一種用于煤層瓦斯抽排鉆孔的封孔方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于煤層瓦斯抽排鉆孔的封孔方法，適用于高瓦斯煤礦中瓦斯抽排鉆孔的閉實(shí)，主要由主抽管，副抽管，前囊袋，后囊袋，注漿管，多孔管，聯(lián)接件，返漿管和爆破閥組成，能大幅提高封孔深度，解決瓦斯抽采過程中遇煤屑堵塞問題，形成的漿液凝結(jié)體可保障鉆孔孔壁與抽放管組之間空隙填充的密實(shí)性和高強(qiáng)度性，避免了鉆孔封孔不嚴(yán)、孔口漏氣現(xiàn)象，大幅提高鉆孔瓦斯抽放率。
【專利說明】一種用于煤層瓦斯抽排鉆孔的封孔方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明用于高瓦斯煤礦中瓦斯抽采鉆孔的封孔領(lǐng)域，尤其涉及一種用于煤層瓦斯抽排的鉆孔封孔方法。

【背景技術(shù)】
[0002]在我國瓦斯、粉塵、火災(zāi)、水和頂板五大主要災(zāi)害事故中，煤層瓦斯災(zāi)害以破壞程度大、傷亡事故多、事故頻率高等特點(diǎn)成為近年來煤礦生產(chǎn)過程中最嚴(yán)重事故類型之一。煤礦現(xiàn)場(chǎng)普遍采用開掘鉆孔預(yù)抽方法降低煤層瓦斯?jié)舛?，在瓦斯吸附性、抽采設(shè)備等其他影響因素一定情況下，抽采率大小與鉆孔的封孔效果直接相關(guān)。現(xiàn)有的封孔方法主要有:水泥砂漿封孔、黃泥封孔、聚氨酯封孔及傳統(tǒng)封孔器封孔。然而，雖然水泥砂漿或黃泥封孔操作十分簡單，但該方式存在兩個(gè)突出問題:一是適用范圍較小，主要針對(duì)于上行鉆孔，而對(duì)于下行或水平鉆孔則效果較差；二是水泥砂漿或黃泥凝固速度快，凝固體易出現(xiàn)裂隙，整體抗壓強(qiáng)度低，封孔效果難以得到根本保障。聚氨酯材料封孔過程中，由于反應(yīng)速度快，封孔深度較短，難以避開鉆孔孔口附近形成的破碎區(qū)和裂隙發(fā)育區(qū)，另外，聚氨酯反應(yīng)形成的凝固體強(qiáng)度低，且難以對(duì)裸露的鉆孔孔壁形成一定支護(hù)結(jié)構(gòu)，抽采過程中隨孔壁出現(xiàn)裂隙或變形而導(dǎo)致封孔效果急劇下降，并直接影響瓦斯抽采率。傳統(tǒng)囊袋式封孔器封孔是通過將漿液注入囊袋中，注入的漿液凝結(jié)后，囊袋與鉆孔孔壁固結(jié)在一起，其主要問題表現(xiàn)在:一是注入囊袋中的漿液濃度不等，漿液在囊袋中形成的漿液凝結(jié)體難以對(duì)頂板形成徑向支護(hù)力；二是裝置中無回流管，不利于鉆孔內(nèi)漿液充實(shí)程度的合理判定。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]發(fā)明目的:為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種用于煤層瓦斯抽排鉆孔的封孔方法，解決瓦斯抽采過程中遇煤屑堵塞問題，避免了鉆孔封孔不嚴(yán)、孔口漏氣現(xiàn)象，大幅提聞鉆孔瓦斯抽放率。
[0004]技術(shù)方案:為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0005]一種用于煤層瓦斯抽排鉆孔的封孔方法，具體步驟如下:
[0006]a、首先利用鉆機(jī)在指定位置開掘一定深度的鉆孔，采用掃孔器將鉆孔內(nèi)煤屑吹掃干凈;
[0007]b、將鉆孔徑向封孔器各構(gòu)件安裝完成后，利用鉆機(jī)將鉆孔徑向封孔器一端推至孔底，另一端停留在孔口處；
[0008]C、將引流管一端與注漿管相連，引流管另一端與抽放泵相連，在抽放泵外側(cè)端處的引流管上設(shè)置泵壓表，連接管一端設(shè)置于漿液槽中，連接管另一端與抽放泵相連，將抽放泵的泵壓調(diào)至IMPa，連續(xù)注漿時(shí)間為5-10min后停止注漿，將注漿管與引流管斷開，漿液進(jìn)入注漿管后，通過注漿管中的出漿孔進(jìn)入前囊袋，漿液穿過爆破閥進(jìn)入后囊袋中，待稠度低的漿液從注漿孔流出3-5min，將注漿管與引流管重新連接，調(diào)整注漿泵壓力，使得泵表值為3MPa，再次向注漿管注漿，高壓下的漿液將爆破閥打開，使得漿液從爆破閥流入沿著鉆孔方向的前囊袋和后囊袋之間以及沿鉆孔徑向方向的副抽管壁與鉆孔壁之間空隙中；
