專利名稱：易塌孔鉆孔成形方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種易塌孔鉆孔成形方法，尤其適用于在柔軟煤層中打鉆作業(yè)時(shí)的易塌孔鉆孔成形。
背景技術(shù)：
我國煤礦地質(zhì)條件復(fù)雜，高瓦斯煤層占50%_70%，而高瓦斯低透氣性煤層又占其中的70%左右。因此，煤礦在開采過程中常需要進(jìn)行煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性鑒定，采取煤層水力壓裂、水力割縫、煤層注水、超前鉆孔等礦井區(qū)域性瓦斯防治措施。以上工作必須首先進(jìn)行煤層內(nèi)的打鉆作業(yè)，但是在一般煤層特別是松軟煤層中，打鉆完成后，極易出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象， 對鑒定和礦井瓦斯防治等工作造成極大的困難。對于常見的易塌孔問題，目前還沒有具體有效的易塌孔鉆孔成形技術(shù)。煤礦現(xiàn)場工程施工大多采用高壓風(fēng)吹或高壓水沖等措施清洗鉆孔，排出塌孔的煤渣。這些方法不僅費(fèi)工費(fèi)時(shí)，工作量大、成本高，而且容易出現(xiàn)更為嚴(yán)重的塌孔，甚至導(dǎo)致鉆孔廢棄。為了解決打鉆后塌孔技術(shù)難題，需要研究煤層易塌孔鉆孔成形方法，以滿足煤礦現(xiàn)場煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性鑒定和礦井瓦斯防治等工作的需要。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明的目的是克服已有技術(shù)中的不足之處，提供一種方法簡單、成孔率高、操作簡便易行、成本低的易塌孔鉆孔成形方法。技術(shù)方案
本發(fā)明的一種易塌孔鉆孔成形方法，包括以下步驟
a.在煤層中預(yù)先施工一個(gè)大直徑主固化孔，然后在距離大直徑主固化孔的周圍施工半徑為20(T250mm的均勻分布的多個(gè)小直徑輔固化孔；
b.鉆孔施工完成后，先對大直徑主固化孔進(jìn)行封孔，向大直徑主固化孔內(nèi)放入長度為 3 5m的聚氨脂注漿管、長度為11 13m的水泥注漿管和長度為3 5m的回漿管；
c.通過聚氨脂注漿管向大直徑主固化孔孔口處注入厚度為廣an的聚氨酯層，注入聚氨酯過程中將回漿管固定在大直徑主固化孔內(nèi)的上部，聚氨脂注漿管和水泥注漿管固定在大直徑主固化孔內(nèi)的下部；
d.待聚氨酯層凝固后，通過與高壓注漿泵相連的水泥注漿管將水泥漿注入大直徑主固化孔內(nèi)，當(dāng)回漿管出現(xiàn)回漿時(shí)，停止注漿，完成大直徑主固化孔的封孔；
e.依次對小直徑輔固化孔進(jìn)行封孔，分別向每個(gè)小直徑輔固化孔內(nèi)放入與大直徑主固化孔內(nèi)長度相同的氨脂注漿管、水泥注漿管和回漿管；
f.重復(fù)步驟c、d，完成所有小直徑輔固化孔的封孔，待大直徑主固化鉆孔和小直徑輔固化孔內(nèi)的水泥漿固化后，在大直徑主固化孔的軸心方向?qū)嵤┿@孔作業(yè)，完成一個(gè)易塌孔鉆孔的成形作業(yè)。所述多個(gè)小直徑輔固化孔為3飛個(gè)，其直徑為70mm，深度為7(T90m ；所述大直徑主固化孔的直徑為113mm，其深度為7(T90m。
