本發(fā)明涉及一種煤體注水孔封孔技術(shù),尤其涉及一種能對(duì)煤礦從源頭上治理粉塵實(shí)施超前高壓動(dòng)壓注水時(shí)進(jìn)行煤體注水孔封孔的技術(shù)。

背景技術(shù)：

煤礦粉塵是指在煤礦生產(chǎn)和建設(shè)過(guò)程中所產(chǎn)生的各種巖礦微粒統(tǒng)稱，其主要來(lái)源是采掘作業(yè)。粉塵不僅嚴(yán)重威脅著職工的身心健康，甚至引起塵肺病。煤礦開采作業(yè)時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量煤塵及瓦斯，不僅存在著爆炸的隱患，也嚴(yán)重危害了開采作業(yè)人員的身體健康，煤礦開采人員已成為我國(guó)塵肺病的高發(fā)人群，而掘進(jìn)工作面是最主要的塵源地。

近年來(lái)，煤層注水作為一種較先進(jìn)的防塵措施而為國(guó)內(nèi)煤礦普遍采用。煤層注水是采掘工作面塵源治理重要的方法之一。其原理是通過(guò)鉆孔將壓力水和液體溶液注入煤體，使水沿著煤層的層理、節(jié)理或裂隙向四周擴(kuò)散并滲入到煤體中的微孔中去，通過(guò)增加煤體水分，來(lái)改變煤的物理性質(zhì)，從而減少煤塵的產(chǎn)生。濕潤(rùn)煤體的原生煤塵，可以有效地包裹煤體的每個(gè)細(xì)小部分，當(dāng)煤體在破碎時(shí)避免細(xì)粒煤塵的飛揚(yáng)。這種措施降塵通?？山档头蹓m濃度達(dá)60%～80%左右。注水時(shí)，鉆孔封孔效果的好壞直接決定了注水防塵的效果。

現(xiàn)有技術(shù)的封孔方式主要為三種：水泥砂漿封孔法、聚氨酯封孔法和封堵器封孔法。水泥砂漿封孔法勞動(dòng)強(qiáng)度大，封孔效果差、工作效率低，聚氨酯封孔法封孔強(qiáng)度小、封孔距離短，易發(fā)生氣體泄露，因此封堵器封孔法成為了普遍采用的注水防塵方法?，F(xiàn)有技術(shù)的煤層注水封孔器，其內(nèi)管一般為鋼管，橡膠材質(zhì)的外管兩端與鋼管連接。在高壓填充時(shí)，橡膠外管發(fā)生彈性變形，其與鋼管的連接部位易發(fā)生破裂，導(dǎo)致封堵器損毀，同時(shí)提高了作業(yè)成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種能對(duì)煤體長(zhǎng)臂注水孔快速封堵并進(jìn)行煤體注水的煤體長(zhǎng)臂注水封孔器及其使用方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種特高壓長(zhǎng)臂煤體注水孔封孔設(shè)備，包括注漿泵、封孔料壓注管、封孔管，封孔管插入注水鉆孔內(nèi)深度a，注漿泵通過(guò)封孔料壓注管與封孔管連接，注水管路插入注水鉆孔深度b，b大于a，注水管路末端外包裹有內(nèi)棉塞，在注水鉆孔孔口位置的封孔管、注水管路外包裹外棉塞，外棉塞、內(nèi)棉塞之間腔室為封孔腔。

作為優(yōu)選，外棉塞、內(nèi)棉塞是纏繞管體外壁的棉紗，上述棉塞外圍捆扎鐵絲。

作為優(yōu)選，所述的外棉塞、內(nèi)棉塞與注水鉆孔孔壁緊密貼合，上述棉塞外徑為φ70-75mm。

作為優(yōu)選，封孔管伸入注水鉆孔2-5m，注水管路伸入注水鉆孔21-22m。

特高壓長(zhǎng)臂煤體注水孔封孔方法采用以下步驟完成封孔，

（1）.封孔前，先用壓風(fēng)通過(guò)預(yù)留管吹出注水鉆孔內(nèi)外的自由水體，封孔管通過(guò)封孔料壓注管與注漿泵連接，將封孔管伸入注水鉆孔2-5m；

