一、技术背景
探放水钻孔是煤矿井下探测、疏放老空积水的最有效的处理方式。由于老空区底部往往存在大量淤煤，钻孔在疏放水的时候经常会被淤煤堵塞，导致无法正常、有效的疏放积水，以至于无法消除水害隐患，使得生产施工被迫停止。传统解决办法是使用长锚索进行人工疏通，短距离、低水压、小水量的积水空间尚可使用该方法，若遇到高水压、远距离、大水量的积水空间，则该方法就不再适应，只能再次使用钻机进行疏孔，存在二次疏孔时塌孔、埋钻的风险。
二、成果内容
1.基本原理
本新型钻孔结构主要运用三刃吸水端头的尖角顶开较小的矸石，防止矸石进入钻孔造成堵塞；花管主要运用密集的吸水小孔，增加吸水面积，加快放水速度，同时又起到过滤作用；护壁套管运用无缝钢管的拱形抗压性质，对钻孔起到支撑保护作用。
当钻孔存在堵塞等情况时，通过煤矿井下供水管路、采掘工作面的加压水箱等，连接钻孔冲孔处理装置，运用高压水的压力对花管及三刃吸水端头进行冲刷清洗，从而实现疏通钻孔。
本新型钻孔结构及配套的冲孔处理装置，通过钻孔结构的改变，使钻孔在整体上不发生塌孔，再配合使用冲孔处理装置，从而解决钻孔在疏放水的过程中发生堵塞的问题。
2.关键技术
（1）钻孔结构分为四部分
第一部分为最前端的三刃吸水端头，该端头的尖角便于套管在按照过程中可以顺利穿过裸孔的煤（岩）粉、碎屑等。当套管安装到位后，开始疏放水时，三刃端头还可以顶开钻孔吸水口附近的矸石，尤其是与钻孔孔径相当的矸石，一旦该矸石吸入钻孔内，最容易堵塞钻孔。
第二部分为前段5-10的花管，主要用于穿过老空区的淤煤层，上面设置的吸水小孔用于增加吸水面积，可以加快吸水速度，并起到过滤的作用。
第三部为护壁套管，主要用于支撑钻孔，防止钻孔在动压及其他因素影响下造成钻孔塌孔、堵塞等。
第四部分为球型闸阀，设置在护壁套管外端，用于控制钻孔出水量及水压，便于现场排水系统排水。
（2）钻孔冲孔装置分为两部分
第一部分为第一变头，由于护壁套管的出水口在钻孔球型闸阀的内侧，通过第一变头将护壁套管延伸出来，变头上设置的手闸阀，用于水量、水压控制。
第二部分为第二变头，用于第一变头和高压水管的连接，利用高压水的压力，对套管前段的花管及三刃吸水端头进行冲刷清淤。
3.工艺流程
1.三刃吸水端头 2.花管 3.护壁套管 4.孔口套管 5.膨胀物 6.球形闸阀 7.第一变头 8.第二变头 9.小型控水手闸阀 10.高压水管
成果装置示意图
为防止在安装冲孔装置时老空水从球形闸阀中冲出来，在第一变头7上安装有小型控水手闸阀9，第一变头7两端为不同直径的同种接头，用于对钻孔中水量、水压的控制以及对不同直径的管路连接。第二变头8两端为不同连接方式的接头，用于第一变头7和高压水管10的连接。花管2的管体上设有若干个透水孔，用于增大吸水断面。护壁套管3与孔口套管4重合段采用膨胀物5进行填充固定，防止护壁套管滑落。
通过在钻孔的裸孔内加装护壁套管，防止岩层长时间受水浸泡而造成塌孔，在护壁套管的远端设有三刃吸水端头，老空水可以经过该端头将水放进护壁套管中来，在护壁套管与三刃吸水端头之间加装花管，花管上设有许多透水孔，这样可以加上进水量，且能防止矸石等块状物进入护壁套管。如果花管上的透水孔和三刃吸水端头被老空水的污泥堵住，则用冲孔处理装置来进行冲孔处理，这样可以防止现有技术中采用锚索、钻机疏孔带来的问题。
三、应用效果
1.应用前情况
在使用本成果前，某煤矿于8195溜子道对7195采空区进行了探放水工作，施工的第一组7个钻孔就有4个钻孔由于塌孔及后期的堵孔而报废。
2.应用后情况
本成果主要应用于某煤矿8199材料道对7195、7197采空区积水的疏放工作，该积水区存在积水250000m3，积水深50m。运用该技术施工了7个钻孔，其中4个钻孔从施工至放水结束，未发生任何的堵孔现象；3个孔在疏放水过程中发生不同程度的淤煤堵塞花管，在使用钻孔冲孔处理装置后，使用10-30MPa的高压水进行冲孔，10-30min后即可完全将堵塞部分冲开，继续进行有效的放水。
3. 经济效益情况
本新型钻孔结构所运用到的三刃吸水端头为自己使用角铁加工的，护壁套管价格一般为60-80元/m，花管为自己在护壁套管上切割加工的。
钻孔冲孔处理装置为自己使用废弃的套管、接头加工的，基本不产生费用。
综上，本成果仅护壁套管产生一定的费用，以每个钻孔50m计算，产生的费用仅仅3000-4000元左右。
使用本成果后，将避免钻孔报废，以一个50m的钻孔为例，其施工费用约50000-60000元，报废一个钻孔就损失50000-60000元。本成果还能方便的处理钻孔堵塞，避免了重新安装钻孔疏孔，提高了老空水的疏水效率，节约了大量的工时。
四、成果推广应用前景
本新型钻孔结构装置从施工至放水过程中减少了钻孔塌孔、堵塞的概率，杜绝了与钻孔孔径相当的矸石吸入，造成钻孔报废现象；配套的钻孔冲孔处理装置，可以进一步对花管、三刃吸水端头的吸水处淤堵的淤煤进行冲洗清淤，保证了钻孔有效放水。
对于煤矿井下老空水探放，尤其是存在较多淤煤，积水难以疏放尽的老空，使用本成果有较好的效果，具有较好的推广应用前景。
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