專利名稱：采用充氣膠囊作臨時孔底的煤礦瓦斯預抽鉆孔的封孔方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種采用充氣膠囊作臨時孔底的煤礦瓦斯預抽鉆孔的封孔方 法，它屬于一種尤其適用于采用硬質(zhì)塑料等材料作為孔口管的瓦斯預抽鉆孔、 松軟煤層中成型差的瓦斯預抽鉆孔的封孔方法。它同樣適用于水平及任意傾 斜角度的瓦斯預抽鉆孔的封孔作業(yè)和適用于煤層注水鉆孔的封孔作業(yè)。
背景技術：
煤礦瓦斯是煤礦安全生產(chǎn)的主要災害之一，同時又是一種清潔能源。目 前我國受瓦斯災害威脅的礦井(尤其是高瓦斯礦井)已經(jīng)普遍采用預抽瓦斯 的方式來防治瓦斯災害，并對抽出的瓦斯氣體進行利用。另外，煤礦也采用 向煤層注水的方法來降低煤與瓦斯突出災害的發(fā)生，或者降低采礦粉塵對現(xiàn) 場作業(yè)人員的危害。
煤礦瓦斯預抽孔包括本煤層預抽孔和上(下)鄰近層預抽孔，而且由于 煤層天然的賦存形態(tài)多種多樣，因此這些瓦斯預抽鉆孔(或煤層注水孔)，既 可能是水平的，也可能呈各種傾斜角度。
煤礦瓦斯預抽孔(或煤層注水孔)為了保證預抽(或注水)效果，須在 孔口附近的一定距離內(nèi)設置孔口管作為負壓抽采瓦斯(或注水作業(yè))的通道， 并需對孔口管與鉆孔壁之間的環(huán)形空間進行密封充填?？卓诠芡ǔ２捎娩摴?、
硬質(zhì)塑料管等；密封充填材料通常采用水泥沙漿、聚氨脂等材料。 一般而言， 硬質(zhì)塑料管相對于鋼管、水泥沙漿相對于聚氨脂材料具有成本優(yōu)勢，而且更 方便于煤礦井下的施工作業(yè)。
煤礦瓦斯預抽鉆孔(或煤層注水孔)采用水泥沙漿作為封孔充填材料時， 按照成孔與封孔的先后順序，其封孔工藝可劃分為兩種1)先封孔/后成孔，
即先根據(jù)孔口管長度施工適當長度的鉆孔，置入孔口管并注入水泥沙漿，候
凝(等候水泥沙漿凝固)8小時以上，再二次鉆進至終孔深度；2)先成孔/后封孔，即先施工鉆孔至終孔深度，再置入孔口管并注入水泥沙漿封固，候
凝8小時以上。
對于前一種封孔工藝而言，水泥沙漿候凝時間處于鉆孔施工中途，因此 鉆機要么須在鉆場停候至少一個小班的時間，要么需要開辟新的鉆場，并在
新/老鉆場之間往復搬遷鉆機，總之會造成工時浪費；而且二次鉆進時，鉆具 可能對孔口管造成磨損(采用低成本、耐磨性差的塑膠管時尤其嚴重)，鉆遇 硬巖石引起的震動也可能使已經(jīng)凝固的水泥沙漿失封。對于后一種封孔工藝 而言，雖然避免了鉆機停等、搬遷引起的工時浪費和避免了二次鉆進對孔口 管及封孔充填材料的磨損和擾動的缺點；但由于封孔段遠離自然孔底，無法 利用自然孔底的阻擋形成注漿返流，因此給注水泥沙漿工序的實施帶來了困 難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決上述技術難點并提供一種可以降低封孔成本、提高 工效、結構簡單和操作方便的采用充氣膠囊作臨時孔底的煤礦瓦斯預抽鉆孔 的封孔方法。
本發(fā)明為解決上述問題而采用的技術方案是采用充氣膠囊作臨時孔底 的煤礦瓦斯預抽鉆孔的封孔方法，它包括下列步驟