本發(fā)明的另一種易塌孔鉆孔成形方法，包括以下步驟
a.在煤層中預(yù)先施工一個(gè)大直徑主固化孔；
b.鉆孔施工完成后，對大直徑主固化孔進(jìn)行封孔，向大直徑主固化孔內(nèi)放入長度為 3 5m的聚氨脂注漿管、長度為11 13m的水泥注漿管和長度為3 5m的回漿管；
c.通過聚氨脂注漿管向大直徑主固化孔孔口處注入厚度為廣an的聚氨酯層，注入聚氨酯過程中將回漿管固定在大直徑主固化孔內(nèi)的上部，聚氨脂注漿管和水泥注漿管固定在大直徑主固化孔內(nèi)的下部；
d.待聚氨酯層凝固后，通過與高壓注漿泵相連的水泥注漿管將水泥漿注入大直徑主固化孔內(nèi)，當(dāng)回漿管出現(xiàn)回漿時(shí)，停止注漿，完成大直徑主固化孔的封孔；
e.在大直徑主固化孔的軸心方向?qū)嵤┿@孔作業(yè)，完成一個(gè)易塌孔鉆孔的成形作業(yè)。所述大直徑主固化孔的直徑為113mm，其深度為7(T90m。有益效果由于采用了上述技術(shù)方案，在柔軟煤層中先進(jìn)行預(yù)打孔，封孔后注入水泥漿液進(jìn)行固化，之后在固化鉆孔內(nèi)進(jìn)行打鉆，有效防止了再打鉆孔塌孔現(xiàn)象的發(fā)生，解決煤層打鉆時(shí)的易塌孔技術(shù)難題，保證煤礦現(xiàn)場煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性鑒定和礦井瓦斯防治等工作的順利進(jìn)行，其方法簡單、操作簡便易行、成本低，具有廣泛的實(shí)用性。


圖1是本發(fā)明的易塌孔鉆孔成形方法實(shí)施例一示意圖。圖2是圖1的A— A剖視圖。圖3是本發(fā)明的易塌孔鉆孔成形方法實(shí)施例二示意圖。圖4是圖3的B— B剖面圖。圖中1 一大直徑主固化孔，2—小直徑輔固化孔，3—回漿管，4-1 一注漿管，4-2— 注漿管，5—水泥漿，6—煤層，7—聚氨酯。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例作進(jìn)一步的描述
實(shí)施例一、如圖1、圖2所示的易塌孔鉆孔成形方法，在煤層6中預(yù)先施工一個(gè)直徑為 113mm、深度為7(T90m提大直徑主固化孔1，然后在距離大直徑主固化孔1的周圍施工半徑為20(T250mm的均勻分布的3 6個(gè)小直徑輔固化孔2 ；小直徑輔固化孔2的直徑為70mm、深度為7(T90m，鉆孔施工和已有技術(shù)相同，根據(jù)現(xiàn)場需要選擇螺旋鉆桿、圓形鉆桿或三角形鉆桿；鉆孔施工完成后，先對大直徑主固化孔1進(jìn)行封孔，向大直徑主固化孔1內(nèi)放入長度為 3 5m的聚氨脂注漿管4-1、長度為11 13m的水泥注漿管4_2和長度為3 5m的回漿管3 ；通過聚氨脂注漿管4-1向大直徑主固化孔1孔口處注入厚度為廣an的聚氨酯層7，注入聚氨酯過程中要保持回漿管3大直徑主固化孔1上內(nèi)壁，保持注漿管4-1和注漿管4-2 緊貼大直徑主固化孔1的下內(nèi)壁，使回漿管3固定在緊貼大直徑主固化孔1內(nèi)的上部，聚氨脂注漿管4-1和水泥注漿管4-2固定在大直徑主固化孔1內(nèi)的下部；結(jié)束注入聚氨酯后，把注漿管4-2與高壓注漿泵相連，待聚氨酯層7凝固后，通過與高壓注漿泵相連的水泥注漿管 4-2將水泥漿5注入大直徑主固化孔1內(nèi)，待回漿管3出現(xiàn)回漿現(xiàn)象時(shí)，停止注漿，完成大直徑主固化孔1的封孔注漿作業(yè)。