（2）.注水管路置于注水鉆孔內(nèi)，注水管路伸入注水鉆孔的長(zhǎng)度大于封孔管伸入長(zhǎng)度，在注水鉆孔孔口位置的注水管路和封孔管外纏繞棉紗并固定，注水管路的里端也纏繞棉紗并固定，使內(nèi)棉塞和外棉塞外徑大于等于注水鉆孔內(nèi)徑；

（3）在注漿泵的兩個(gè)液體灌分別裝入馬麗散材料的a、b料，關(guān)閉密封蓋，然后打開風(fēng)壓控制閥，調(diào)節(jié)風(fēng)量使得a、b料可以1：1體積比注入，直至封孔管壓力達(dá)到設(shè)計(jì)值或者注水鉆孔滲出封孔劑；

（4）封完孔后，應(yīng)用機(jī)油清洗封孔劑注漿泵與管路。

根據(jù)所述的特高壓長(zhǎng)臂煤體注水孔封孔方法，步驟（2）中，封孔長(zhǎng)度b為20m，先將21-22m注水管路置于注水鉆孔內(nèi)，在距離注水鉆孔孔口20m位置的注水管路外纏繞棉紗，使內(nèi)棉塞的外徑為φ70-75mm，注水鉆孔孔口處的注水管路、封孔管管壁外纏繞棉紗，使內(nèi)棉塞的外徑為φ70-75mm。

根據(jù)所述的特高壓長(zhǎng)臂煤體注水孔封孔方法，纏繞之后的內(nèi)棉塞和外棉塞均采用鐵絲扎緊固定。

根據(jù)所述的特高壓長(zhǎng)臂煤體注水孔封孔方法，步驟（3）中，打開風(fēng)壓控制閥，調(diào)節(jié)風(fēng)量使得壓入速度大于馬麗散反應(yīng)速度，利用風(fēng)壓使封孔料從出料管經(jīng)混合三通混合在一起，由封孔管打入煤層注水鉆孔內(nèi)。

采用本發(fā)明的工藝方法，水分進(jìn)入煤體，釋放部分瓦斯，有效降低煤體瓦斯含量。注水達(dá)到效果后，可降低粉塵80%以上，改善工人作業(yè)環(huán)境，杜絕粉塵爆炸事故，濕潤(rùn)煤體，降低成本，增加工人的安全感。

采用超前排放鉆孔加工作面抽放系統(tǒng)后，排放鉆孔瓦斯涌出量和釧悄量明顯增大，起到較好防突效果，有效地釋放了地應(yīng)力、瓦斯壓力，杜絕了割煤時(shí)突出事故的發(fā)生；解決了割煤礦和防突打鉆時(shí)瓦斯超限問(wèn)題，能有效防止煤、瓦斯突出與爆炸。

附圖說(shuō)明

圖1特高壓長(zhǎng)臂煤體注水孔封孔方法操作示意圖。

附圖中：1、注水鉆孔；2、煤體；3、注漿泵；4、封孔料壓注管；5、內(nèi)棉塞；6、注水管連接頭；7、外棉塞；8、注水管路；9、封孔管；10、封孔管連接頭；11、封孔劑。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明。

特高壓長(zhǎng)臂煤體注水孔封孔設(shè)備包括注漿泵、封孔料壓注管、封孔管，封孔管插入注水鉆孔內(nèi)深度a，注漿泵通過(guò)封孔料壓注管與封孔管連接，注水管路插入注水鉆孔深度b，b大于a。

注水管路末端外包裹有內(nèi)棉塞，在注水鉆孔孔口位置的封孔管、注水管路外包裹外棉塞，外棉塞、內(nèi)棉塞之間腔室為封孔腔，用于為馬麗散封堵注水鉆孔提供足夠的封堵空間。作為優(yōu)選，外棉塞、內(nèi)棉塞是纏繞管體外壁的棉紗，上述棉塞外圍捆扎鐵絲。

作為優(yōu)選，所述的外棉塞、內(nèi)棉塞與注水鉆孔孔壁緊密貼合，上述棉塞外徑為φ70-75mm，防止棉塞與孔壁之間存留空隙，有效防止馬麗散外漏，節(jié)約封堵劑。

