一种煤矿立井钻孔质量防护方法及泥浆冲洗装置与流程

本发明涉及立井钻孔，具体为一种煤矿立井钻孔质量防护方法及泥浆冲洗装置。

背景技术：

1、在煤矿开采过程中，不可避免的会在地下形成众多采空区，采空区的存在使得矿山的安全生产面临很大的安全问题，人员与机械设备都可能掉入采空区内部受到伤害。因此，在煤矿开采过程中，对采空区的处理需要特别谨慎，针对不同类型的采空区，也需要采用不同的处理方式。

2、目前，采用泥浆冲洗煤矿采空区是一种常见的治理和加固方式，具体来说，采用泥浆冲洗采空区具有如下作用。首先，泥浆可以填充崩落带中的空洞和空隙，增强崩落带的延时密实性，提高原始崩落带的砌体结构整体刚度，这样可以有效消除采空区内岩体产生二次变形的空间，阻止、减缓地下水在采空区内流动；其次，泥浆中的水泥和粉煤灰固化后，具有一定的强度，经过采空区填充加固后，岩石的稳定性得到增强，基础的承载力得到条；另外，泥浆还能在孔壁形成一层薄而韧的泥皮，保护孔壁，防止坍塌。

3、现有技术中，由于地下采空区分布不均匀，且各采空区之间存在一定的间隙，因此，若针对一个采空区，在该采空区的上方单独开凿一条钻孔直达采空区，用于喷洒泥浆，那么由于地下采空区分布不集中，势必会造成资源浪费以及成本提高；另外，用于泥浆由钻孔进入采空区，且钻孔长而窄，因此泥浆在钻孔内流动时，必然会冲击钻孔内壁，因此可能会造成钻孔坍塌。鉴于此，为了能够安全、高效的冲击采空区，同时降低安全事故发生的概率，我们提出了一种煤矿立井钻孔质量防护方法及泥浆冲洗装置。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种煤矿立井钻孔质量防护方法及泥浆冲洗装置，用于解决上述背景技术中提出的问题。

2、本发明是通过以下技术方案得以实现的：一种煤矿立井钻孔质量防护方法，包括以下步骤：

3、s1、根据地下采空区位置，在多个采空区的中间位置选择地势平坦部位作为立井施工点；

4、s2、在立井施工点部位采用钻井设备向下钻进，钻进深度介于地面至采空区高度差的三分之一至二分之一之间；

5、s3、钻井完工后，在钻井底部位置向周围采空区进行钻孔，钻孔直至与采空区连通为止；

6、s4、在钻孔内铺设钢管，防止钻孔坍塌，并且在钻井内壁铺设套管，在套管的顶部设置密封板；

7、s5、在地面上选取合适位置开挖泥浆池，然后在泥浆池和立井之间埋设导流管，导流管的一端位于泥浆池内，导流管的另一端贯穿套管的侧壁并伸入套管内；

8、s6、采用泥浆冲洗装置抽取泥浆池内的泥浆并喷洒至采空区内，泥浆冲洗采空区后，能够携带采空区中的废弃物上流，最终通过导流管重新流入泥浆池中。

9、可选的，所述钻孔与竖直方向的夹角不低于60°，所述钻孔直径不低于1米。

10、可选的，所述密封板的中心位置开设有圆孔，所述圆孔用于供泥浆冲洗装置插入。

11、可选的，所述泥浆池内设有过滤网，所述过滤网将泥浆池内部空间分隔成蓄水腔和回流腔，所述导流管的一端伸入至回流腔内。

12、本发明还提出一种泥浆冲洗装置，适用于上述煤矿立井钻孔质量防护方法，包括泥浆泵、主流管和冲洗管，所述泥浆泵位于泥浆池中，所述泥浆泵的出水端通过供浆管与所述主流管的顶端相连，所述主流管贯穿密封板并伸入至立井内部，所述冲洗管的数量与钻孔数量一一对应，所述冲洗管采用软管，所述冲洗管的一端伸入至采空区内，所述冲洗管的另一端与主流管相通。

13、可选的，所述主流管的外部套装有旋进管，所述旋进管与所述主流管之间通过轴承转动配合，所述旋进管的外部设有呈螺旋状的从动绞龙，所述旋进管的底部内侧设有安装架，所述安装架的顶端垂直设有主动绞龙杆，所述主动绞龙杆伸入至主流管内部；当泥浆自上而下冲击主动绞龙杆时，所述旋进管顺时针转动，所述从动绞龙能够带动立井内的泥浆向上运动。

14、可选的，所述旋进管的底壁设有排浆管，所述排浆管的外部套装有集浆管，所述集浆管与所述排浆管之间通过密封轴承转动配合，且所述冲洗管与所述集浆管相连。

15、可选的，所述集浆管的下方还设有底板，所述底板与立井的底面贴合，所述底板的底面还设有限位柱，所述限位柱插入立井底部，所述底板的上表面还开设有十字槽，所述集浆管的底端设有十字块，所述十字块嵌入在十字槽内。

16、可选的，所述集浆管的外周壁上设有与所述冲洗管一一对应的出浆管，所述冲洗管的一端插入至出浆管内并与其固定连接。

17、可选的，所述主流管的外部突出成型有环形凸缘，所述环形凸缘上贯穿开设有导向孔，所述密封板的顶面设有与所述导向孔相对应的导向柱，所述导向柱贯穿导向孔，且所述导向柱的顶端设有锁紧螺母。