a. 當瓦斯預抽孔鉆進至終孔深度后，起出鉆具，將孔口管置入鉆孔中或當 瓦斯預抽孔鉆進至終孔深度后，對封孔段進行擴孔，起出鉆具，再將孔口管 置入鉆孔中；
b. 將充氣膠囊從孔口管內(nèi)送入鉆孔中，使充氣膠囊位于孔口管底部下方， 接著給充氣膠囊充氣，使充氣膠囊膨脹并與鉆孔壁緊密接觸，然后關閉充氣 管閘閥，形成臨時孔底；
c. 從孔口管內(nèi)或者孔口管外填充水泥沙漿，直至水泥沙漿充填整個孔口 管與鉆孔壁之間的環(huán)形空間；
d. 待水泥沙漿凝固后，開啟充氣管閘閥使充氣膠囊泄氣并恢復原狀，從 孔口管內(nèi)取出充氣膠囊，封孔結束。本發(fā)明使用水泥沙漿封孔時，采用從孔口管內(nèi)推漿或孔口管外注漿兩種 封孔方式。
本發(fā)明當采用從孔口管內(nèi)推漿方式進行封孔作業(yè)時，使用偏心式活塞實 施孔口管內(nèi)推漿封孔。
由于本發(fā)明采用了上述技術方案，實現(xiàn)了煤礦瓦斯預抽鉆孔(或煤層注 水孔)的先成孔/后封孔工藝，因此，與背景技術相比，本發(fā)明具有可以降低 封孔成本、提高工效、結構簡單和操作方便等優(yōu)點。


圖1是本發(fā)明管內(nèi)推漿實施方法的示意圖2是圖1中的1—I剖面圖3是本發(fā)明管外注漿實施方法的示意圖4是圖3中的n—n剖面圖。
具體實施例方式
實施例1
如圖1和圖2所示，本實施例中的采用充氣膠囊作臨時孔底的煤礦瓦斯
預抽鉆孔的封孔方法，適用于采用大口徑孔口管的鉆孔。它包括下列步驟
a. 當瓦斯預抽孔鉆進至終孔深度后，起出鉆具，將孔口管3置入鉆孔1
中；
b. 將充氣膠囊2從孔口管3內(nèi)送入鉆孔l中，使充氣膠囊2位于孔口管3 底部下方，充氣膠囊2與孔口管3底部須相距5 15cm，接著通過充氣管5及 氣孔6給充氣膠囊2充氣，使充氣膠囊2膨脹并與鉆孔壁緊密接觸，然后關 閉充氣管5閘閥，形成臨時孔底；
c. 將水泥沙漿7置入孔口管3內(nèi)，利用鉆機(或人工)的推力推動鉆桿 9及與之相連的偏心式活塞8向臨時孔底移動，使水泥沙漿7沿孔口管3與 鉆孔壁之間的環(huán)形空間4向孔口流動，直至返回并充滿孔口為止；
d. 待水泥沙漿7凝固后，開啟充氣管5閘閥使充氣膠囊2泄氣并恢復原 狀，從孔口管3內(nèi)取出充氣膠囊2，封孔結束。注漿量通過計算環(huán)形空間容積確定，通常大口徑孔口管的有效容積大于
注槳量，如有不足可多次補漿；注槳過程中可適度擺動孔口管3以保證整個 環(huán)形空間4充填密實。對于向上傾斜的鉆孔，須在孔口環(huán)形空間設置防漏擋 圈10以防止水泥沙漿7漏失。對于成型差的鉆孔，可在孔口管外壁設置扶正器。
實施例2
如圖3和圖4所示，本實施例中的采用充氣膠囊作臨時孔底的煤礦瓦斯 預抽鉆孔的封孔方法，適用于使用小口徑孔口管的鉆孔。它包括下列步驟-
a. 當瓦斯預抽孔鉆進至終孔深度后，對封孔段進行擴孔，起出鉆具，再將 孔口管3置入鉆孔1中；
b. 將充氣膠囊2從孔口管3內(nèi)送入鉆孔l中，使充氣膠囊2位于孔口管3 底部下方，且使充氣膠囊2的上端與孔口管3底部相接觸，接著通過充氣管 5及氣孔6給充氣膠囊2充氣，使充氣膠囊2膨脹并與鉆孔壁緊密接觸，然 后關閉充氣管5閘閥，形成臨時孔底；
