氣流處于斷開狀態(tài)，便于提高瓦斯抽采效率。在本實施例中，比例控制閥以通過時間控制為例，每30分鐘，比例控制閥自動開啟一次，一次開啟持續(xù)2分鐘。護壁套管的優(yōu)選實現(xiàn)方式為護壁套管2包括護孔管22和封孔管M，護孔管22和封孔管M的兩端都帶有絲扣，護孔管22和封孔管M之間通過管節(jié)4密封連通。護壁套管比如為4節(jié)，根據(jù)煤層和巖石層的厚度，前2節(jié)為封孔管，后2節(jié)為護孔管。護孔管和護孔管之間、封孔管和封孔管之間都可以采用管節(jié)密封連通。采用護孔管和封孔管連接構(gòu)成護壁套管，連接關(guān)系簡單，且性能可靠。通氣管的優(yōu)選實現(xiàn)方式為通氣管3為不銹鋼鋼管或耐磨橡膠管。通氣管的作用是為了使外部空氣與護壁套管中的空氣能夠?qū)崿F(xiàn)連通，通氣管的粗細(xì)并不影響連通的實質(zhì)，實際使用中，通氣管的直徑為護壁套管直徑的1/4，以避免過于增加容置護壁套管和通氣管的鉆孔尺寸。進一步地，每根護孔管22的孔壁上開設(shè)有小孔23，小孔23的直徑為10mm-25mm， 小孔23的數(shù)量為20-30個，沿著護孔管22的表面均勻布置。小孔直徑太大，煤層中的煤渣易進入到護孔管中，上述尺寸的小孔即可有效防止煤渣進入。以一根護孔管上均勻開設(shè)30個小孔、護孔管的直徑為2英寸為例，30個小孔的暴露面積是護孔管橫截面面積的3. 1倍，保證了瓦斯有足夠的通路進入到護孔管中。實際應(yīng)用中，位于煤層中的護孔管上都開設(shè)小孔，以利于氣體流通。另外，位于護壁套管最前端的那根護孔管與尖錐連接，尖錐上面不開設(shè)小孔，以更利于護壁套管向煤層中推進且不進入煤渣。本實用新型實施例一提供的抽采管，設(shè)置了通氣管，能夠及時排出護壁套管中沉積的水分，使得煤層中的瓦斯有足夠的通路進入到護壁套管中，提高了瓦斯抽采的濃度和抽采效率，增加了采煤作業(yè)的安全性。本實用新型實施例二提供一種抽采系統(tǒng)，包括本實用新型任意實施例所述的抽采管，抽采管的護壁套管2的一端與抽采泵8連通；抽采管的通氣管3的一端與壓風(fēng)系統(tǒng)7連通。圖3為本實用新型實施例二提供的抽采系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。具體地，抽采管的通氣管與壓風(fēng)系統(tǒng)壓風(fēng)管連通。本實用新型實施例二提供的抽采系統(tǒng)，其通氣管能夠及時排出進入抽采系統(tǒng)中的水分，提高了瓦斯抽采的效率和抽采濃度，增加了采煤作業(yè)的安全性。本實用新型實施例還公開一種下向鉆孔抽采方法，其優(yōu)選的是使用本實用新型任意實施例所提供的抽采管，該方法的流程示意圖一參見圖4，其中，該方法包括步驟41、使用鉆頭從巖石區(qū)向下鉆孔，直至鉆入煤區(qū)中設(shè)定的深度。上述鉆孔技術(shù)可以采用已有的煤層鉆孔技術(shù)進行。步驟42、繼續(xù)向下鉆3-&11。在本實施例中，以繼續(xù)向下鉆5m為例，多鉆的5m深的孔可以用于沉積水分和煤渣。步驟43、將本實用新型任意實施例所述的抽采管下至設(shè)定的深度。位于煤層的那部分抽采管的護壁套管外側(cè)可以包裹紗網(wǎng)，以過濾煤層中的煤渣。 抽采管的護壁套管和通氣管處理連通之外，還應(yīng)連接緊密，以防脫落。步驟44、將抽采管的護壁套管位于巷道內(nèi)的一端與抽采泵連接，將抽采管的通氣管位于巷道內(nèi)的一端與壓風(fēng)系統(tǒng)連接。壓風(fēng)系統(tǒng)為井下作業(yè)的常用設(shè)備，在本實施例中，通氣管與壓風(fēng)系統(tǒng)通過高壓膠管連接后，可以通過檢測護壁套管管口的出風(fēng)情況來檢驗鉆孔是否通暢。步驟45、進行抽采。上述下向鉆孔抽采方法，能夠有效排除抽采管中沉積的水分，提高了瓦斯抽采的濃度抽采效率。圖fe為本實用新型實施例提供的下向鉆孔抽采方法的流程示意圖二。該下向抽采方法在上述技術(shù)方案基礎(chǔ)之上，優(yōu)選的是在步驟41之前還包括步驟61、對巖石層進行噴注水泥漿的處理。在本步驟中，巖石層是指鉆孔開孔位置周邊的巖石層。實際應(yīng)用中，巖石層可能為破碎狀態(tài)，或巖石上有裂痕，為了保證鉆孔后巖石層的強度，在鉆孔前對巖石破碎的地方或者巖石上有裂紋的地方進行噴注水泥漿的處理，所謂噴注水泥漿包括兩個步驟，首先是在巖石表面噴上水泥漿，然后在巖石上鉆一些小孔，以灌入水泥漿。進行噴注操作后的巖石的強度會增強，保證了后續(xù)鉆孔操作的安全性。由于鉆孔精度、操作條件的限制，鉆孔的尺寸和抽采管的尺寸難以完全一致，為了防止巖石層中的空氣進入到護壁套管中，優(yōu)選的是，在步驟43之后還包括步驟71 對抽采管和巖石層之間的孔隙進行注漿處理以封孔，進行注漿處理的長度為12-15m。進行注漿處理的目的是為了封孔，即封住位于巖石段的鉆孔的孔壁和抽采管之間的孔隙。參照《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》，封孔的長度不低于5m，本實用新型實施例以Urn為例。