[0009]d、待第二次向注漿管中注入漿液5-10min，注入的漿液從回流孔進(jìn)入返漿管后直至漿液充分流出鉆孔，此時(shí)停止注漿，斷開注漿管和引流管連接，完成整個(gè)過程。
[0010]更進(jìn)一步的，所述的鉆孔徑向封孔器包括聯(lián)接件、主抽管、副抽管、后囊袋、前囊袋、注漿管、返漿管和爆破閥，所述主抽管的一端與聯(lián)接件連接，所述主抽管的另一端與副抽管連接，所述注漿管和返漿管與所述副抽管平行設(shè)置，所述副抽管、注漿管和返漿管的外圍分別套設(shè)有前后分離的后囊袋和前囊袋，其中，所述注漿管的一端設(shè)置在后囊袋內(nèi)，所述注漿管的另一端與引流管連接，位于前囊袋內(nèi)的注漿管的外壁上設(shè)有若干出漿孔，位于后囊袋與前囊袋之間區(qū)域的返漿管的外壁上設(shè)有回流孔，位于后囊袋與前囊袋之間區(qū)域的注漿管上串接有爆破閥。
[0011]更進(jìn)一步的，所述后囊袋和前囊袋通過多孔管密封固定設(shè)置在副抽管、注漿管和返漿管的外圍，且所述注漿管的一端穿過多孔管設(shè)置在后囊袋內(nèi)，所述返漿管一端穿過多孔管的返漿孔與后囊袋連通。
[0012]更進(jìn)一步的，所述聯(lián)接件呈錐形狀，所述聯(lián)接件表面分布橢圓形孔。
[0013]更進(jìn)一步的,所述主抽管長度為3-10m，外徑和內(nèi)徑分別為50mm和48mm，主抽管的管壁四周分布圓形孔。
[0014]更進(jìn)一步的,所述副抽管長度為5_20m,外徑和內(nèi)徑分別為50mm和48mm。
[0015]更進(jìn)一步的，所述前囊袋和后囊袋材質(zhì)為橡膠，前囊袋和后囊袋長度均為l-3m，表面四周分布菱形孔。
[0016]更進(jìn)一步的，所述注漿管材質(zhì)為塑料或鋼鐵，長度為l-3m，其內(nèi)徑為12_15mm，夕卜徑為 16_20mm。
[0017]更進(jìn)一步的，所述出漿孔的孔徑為5-10mm，出漿孔的數(shù)量為1-3個(gè)。
[0018]更進(jìn)一步的，所述回流孔的孔徑為6-10mm，與后囊袋距離為0.3-0.5m。
[0019]有益效果:本發(fā)明一種用于煤層瓦斯抽排鉆孔的封孔方法，適用于高瓦斯煤礦中瓦斯抽排鉆孔的閉實(shí)，能大幅提高封孔深度，解決瓦斯抽采過程中遇煤屑堵塞問題，形成的漿液凝結(jié)體可保障鉆孔孔壁與主副抽管組之間空隙填充的密實(shí)性和高強(qiáng)度性，避免了鉆孔封孔不嚴(yán)、孔口漏氣現(xiàn)象，提高了鉆孔瓦斯抽放率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]附圖1為本發(fā)明的封孔方法的示意圖。
[0021]附圖2為本發(fā)明中鉆孔徑向封孔器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]附圖3為本發(fā)明鉆孔徑向封孔器A-A剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]附圖4為本發(fā)明鉆孔徑向封孔器B-B剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步的說明。
[0025]如附圖2、3和4所示，本發(fā)明中涉及到的鉆孔徑向封孔器包括聯(lián)接件9、主抽管1、副抽管2、后囊袋4、前囊袋3、注漿管5、返漿管7和爆破閥8，所述主抽管I的一端與聯(lián)接件9連接，所述主抽管I長度為3-10m，外徑和內(nèi)徑分別為50mm和48mm，主抽管I的管壁四周分布圓形孔18，所述聯(lián)接件9呈錐形狀，所述聯(lián)接件9表面分布橢圓形孔19，所述主抽管I的另一端與副抽管2連接,所述副抽管2長度為5-20m,外徑和內(nèi)徑分別為50mm和48mm。所述注漿管5和返漿管7與所述副抽管2平行設(shè)置，所述副抽管2、注漿管5和返漿管7的外圍分別套設(shè)有前后分離的后囊袋4和前囊袋3，所述后囊袋4和前囊袋3通過多孔管6固定設(shè)置在副抽管2、注漿管5和返漿管7的外圍，所述前囊袋3和后囊袋4材質(zhì)為橡膠，前囊袋3和后囊袋4長度均為l-3m，表面四周分布菱形孔20。