c. 將注漿管11從孔口管3與鉆孔壁之間的環(huán)形空間4伸入臨時孔底，接 著通過注漿管11向環(huán)形空間4注入水泥沙漿7，直至水泥沙漿7充填整個孔 口管3與鉆孔壁之間的環(huán)形空間4;
d. 待水泥沙漿7凝固后，開啟充氣管5閘閥使充氣膠囊2泄氣并恢復原 狀，從孔口管3內(nèi)取出充氣膠囊2，封孔結束。
注漿過程中可適度擺動和伸縮注漿管11以保證整個環(huán)形空間4充填密 實；對于向上傾斜的鉆孔，須在孔口環(huán)形空間設置防漏擋圈IO以防止水泥沙 漿7漏失。對于成型差的鉆孔，可在孔口管外壁設置扶正器。
上述實施例中的封孔方法同樣適用于煤層注水鉆孔的封孔作業(yè)。
權利要求
1、一種采用充氣膠囊作臨時孔底的煤礦瓦斯預抽鉆孔的封孔方法，其特征是它包括下列步驟a.當瓦斯預抽孔鉆進至終孔深度后，起出鉆具，將孔口管置入鉆孔中或當瓦斯預抽孔鉆進至終孔深度后，對封孔段進行擴孔，起出鉆具，再將孔口管置入鉆孔中；b.將充氣膠囊從孔口管內(nèi)送入鉆孔中，使充氣膠囊位于孔口管底部下方，接著給充氣膠囊充氣，使充氣膠囊膨脹并與鉆孔壁緊密接觸，然后關閉充氣管閘閥，形成臨時孔底；c.從孔口管內(nèi)或者孔口管外填充水泥沙漿，直至水泥沙漿充填整個孔口管與鉆孔壁之間的環(huán)形空間；d.待水泥沙漿凝固后，開啟充氣管閘閥使充氣膠囊泄氣并恢復原狀，從孔口管內(nèi)取出充氣膠囊，封孔結束。
2、 根據(jù)權利要求1所述的采用充氣膠囊作臨時孔底的煤礦瓦斯預抽鉆孔 的封孔方法，其特征是使用水泥沙漿封孔時，采用從孔口管內(nèi)推漿或孔口 管外注漿兩種封孔方式。
3、 根據(jù)權利要求2所述的采用充氣膠囊作臨時孔底的煤礦瓦斯預抽鉆孔 的封孔方法，其特征是當采用從孔口管內(nèi)推漿方式進行封孔作業(yè)時，使用偏心式活塞實施孔口管內(nèi)推漿封孔。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種采用充氣膠囊作臨時孔底的煤礦瓦斯預抽鉆孔的封孔方法。本發(fā)明主要是解決現(xiàn)有的封孔方法存在著封孔成本高、效率低和操作不方便的技術難點。本發(fā)明采用的技術方案是采用充氣膠囊作臨時孔底的煤礦瓦斯預抽鉆孔的封孔方法，它包括下列步驟a.當瓦斯預抽孔鉆進至終孔深度后，起出鉆具，將孔口管置入鉆孔中；b.將充氣膠囊送入鉆孔中，接著給充氣膠囊充氣，形成臨時孔底；c.從孔口管填充水泥沙漿，直至水泥沙漿充填整個的環(huán)形空間；d.待水泥沙漿凝固后，使充氣膠囊泄氣并恢復原狀，從孔口管內(nèi)取出充氣膠囊，封孔結束。本發(fā)明尤其適用于采用硬質(zhì)塑料等材料作為孔口管的瓦斯預抽鉆孔、松軟煤層中成型差的瓦斯預抽鉆孔的封孔作業(yè)。
文檔編號E21B33/12GK101307695SQ20081005539
公開日2008年11月19日 申請日期2008年7月9日 優(yōu)先權日2008年7月9日
發(fā)明者黎鳳岐 申請人:黎鳳岐