采用與大直徑主固化孔1的封孔注漿同樣的方法，依次對小直徑輔固化孔2進(jìn)行封孔，分別向每個(gè)小直徑輔固化孔2內(nèi)放入與大直徑主固化孔1內(nèi)長度相同的氨脂注漿管4-1、水泥注漿管4-2和回漿管3 ；重復(fù)步驟與大直徑主固化孔1的封孔注漿過程，完成所有小直徑輔固化孔2的封孔，待大直徑主固化鉆孔1和小直徑輔固化孔2內(nèi)的水泥漿5固化后，沿大直徑主固化孔1的軸心方向進(jìn)行常規(guī)打鉆作業(yè)，完成一個(gè)易塌孔鉆孔的成形作業(yè)。重復(fù)上述過程，完成整個(gè)采煤工作面易塌孔鉆孔成形作業(yè)。
實(shí)施例二、如圖3、圖4所示的易塌孔鉆孔成形方法，在煤層6中預(yù)先施工一個(gè)直徑為113mm、深度為7(T90m的大直徑主固化孔1，鉆孔施工和已有技術(shù)相同，可根據(jù)需要選擇螺旋鉆桿、圓形鉆桿或三角形鉆桿。鉆孔施工完成后，對大直徑主固化孔1進(jìn)行封孔，向大直徑主固化孔1內(nèi)放入長度為3 5m的聚氨脂注漿管4-1、長度為11 13m的水泥注漿管 4-2和長度為3 5m的回漿管3 ；通過聚氨脂注漿管4_1向大直徑主固化孔1孔口處注入厚度為廣an的聚氨酯層7，注入聚氨酯過程中要保持回漿管3緊貼大直徑主固化孔1上內(nèi)壁，保持注漿管4-1和注漿管4-2緊貼大直徑主固化孔1的下內(nèi)壁，使回漿管3固定在大直徑主固化孔1內(nèi)的上部，聚氨脂注漿管4-1和水泥注漿管4-2固定在大直徑主固化孔1內(nèi)的下部；結(jié)束注入聚氨酯7后，把注漿管4-2與高壓注漿泵相連，待聚氨酯層7凝固后，通過與高壓注漿泵相連的水泥注漿管4-2將水泥漿5注入大直徑主固化孔1內(nèi)，當(dāng)回漿管3出現(xiàn)回漿時(shí)，停止注漿，完成大直徑主固化孔1的封孔注漿作業(yè)；沿大直徑主固化孔1的軸心方向進(jìn)行常規(guī)打鉆作業(yè)，完成一個(gè)易塌孔鉆孔的成形作業(yè)。重復(fù)上述過程，完成整個(gè)采煤工作面易塌孔鉆孔成形作業(yè)。
權(quán)利要求
1.一種易塌孔鉆孔成形方法，其特征在于包括以下步驟a.在煤層(6)中預(yù)先施工一個(gè)大直徑主固化孔(1)，然后在距離大直徑主固化孔(1)的周圍施工半徑為20(T250mm的均勻分布的多個(gè)小直徑輔固化孔(2)；b.鉆孔施工完成后，先對大直徑主固化孔(1)進(jìn)行封孔，向大直徑主固化孔(1)內(nèi)放入長度為3 5m的聚氨脂注漿管(4-1)、長度為11 13m的水泥注漿管(4_2)和長度為3 5m的回漿管(3);C.通過聚氨脂注漿管(4-1)向大直徑主固化孔(1)孔口處注入厚度為廣ail的聚氨酯層(7)，注入聚氨酯過程中將回漿管(3)固定在大直徑主固化孔(1)內(nèi)的上部，聚氨脂注漿管(4-1)和水泥注漿管(4-2 )固定在大直徑主固化孔(1)內(nèi)的下部；d.待聚氨酯層(7)凝固后，通過與高壓注漿泵相連的水泥注漿管(4-2)將水泥漿(5) 注入大直徑主固化孔(1)內(nèi)，當(dāng)回漿管(3)出現(xiàn)回漿時(shí)，停止注漿，完成大直徑主固化孔(1) 的封孔注漿作業(yè)；e.依次對小直徑輔固化孔(2)進(jìn)行封孔，分別向每個(gè)小直徑輔固化孔(2)內(nèi)放入與大直徑主固化孔(1)內(nèi)長度相同的氨脂注漿管(4-1)、水泥注漿管(4-2)和回漿管(3)；f.