其中，所述注漿管5的一端穿過多孔管6的注漿孔13設(shè)置在后囊袋4內(nèi)，所述注漿管5的另一端與引流管24連接，所述注漿管5材質(zhì)為塑料或鋼鐵，長度為l-3m，其內(nèi)徑為12-15mm，外徑為16_20mm。位于前囊袋3內(nèi)的注漿管5的外壁上設(shè)有若干出漿孔12，所述出漿孔12的孔徑為5-10_，出漿孔12的數(shù)量為1-3個(gè)。所述返漿管7 —端穿過多孔管6的返漿孔15與后囊袋4連通，位于后囊袋4與前囊袋3之間區(qū)域的返漿管7的外壁上設(shè)有回流孔17，所述回流孔17的孔徑為6-10mm，與后囊袋4距離為0.3-0.5m。位于后囊袋4與前囊袋3之間區(qū)域的注漿管5上串接有爆破閥8，所述爆破閥8的閥門自動(dòng)打開壓力為2MPa。
[0026]如附圖1所示，本發(fā)明一種用于煤層瓦斯抽排鉆孔的封孔方法，首先利用鉆機(jī)在指定位置開掘一定深度的鉆孔11，采用掃孔器將鉆孔內(nèi)煤屑吹掃干凈；將鉆孔徑向封孔器各構(gòu)件安裝完成后，利用鉆機(jī)將鉆孔徑向封孔器一端推至孔底，另一端停留在孔口處；將引流管24 —端與注漿管5相連，引流管24另一端與抽放泵19相連，在距離抽放泵19外側(cè)端0.5m處的引流管24上設(shè)置泵壓表20，連接管21 —端設(shè)置于漿液槽22中，連接管21另一端與抽放泵19相連，將抽放泵19的泵壓調(diào)至IMPa，連續(xù)注漿時(shí)間為5_10min后停止注漿，將注漿管5與引流管24斷開，漿液進(jìn)入注漿管5后，通過注漿管5中的出漿孔12進(jìn)入前囊袋3，另一方面穿過爆破閥8進(jìn)入后囊袋4中，由于前囊袋3和后囊袋4上有菱形孔20，漿液進(jìn)入前囊袋3和后囊袋4后，稠度大的漿液留在前囊袋3和后囊袋4中，而稠度低的漿液通過菱形孔20從注漿管5回流出來，待稠度低的漿液從注漿孔13流出3-5min，將注漿管5與引流管24重新連接，調(diào)整注漿泵壓力，使得泵表23值為3MPa，再次向注漿管5注衆(zhòng)，高壓下的漿液將爆破閥8打開，使得漿液從爆破閥8流入沿著鉆孔方向的前囊袋3和后囊袋4之間以及沿鉆孔徑向方向的副抽管2壁與鉆孔11壁之間空隙中；待第二次向注漿管5中注入漿液5-10min，注入的漿液從回流孔17進(jìn)入返漿管7后直至漿液充分流出鉆孔11，此時(shí)停止注漿，斷開注漿管5和引流管24連接，完成整個(gè)過程。
[0027]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出:對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于煤層瓦斯抽排鉆孔的封孔方法，其特征在于，具體步驟如下: a、首先利用鉆機(jī)在指定位置開掘一定深度的鉆孔(11)，采用掃孔器將鉆孔內(nèi)煤屑吹掃干凈; b、將鉆孔徑向封孔器各構(gòu)件安裝完成后，利用鉆機(jī)將鉆孔徑向封孔器一端推至孔底，另一端停留在孔口處； c、將引流管(24)—端與注漿管(5)相連，引流管(24)另一端與抽放泵(19)相連，在抽放泵(19)外側(cè)端處的引流管(24)上設(shè)置泵壓表(20)，連接管(21) —端設(shè)置于漿液槽(22)中，連接管(21)另一端與抽放泵(19)相連，將抽放泵(19)的泵壓調(diào)至IMPa，連續(xù)注漿時(shí)間為5-10min后停止注漿，將注漿管(5)與引流管(24)斷開，漿液進(jìn)入注漿管(5)后，通過注漿管(5)中的出漿孔(12)進(jìn)入前囊袋(3)，漿液穿過爆破閥(8)進(jìn)入后囊袋(4)中，待稠度低的漿液從注漿孔(13)流出3-5min，將注漿管(5)與引流管(24)重新連接，調(diào)整注漿泵壓力，使得泵表(23)值為3MPa，再次向注漿管(5)注漿，高壓下的漿液將爆破閥(8)打開，使得漿液從爆破閥(8)流入沿著鉆孔方向的前囊袋(3)和后囊袋(4)之間以及沿鉆孔徑向方向的副抽管⑵壁與鉆孔(11)壁之間空隙中； d、待第二次向注漿管(5)中注入漿液5-10min，注入的漿液從回流孔(17)進(jìn)入返漿管(7)后直至漿液充分流出鉆孔(11)，此時(shí)停止注漿，斷開注漿管(5)和引流管(24)連接，完成整個(gè)過程。