為了提供最佳的封堵效果，對(duì)于外徑為φ70-75mm的棉塞，作為優(yōu)選，封孔管伸入注水鉆孔2-5m，注水管路伸入注水鉆孔21-22m。

本發(fā)明方法成本低廉，制作方便施工簡(jiǎn)單。本發(fā)明方法采用如下步驟。

1、準(zhǔn)備材料：

（1）封孔材料：馬麗散0.25t（1:1）；

（2）注水管路：外徑φ25的高壓膠管共160m；

（3）用作封孔的注漿泵（壓注馬麗散）1臺(tái)(風(fēng)壓4mpa，出漿量：12l/min)；

（4）棉紗5kg：注水管路、封孔管與鉆孔內(nèi)壁之間需要填充一定量的棉紗；

（5）注封孔材料高壓膠管（封孔管）采用外徑φ10，5m/根的高壓膠管，共30m；

（6）壓力流量表3個(gè)（量程0～40mpa，精度1．5級(jí)）；

（7）單向閥3個(gè)：直通式，開啟壓力≤0．04mpa，額定壓力≥16mpa，流量≥80l／min；

（8）注水用的三通（φ25、φ19、φ10）各6個(gè)、兩通接頭（φ25、φ19、φ10）各10個(gè)。截止閥（φ25、φ19、φ10）各6個(gè)。高壓膠管聯(lián)通變頭(φ25-φ19)和(φ25-φ32)各4個(gè)。（耐壓≥16mpa）

2封孔操作流程

（1）封孔前，先用壓風(fēng)通過(guò)預(yù)留管吹出孔內(nèi)外的自由水體，提高聚氨酯封孔材料的封孔效果。將與注漿泵連接的封孔管伸入鉆孔2-5m，以便于馬麗散的快速雙向膨脹封孔。

（2）根據(jù)封孔長(zhǎng)度選取相應(yīng)長(zhǎng)度的注水管路，封孔長(zhǎng)度優(yōu)選為20m，先將21-22m左右長(zhǎng)度的注水管路置于鉆孔內(nèi)，在距離注水鉆孔孔口20m左右位置的注水管路外壁纏繞棉紗，使得內(nèi)棉塞的外徑為φ70-75mm左右，采用鐵絲固定，防止聚氨酯封孔材料溢入注水管。煤壁上的注水鉆孔孔口上，注水管路8、封孔管9管壁外纏繞外徑φ70-75mm厚度棉紗，防止聚氨酯封孔材料外漏，影響有效封孔距離。根據(jù)實(shí)際注水情況可以對(duì)封孔長(zhǎng)度予以修正。

（3）兩個(gè)液體灌裝入馬麗散材料的a、b料，關(guān)閉密封蓋。打開風(fēng)壓控制閥，調(diào)節(jié)風(fēng)量使得壓入速度大于馬麗散反應(yīng)速度。兩個(gè)密封罐的風(fēng)量相同，使得a、b料可以1：1注入。利用風(fēng)壓使封孔料從出料管經(jīng)混合三通混合在一起，由封孔管9打入煤層注水孔內(nèi)，迅速膨脹反應(yīng)，達(dá)到設(shè)計(jì)封孔長(zhǎng)度后，關(guān)閉風(fēng)壓控制閥，封孔結(jié)束。

需要注意的是，針對(duì)煤層注水封孔長(zhǎng)度與質(zhì)量的不同要求，試驗(yàn)結(jié)果表明馬麗散封孔方式的有效封孔長(zhǎng)度應(yīng)不低于20m。因此建議采用8l以上壓注量的馬麗散快速壓注封孔方式，達(dá)到較長(zhǎng)的有效封孔長(zhǎng)度及裂隙封堵效果。

封孔劑封孔時(shí)，備齊材料，先用機(jī)油試泵運(yùn)行狀況，連接好管路，再將封孔材料的兩種原料倒入兩個(gè)小桶內(nèi)，啟動(dòng)泵進(jìn)行壓注，直至起壓或孔周圍滲出封孔劑；當(dāng)封孔劑用量較大時(shí)，應(yīng)立即停止，可能出現(xiàn)封孔劑往里滲漏堵塞注水孔。封完孔后，應(yīng)用機(jī)油清洗封孔劑專用泵與管路。