[發明專利]瓦斯抽采鉆孔人造隔離墻二次復合高壓注漿封孔工藝

有效

• 申請號: 201210415751.0
• 申請日: 2012-10-26
• 公開（公告）號: CN102913184A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發明（設計）人: 李國旗;魏風清;陳良華;潘峰;徐守仁;張許樂;高廣濤;連少朋
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: E21B33/13
• 分類號: E21B33/13
• 代理公司: 鄭州聯科專利事務所(普通合伙) 41104
• 代理人: 時立新

技術領域

本發明涉及煤礦井下煤層瓦斯抽采鉆孔的封孔工藝，尤其是一種瓦斯抽采鉆孔人造隔離墻二次復合高壓注漿封孔工藝。

背景技術

瓦斯抽采鉆孔作為瓦斯抽采的起點，其封孔質量很大程度上影響了抽采的效率?，F有的抽采鉆孔永久性封孔方法有聚氨酯等發泡材料注漿封孔、囊袋式封孔、水泥砂漿封孔，其中水泥砂漿封孔法已很少使用，聚氨酯等發泡材料注漿封孔法使用最為廣泛。

聚氨酯等發泡材料注漿封孔法將雙組份聚氨酯材料混合攪拌后，用浸漬過的棉紗、棉布、毛巾等織物纏繞在封孔管的某一段，然后插入鉆孔，聚氨酯材料發泡膨脹，進而將鉆孔封堵。

囊袋式注漿封孔法（ZL200710054384.5）是將抽采管從囊袋中穿過，囊袋兩端固定在抽采管上，囊袋兩端較粗，中間較細，設有出漿控制閥。在孔口端有注漿管口，通過注漿管向囊袋內注漿，當囊袋內注漿材料注滿并達到一定壓力后，出漿控制閥自動打開，注漿材料注入囊袋之間的鉆孔空隙。

井下煤層條件復雜，鉆孔受地應力等因素影響會發生變形和破壞，使得鉆孔更易發生漏氣。鉆孔漏氣的途徑一般有兩種：一種是鉆孔內封孔材料與孔壁結合不緊密以及徑向裂隙未封堵導致的漏氣，另一種是由于封孔深度短或其它原因而導致巷道煤壁內的裂隙未封堵產生的漏氣。較為理想的封孔方法即是能夠較好的阻止兩種途徑漏氣的封孔方法。

聚氨酯等發泡材料注漿封孔法操作簡單，但由于井下煤層條件復雜，鉆孔受地應力等影響會發生變形和破壞，使得在實際應用中產生了以下問題：①發泡材料抗壓能力低、可壓縮量大，在發泡封孔時不能形成足夠的膨脹力，不能擠入封孔段鉆孔周圍的裂隙，形成了鉆孔漏氣的通道；②其材料力學性能無法阻擋鉆孔的蠕變和裂隙漏氣通道的形成，對鉆孔形不成有效支護作用，封孔段鉆孔周圍在封孔之后持續產生裂隙，導致鉆孔漏氣現象嚴重，影響了瓦斯抽采的濃度和效果。

囊袋式注漿封孔法克服了聚氨酯等發泡材料注漿封孔法的一些不足之處，但仍不完善。具體有：①囊袋內注漿壓力較小，對封孔段鉆孔周圍的裂隙封堵效果較差；②囊袋間鉆孔壁注漿壓力低，鉆孔壁注漿效果差；③裝置工藝復雜，不可重復使用。

目前尚未有比較有效的封堵封孔段鉆孔周圍裂隙的抽采鉆孔封孔技術，進而影響了瓦斯抽采的效果。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術存在的不足，提供一種瓦斯抽采鉆孔人造隔離墻二次復合高壓注漿封孔工藝，能有效防止抽采鉆孔的漏氣，從而提高瓦斯抽采效果。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：一種瓦斯抽采鉆孔人造隔離墻二次復合高壓注漿封孔工藝，包括如下步驟：（一）煤層抽采鉆孔施工完畢后，對鉆孔內第一注漿處注漿封孔；（二）對鉆孔內第二注漿處注漿封孔；（三）對第一注漿處與第二注漿處之間的鉆孔區域進行注漿封孔。

所述第一注漿處位于煤層應力集中峰后區，第二注漿處位于煤層應力卸壓區。

步驟（一）以及步驟（二）中的注漿壓力均不低于10Mpa，步驟（三）中的注漿壓力不低于2Mpa。

所述步驟（一）以及步驟（二）中，采用的注漿材料為聚氨酯，在步驟（三）中，采用的注漿材料為水泥和水玻璃的混合漿液。

在步驟（一）以及步驟（二）中均通過第一封孔器注漿封孔，第一封孔器包括第一注漿管、前后間隔固定包裹于第一注漿管外圈的兩第一膠囊、連接兩第一膠囊的膠囊連接管和后側第一膠囊上連接的流體充入管，第一注漿管前端封堵、后端開口，兩第一膠囊之間的第一注漿管上設有孔眼。

步驟（三）中通過第二封孔器注漿封孔，第二封孔器為囊帶式注漿封孔裝置。

如權利要求6所述的瓦斯抽采鉆孔人造隔離墻二次復合高壓注漿封孔工藝，其特征在于：所述第一封孔器各部件以及其連接端可耐壓力均不小于10Mpa，所述第二封孔器各部件以及其連接端可耐壓力均不小于2Mpa。

本發明所述的瓦斯抽采鉆孔人造隔離墻二次復合高壓注漿封孔工藝，

第一階段封孔時，分別在煤層應力集中峰后區和卸壓區利用高壓注入第一種注漿材料，使注漿材料——聚氨酯分別在所處注漿處向鉆孔周邊的煤層裂隙中滲透，兩次注漿后可以在兩個相鄰的第一注漿處、第二注漿處之間形成防止漏氣的隔離墻；在兩道隔離墻形成后，第二次封孔時，注入第二種注漿材料——水泥和水玻璃的混合漿液（CS漿液），封孔區域為到兩道隔離墻之間，漿液向兩道隔離墻之間的鉆孔周邊的煤層裂隙滲透，并形成滲透帶，并為抽采鉆孔提供支撐力。這樣，兩次封孔后基本上堵實了鉆孔的漏氣通道，實現了抽采鉆孔的有效封孔，進而提高抽采效果。