18、与现有技术相比，本发明提供了一种煤矿立井钻孔质量防护方法及泥浆冲洗装置，具备以下有益效果：

19、1.本发明在立井内铺设套管，同时在钻孔内铺设钢管，作用是避免泥浆直接与钻孔内壁直接接触；并且，由于钻孔是从立井底部开凿，而不是从地面开凿，因此大大缩短了钻孔长度，相比较现有技术，本发明有利于降低安全事故发生的概率，有效确保了钻孔质量；

20、2.本发明在多个采空区的中间部位开凿立井，并且从立井底部开凿钻孔，从而直达各采空区，相比较直接从地面开凿钻孔的方式，本发明无需频繁移动钻井设备，同时也有助于缩短钻孔成本；

21、3.本发明通过泥浆泵抽取泥浆池内的泥浆，并通过冲洗管将泥浆送入各采空区内，因此各采空区可同步进行作业，大大提高了作业效率，并且，由于钻孔倾斜分布，因此也有助于扩大泥浆的喷洒范围；

22、4.本发明中还具有旋进管，由于泥浆的冲击作用，可带动旋进管转动，从而有利于泥浆携带采空区内的废弃物上升，因此有利于避免废弃物中的有害物质污染地下水资源。

技术特征：

1.一种煤矿立井钻孔质量防护方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种煤矿立井钻孔质量防护方法，其特征在于：所述钻孔与竖直方向的夹角不低于60°，所述钻孔直径不低于1米。

3.根据权利要求1所述的一种煤矿立井钻孔质量防护方法，其特征在于：所述密封板(200)的中心位置开设有圆孔(201)，所述圆孔(201)用于供泥浆冲洗装置插入。

4.根据权利要求1所述的一种煤矿立井钻孔质量防护方法，其特征在于：所述泥浆池(300)内设有过滤网(301)，所述过滤网(301)将泥浆池(300)内部空间分隔成蓄水腔和回流腔，所述导流管(400)的一端伸入至回流腔内。

5.一种泥浆冲洗装置，适用于权利要求1-4任一项所述的煤矿立井钻孔质量防护方法，其特征在于：包括泥浆泵(500)、主流管(600)和冲洗管(700)，所述泥浆泵(500)位于泥浆池(300)中，所述泥浆泵(500)的出水端通过供浆管(501)与所述主流管(600)的顶端相连，所述主流管(600)贯穿密封板(200)并伸入至立井内部，所述冲洗管(700)的数量与钻孔数量一一对应，所述冲洗管(700)采用软管，所述冲洗管(700)的一端伸入至采空区内，所述冲洗管(700)的另一端与主流管(600)相通。

6.根据权利要求5所述的一种泥浆冲洗装置，其特征在于：所述主流管(600)的外部套装有旋进管(800)，所述旋进管(800)与所述主流管(600)之间通过轴承转动配合，所述旋进管(800)的外部设有呈螺旋状的从动绞龙(801)，所述旋进管(800)的底部内侧设有安装架(802)，所述安装架(802)的顶端垂直设有主动绞龙杆(803)，所述主动绞龙杆(803)伸入至主流管(600)内部；当泥浆自上而下冲击主动绞龙杆(803)时，所述旋进管(800)顺时针转动，所述从动绞龙(801)能够带动立井内的泥浆向上运动。

7.根据权利要求6所述的一种泥浆冲洗装置，其特征在于：所述旋进管(800)的底壁设有排浆管(804)，所述排浆管(804)的外部套装有集浆管(805)，所述集浆管(805)与所述排浆管(804)之间通过密封轴承转动配合，且所述冲洗管(700)与所述集浆管(805)相连。

8.根据权利要求7所述的一种泥浆冲洗装置，其特征在于：所述集浆管(805)的下方还设有底板(900)，所述底板(900)与立井的底面贴合，所述底板(900)的底面还设有限位柱(901)，所述限位柱(901)插入立井底部，所述底板(900)的上表面还开设有十字槽(902)，所述集浆管(805)的底端设有十字块(807)，所述十字块(807)嵌入在十字槽(902)内。

9.根据权利要求7所述的一种泥浆冲洗装置，其特征在于：所述集浆管(805)的外周壁上设有与所述冲洗管(700)一一对应的出浆管(806)，所述冲洗管(700)的一端插入至出浆管(806)内并与其固定连接。

10.根据权利要求5所述的一种泥浆冲洗装置，其特征在于：所述主流管(600)的外部突出成型有环形凸缘(601)，所述环形凸缘(601)上贯穿开设有导向孔(602)，所述密封板(200)的顶面设有与所述导向孔(602)相对应的导向柱(202)，所述导向柱(202)贯穿导向孔(602)，且所述导向柱(202)的顶端设有锁紧螺母(203)。

技术总结本发明涉及立井钻孔技术领域，具体为一种煤矿立井钻孔质量防护方法及泥浆冲洗装置，包括泥浆泵、主流管和冲洗管，泥浆泵位于泥浆池中，泥浆泵的出水端通过供浆管与主流管的顶端相连，主流管贯穿密封板并伸入至立井内部，冲洗管的数量与钻孔数量一一对应，冲洗管采用软管，冲洗管的一端伸入至采空区内，冲洗管的另一端与主流管相通，本发明在立井内铺设套管，同时在钻孔内铺设钢管，作用是避免泥浆直接与钻孔内壁直接接触；并且，由于钻孔是从立井底部开凿，而不是从地面开凿，因此大大缩短了钻孔长度，相比较现有技术，本发明有利于降低安全事故发生的概率，有效确保了钻孔质量。技术研发人员：田辉,陈新容,唐忠宝,陈绍熙,叶紫凌,吴水群,张妤,钟箐,杨臣婷受保护的技术使用者：广东煤炭地质二〇二勘探队技术研发日：技术公布日：2024/7/11