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于煤層瓦斯抽排鉆孔的封孔方法，其特征在于:所述的鉆孔徑向封孔器包括聯(lián)接件(9)、主抽管⑴、副抽管(2)、后囊袋(4)、前囊袋(3)、注漿管(5)、返漿管(7)和爆破閥(8)，所述主抽管(1)的一端與聯(lián)接件(9)連接，所述主抽管(1)的另一端與副抽管(2)連接，所述注漿管(5)和返漿管(7)與所述副抽管(2)平行設(shè)置，所述副抽管(2)、注漿管(5)和返漿管(7)的外圍分別套設(shè)有前后分離的后囊袋(4)和前囊袋(3)，其中，所述注漿管(5)的一端設(shè)置在后囊袋(4)內(nèi)，所述注漿管(5)的另一端與引流管(24)連接，位于前囊袋(3)內(nèi)的注漿管(5)的外壁上設(shè)有若干出漿孔(12)，位于后囊袋(4)與前囊袋(3)之間區(qū)域的返漿管(7)的外壁上設(shè)有回流孔(17)，位于后囊袋(4)與前囊袋(3)之間區(qū)域的注漿管(5)上串接有爆破閥(8)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種用于煤層瓦斯抽排鉆孔的封孔方法，其特征在于:所述后囊袋(4)和前囊袋(3)通過多孔管(6)密封固定設(shè)置在副抽管(2)、注漿管(5)和返漿管(7)的外圍，且所述注漿管(5)的一端穿過多孔管(6)設(shè)置在后囊袋(4)內(nèi)，所述返漿管(7)一端穿過多孔管6的返漿孔15與后囊袋4連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種用于煤層瓦斯抽排鉆孔的封孔方法，其特征在于:所述聯(lián)接件(9)呈錐形狀，所述聯(lián)接件(9)表面分布橢圓形孔(19)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種用于煤層瓦斯抽排鉆孔的封孔方法，其特征在于:所述主抽管(1)長度為3-10m,外徑和內(nèi)徑分別為50mm和48mm,主抽管(1)的管壁四周分布圓形孔(18)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種用于煤層瓦斯抽排鉆孔的封孔方法，其特征在于:所述副抽管(2)長度為5_20m,外徑和內(nèi)徑分別為50mm和48mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種用于煤層瓦斯抽排鉆孔的封孔方法，其特征在于:所述前囊袋(3)和后囊袋(4)材質(zhì)為橡膠，前囊袋(3)和后囊袋(4)長度均為l-3m，表面四周分布菱形孔(20)。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種用于煤層瓦斯抽排鉆孔的封孔方法，其特征在于:所述注漿管(5)材質(zhì)為塑料或鋼鐵，長度為l_3m，其內(nèi)徑為12-15mm，外徑為16_20mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述一種用于煤層瓦斯抽排鉆孔的封孔方法，其特征在于:所述出漿孔(12)的孔徑為5-10_，出漿孔(12)的數(shù)量為1-3個(gè)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于煤層瓦斯抽排鉆孔的封孔方法，其特征在于:所述回流孔(17)的孔徑為6-10mm，與后囊袋(4)距離為0.3-0.5m。
【文檔編號(hào)】E21B33/10GK104314508SQ201410409721
【公開日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年8月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月19日
【發(fā)明者】任建紅, 嚴(yán)紅, 殷偉 申請(qǐng)人:徐州中礦貝殼邁寧礦業(yè)科技有限公司