巖壁如有破碎的現(xiàn)象，封孔應(yīng)封至巖石層和煤層的交界面，封孔處理的步驟如下在抽采管中護壁套管的護孔管的預(yù)設(shè)位置上焊接兩層間距500mm的擋板，在兩塊擋板間纏繞干海帶并捆扎牢固；將裝配好擋板的護壁套管和通氣管下入鉆孔中，兩塊擋板邊緣留有豁口，以便通氣管通過；封孔管跟著護孔管進入鉆孔的同時下入4英寸的注漿管到距離上方擋板4m-6m處，同時用面紗和聚氨酯在孔口 Im處封好；然后下入返漿管；向鉆孔和封孔管之間的孔隙中注入快速膨脹水泥和水的混合溶液，快速膨脹水泥和水的重量比例為1 1 ；兩個小時后，使用注漿管以不低于3MPa的注漿壓力向孔隙中注入普通水泥漿; 再以不低于5MPa的注漿壓力對孔隙進行點漿處理以完成封孔操作。由于快速膨脹水泥膨脹速度快，且效果好，大大提高了噴漿操作的效率，節(jié)省了大量的時間成本。使用本實用新型實施例提供的下向鉆孔抽采方法的抽采效果圖參見圖恥和圖 5c，其中圖恥示意了為采集10個日期的瓦斯抽采純量變化趨勢圖，每兩個日期之間間隔一個月。瓦斯抽采純量是指單位時間內(nèi)抽出的瓦斯的體積。隨著時間的增長，煤層中釋放的瓦斯?jié)舛仍絹碓蕉啵页椴晒鼙阌诩皶r排水，多釋放出來的瓦斯都能進入到抽采管中，瓦斯的抽采純量也相應(yīng)增加，以下向鉆孔124個為例，抽采純量最高值可達到3. 09m3/min,百孔平均抽采純量可達到2. 5m7min。圖5c示意了對一個鉆孔抽采57天的瓦斯?jié)舛茸兓厔輬D， 可以看出，連續(xù)抽采57天，由于通風(fēng)管輸入空氣，該鉆孔瓦斯的抽采濃度稍有下降，但參見圖恥可知，所有鉆孔的總瓦斯抽采純量是增加的。使用本法實用新型實施例提供的下向鉆孔抽采方法，瓦斯的抽采濃度最高可達90%以上，實際經(jīng)驗表明，連續(xù)抽采3-6個月，單孔的瓦斯?jié)舛炔坏陀?0%，大大提高了瓦斯的抽采量和抽采濃度。本實用新型實施例提供的下向鉆孔抽采方法，封孔操作效率高，大大提高了下向鉆孔的工作效率，保證了瓦斯抽采的高效進行。最后應(yīng)說明的是以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案，而非對其限制； 盡管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解: 其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實用新型各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求1.一種抽采管，其特征在于包括護壁套管和通氣管，兩者并排固定設(shè)置；所述通氣管一端的側(cè)壁上開設(shè)有第一開孔，所述護壁套管的對應(yīng)位置設(shè)置有第二開孔，所述第一開孔和第二開孔連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的抽采管，其特征在于所述通氣管內(nèi)部還設(shè)置有比例控制閥，以控制所述通氣管內(nèi)氣體的流通或斷開。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的抽采管，其特征在于所述護壁套管包括護孔管和封孔管，所述護孔管和封孔管的兩端都帶有絲扣，所述護孔管和封孔管之間通過管節(jié)密封連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的抽采管，其特征在于所述通氣管為不銹鋼鋼管或耐磨橡膠管。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的抽采管，其特征在于每根所述護孔管的孔壁上開設(shè)有小孔，所述小孔的直徑為10mm-25mm，所述小孔的數(shù)量為20-30個，沿著所述護孔管的表面均勻布置。
6.一種抽采系統(tǒng)，其特征在于包括權(quán)利要求1-5任一所述的抽采管，所述抽采管的護壁套管的一端與抽采泵連通；所述抽采管的通氣管的一端與壓風(fēng)系統(tǒng)連通。
專利摘要本實用新型公開了一種抽采管及抽采系統(tǒng)，其中抽采管包括護壁套管和通氣管，兩者并排固定設(shè)置；所述通氣管一端的側(cè)壁上開設(shè)有第一開孔，所述護壁套管的對應(yīng)位置設(shè)置有第二開孔，所述第一開孔和第二開孔連通。本實用新型提供的抽采管及抽采系統(tǒng)，其抽采管的通氣管和護壁套管通過第一開孔連通，而其他地方兩個管子并不連通，在抽采過程中，通氣管和護壁套管構(gòu)成連通器，這樣，護壁套管中沉積的水分就極易被抽采出來，水分被抽采之后，煤層中的瓦斯可以經(jīng)由護壁套管上的通孔進入到護壁套管中，從而提高了瓦斯的抽采濃度。
文檔編號E21F7/00GK202300482SQ20112039872
公開日2012年7月4日 申請日期2011年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月19日
發(fā)明者嚴(yán)立峰, 何兵, 何新礦, 程念東, 陳軍 申請人:淮南礦業(yè)(集團)有限責(zé)任公司