松软煤层抽采钻孔柔性气囊防塌支护装置研究

发布时间：2021-10-17 09:16

　　为解决松软煤层瓦斯钻孔成孔后易缩径、塌孔等问题,提出松软煤层钻孔支护新方法,研发出满足煤矿使用要求的,耐腐蚀性较好、阻燃、防静电的柔性气囊支架。通过现场工业性试验发现:相较于传统无支护钻孔,设置出的柔性气囊支架的钻孔瓦斯抽采混量提升了15.32%,抽采浓度提升了37.96%,有效提高了松软煤层钻孔的抽采效果。 

【文章来源】：煤炭科技. 2020,41(06)

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

柔性气囊支架概念示意

柔性气囊支架截面示意

图2 柔性气囊支架截面示意支架整体采用的是柔性气囊材料，在气囊内充入高压气体后，设计的形状可能难以保持，这样的情况下柔性气囊支架设计的支护效果难以体现，因此在内外两壁之间设计多组隔膜，将支架内壁外壁连接起来，在增加支架自身强度的同时，将支架内外壁分为3种气室，分别为内孔支撑气室、孔壁支撑气室、支架稳定气室。各气室的作用不尽相同：(1)内孔支撑气室：内孔是钻孔内的瓦斯流通的主要通道之一，此处设计的内孔支撑气室用于支撑内孔，当钻孔内部部分区域出现塌孔现象时，支架会有些许弹性形变，内孔气室充气后具有一定的强度，在内孔变形时，支撑气室尖端相抵，避免内孔孔壁直接贴合，从而保证内孔瓦斯流通通道的畅通，如图4所示；(2)孔壁支撑气室：松软煤层瓦斯抽采钻孔孔壁不稳定易塌孔，支架的孔壁支撑气室在充入高压气体后具有相当的强度，能够达到支撑孔壁、防止瓦斯抽采钻孔缩径或是塌孔的作用；(3)支架稳定气室：这个气室能够在气囊支架整体充气完毕后，保证支架形状结构的稳定，同时支架稳定气室与孔壁支撑气室之间设计有预留凹槽，凹槽内设有沟通内壁和外壁的贯通孔洞，通过这样的设计，能让柔性气囊支架在完成预定支护功能的同时，最大化的扩大钻孔内瓦斯流动通道，提高钻孔瓦斯抽采效果。

【参考文献】：
期刊论文
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[7]三棱钻杆在中软煤层顺层瓦斯抽排钻孔的应用[J]. 凌标灿,戴世鑫,曹承平,曹平小.  煤炭科学技术. 2009(10)

博士论文
[1]井下煤层气抽采钻井松散段随钻注浆护壁关键技术研究[D]. 路桂英.中国地质大学 2014

硕士论文
[1]本煤层钻孔瓦斯抽采失效机制及高效密封技术研究[D]. 成艳英.中国矿业大学 2014



本文编号：3441516