重復(fù)步驟c、d，完成所有小直徑輔固化孔(2)的封孔，待大直徑主固化鉆孔(1)和小直徑輔固化孔(2)內(nèi)的水泥漿(5)固化后，在大直徑主固化孔(1)的軸心方向?qū)嵤┿@孔作業(yè)，完成一個(gè)易塌孔鉆孔的成形作業(yè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的易塌孔鉆孔成形方法，其特征在于所述大直徑主固化孔(1) 的直徑為113mm，其深度為7(T90m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的易塌孔鉆孔成形方法，其特征在于所述多個(gè)小直徑輔固化孔(2)為3 6個(gè)，其直徑為70mm，深度為7(T90m。
4.一種易塌孔鉆孔成形方法，其特征在于包括以下步驟a.在煤層(6)中預(yù)先施工一個(gè)大直徑主固化孔(1);b.鉆孔施工完成后，對大直徑主固化孔(1)進(jìn)行封孔，向大直徑主固化孔(1)內(nèi)放入長度為3 5m的聚氨脂注漿管(4-1)、長度為11 13m的水泥注漿管(4_2)和長度為3 5m的回漿管(3)；C.通過聚氨脂注漿管(4-1)向大直徑主固化孔(1)孔口處注入厚度為廣ail的聚氨酯層(7)，注入聚氨酯過程中將回漿管(3)固定在大直徑主固化孔(1)內(nèi)的上部，聚氨脂注漿管(4-1)和水泥注漿管(4-2 )固定在大直徑主固化孔(1)內(nèi)的下部；d.待聚氨酯層(7)凝固后，通過與高壓注漿泵相連的水泥注漿管(4-2)將水泥漿(5) 注入大直徑主固化孔(1)內(nèi)，當(dāng)回漿管(3)出現(xiàn)回漿時(shí)，停止注漿，完成大直徑主固化孔(1) 的封孔注漿作業(yè)；e.在大直徑主固化孔(1)的軸心方向?qū)嵤┿@孔作業(yè)，完成一個(gè)易塌孔鉆孔的成形作業(yè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的易塌孔鉆孔成形方法，其特征在于所述大直徑主固化孔(1) 的直徑為113mm，其深度為7(T90m。
全文摘要
本發(fā)明公開的易塌孔鉆孔成形方法，在煤層中施工一個(gè)大直徑主固化孔，再向大直徑主固化孔內(nèi)放入聚氨脂注漿管、水泥注漿管和回漿管；經(jīng)聚氨脂注漿管向大直徑主固化孔孔口處注入厚度為1~2m的聚氨酯層，再通過水泥注漿管將水泥漿注入大直徑主固化孔內(nèi)，水泥固化后在大直徑主固化孔的軸心方向?qū)嵤┿@孔作業(yè)，完成一個(gè)易塌孔鉆孔的成形作業(yè)。或先施工一個(gè)大直徑主固化孔，在大直徑主固化孔周圍施工均勻分布的多個(gè)小直徑輔固化孔；對大小直徑固化孔進(jìn)行封孔、注漿；大小直徑固化鉆孔內(nèi)的水泥漿固化后，在大直徑主固化孔的軸心方向?qū)嵤┿@孔作業(yè)，完成一個(gè)易塌孔鉆孔的成形作業(yè)。本發(fā)明解決了煤層打鉆時(shí)的易塌孔技術(shù)難題，成孔概率高、操作簡便易行、成本低。
文檔編號(hào)E21B33/13GK102226375SQ20111013031
公開日2011年10月26日 申請日期2011年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月19日
發(fā)明者倪冠華, 張萌博, 李全貴, 林柏泉, 翟成 申請人:中國礦業(yè)大學(xué)