孔口控水装置技术研究报告.doc

. PAGE .. . .. 河南省新郑煤电有限责任公司 技术研究报告 题 目 ： 孔口控水装置的设计与应用 完成单位： 抽放注浆队 完成日期：2012 年12月6日 目 录 1 前言1 2技术原理1 3设备技术参数2 4使用方法3 5操作注意事项3 6效益评价 3 6.1经济效益3 6.2社会效益4 7关键技术及创新点4 8结束语4 底板注浆加固钻孔孔口控水装置的研究与设计 1、前言： 郑州矿区主采的二1煤层底板含水层较厚，个别矿区底板富水性较强，目前，主要采取的底板防治水措施为底板注浆改造。其中，新郑煤电公司主采的二1煤层底板加固层位主要为L1-4灰及L5-6灰岩，在底板钻孔的实际施工过程中，局部底板加固钻孔出水的水压较大，部分钻孔在拔杆过程中，水量会逐渐增大，特别是孔内剩余钻杆不多时，水压较大的钻孔水能喷到钻机尾部，直接恶化了接杆工的工作环境，也增加了接杆工的工作难度，造成拔杆时间延长，出水量增加，遇到排水设施不完善的施工地点，还可能造成巷道积水甚至淹巷道，给工人的人身安全造成一定的威胁。 为解决上述问题，我们对钻孔的孔口结构进行了认真研究和分析发现，若在拔杆期间能改变钻孔出水的方向，使之不喷或少喷向钻机，这样既能改善工人的作业环境，又能提高拔杆效率，为快速控水争取时间，也降低水淹巷道的危险性，为此我们设计制作了孔口控水装置。 2、技术原理 此套控水装置是利用法兰盘、套管、旧皮带及小螺丝等物料组合焊接而成，主体由经部分切割过的法兰盘和套管焊接，活动部分由从套管切割下的部分加旧皮带制作而成，两部分设计为活性连接。（如图1、图2） 活动部分由两个螺丝穿销固定， 图（1） 图（2） 3、设备技术参数 我公司施工的底板注浆加固钻孔的孔口阀门主要采用6吋阀门，该装置采用6吋法兰盘、Φ146mm套管、旧皮带及废旧螺丝制作。 4、使用方法 待钻孔钻进到位后，若出水量较大，开始拔杆前，即把该装置上到阀门上侧的法兰盘上，在1#皮带未固定之前，根据钻杆的实际位置，确定需切割的1#皮带的卡口位置及大小，确保皮带固定后严实合缝，相同方法确定2#皮带开口的大小。紧固完毕后，即可开始拔杆作业。该装置的两块皮带能有效抱紧旋转的钻杆，使喷出的钻孔水不能透过皮带与钻杆的间隙冲到钻机上，有效确保水流改变方向。该装置加工简单，操作方便，能有效地改善接杆工的作业环境，且安全可靠。 5、操作注意事项： 1、稳固钻机之前，要确保卡持器与阀门间留有足够的距离。 2、要确保使用该装置的及时性，根据钻孔的实际施工情况，及时地将该装置上到控水阀门上。 3、两片皮带切割时一定要比对准确，确保在使用时与钻杆接触处严实合缝。 4、要确保两片皮带紧固可靠。 5、要确保活动部位连接紧固可靠。 6、效益评价 6.1经济效益 未使用该装置作业时，钻孔拔杆期间需3个人作业，一人开钻机、一人卸杆、一人遮挡出水，每百米拔杆时间为4小时，一个孔深125m的钻孔拔杆需5小时。使用该装置后，钻孔拔杆作业只需2人，每百米拔杆时间提高到2小时，一个孔深125m的钻孔拔杆需2.5小时，抽放注浆队每月进尺按5000m，出大水的概率按60%计算，则每月可节省41工。工值按230元/工计算，则注浆队每年可节省资金11万余元，有效地降低了我公司吨煤生产成本，提高了工时工效。 6.2社会效益 该装置的成功使用，有效改善了工人的作业环境，减少了涌水洒向设备的时间，延长了设备的使用寿命，增加了工人施工期间的安全系数。为安全生产工作提供了保障。 7、关键技术及创新点 （1）主体上的1#皮带的卡口在切割时，必须与钻杆的实际位置比对准确，确保切割后能够与钻杆接触的严丝合缝。降低漏水几率。 （2）活动部分的2#皮带上部卡口在切割时应与钻杆接触紧密，连接部位确保灵活可靠。 8、结束语 该装置取缔了以往以人力换效率的施工模式，脱离了“钻孔出大水，工人就得湿衣服”的作业思路。具有结构简单、安装拆卸方便的优点，减少了人力投入，解决了安全隐患等问题。通过改进，该装置能够彻底解决钻孔水直接喷向钻机的可能性，降低了施工难度，减少了作业人员和施工时间，降低了劳动强度，提高了安全系数，为作业提供了安全保障。实践证明该装置操作简捷、安全可靠、方便高效，能够满足煤矿安全、高效的生产要求，同时它基本适应在各类钻孔的应用，具有一定的借鉴和推广价值。