[發明專利]一種上行瓦斯抽采鉆孔鉆屑封孔方法

有效

• 申請號: 201410024247.7
• 申請日: 2014-01-20
• 公開（公告）號: CN103775120A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 翟成;林柏泉;向賢偉;彭深;余旭;李全貴;倪冠華;許彥明
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: E21F7/00
• 分類號: E21F7/00;E21B33/10
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

技術領域

本發明涉及一種封孔方法，尤其是一種適用于煤礦井下的上行瓦斯抽采鉆孔鉆屑封孔方法。

背景技術

我國大部分煤礦均為有瓦斯涌出的礦井，全國煤礦的年瓦斯涌出量在100億m³以上。隨著開采深度的不斷增加，地應力與瓦斯壓力不斷增大，瓦斯涌出量不斷加大，煤與瓦斯突出危險也不斷增加，瓦斯事故已成為我國煤礦災害中危害最大的自然災害之一。

在治理煤礦瓦斯問題的過程中，瓦斯抽采是最有效的措施之一。從20世紀50年代開始，我國就將瓦斯抽放作為治理煤礦瓦斯災害的重要措施，并在高瓦斯和突出礦井推廣。經過幾十年的發展，我國的瓦斯抽放技術已經取得了很大的進步，在預防煤礦瓦斯事故過程中發揮著非常重要的作用。

而打好鉆孔后一般都要求對鉆孔進行密封，鉆孔密封是保持孔內負壓的關鍵因素。封孔質量的好壞直接影響鉆孔抽采效率，而影響封孔質量最主要的因素是封孔材料和封孔工藝。

目前我國煤礦用于瓦斯抽采主要的封孔材料主要有聚氨酯、水泥砂漿、封孔器等，均存在不同程度的問題。聚氨酯封孔時，滲透性能差，流動性差，不能封堵鉆孔周圍的孔裂隙，且屬于可燃材料，易造成火災；使用水泥砂漿封孔，易收縮開裂，凝固時間長，操作復雜；封孔器封孔時，對鉆孔形成條件要求高，送入孔內難度大。且三種封孔材料價格高昂，造成封孔成本高。

目前我國煤礦用于瓦斯抽采所采用的封孔工藝主要有封孔器封孔、充填材料封孔。封孔器封孔需要將封孔器送入孔內，對膠囊持續加壓產生徑向膨脹從而密封鉆孔；充填材料封孔主要通過手工攪拌混合多種化學漿液，攪拌后利用棉布、塑料袋等附著物進行吸附并包裹在瓦斯抽采管道上，隨瓦斯抽采管道一起插入抽采孔。或通過注漿泵直接注入抽采孔。兩種工藝操作復雜，過程繁瑣，需要較大的人力、物力，封孔效率低。

發明內容

技術問題：本發明的目的是針對已有技術中存在封孔成本高、封孔效率低等問題，提供一種操作便捷、低成本、高效率的上行瓦斯抽采鉆孔封孔方法。

技術方案：本發明的上行瓦斯抽采鉆孔鉆屑封孔方法，包括如下步驟：

a.在煤體上向上施工一個孔深為15m、孔徑為的大鉆孔；

b.退鉆后，將總長度為14m，直徑為的PVC套管插入到大鉆孔中，在大鉆孔（8）中的PVC套管的前部和后部安裝固定架，進入大鉆孔中的PVC套管內端距離孔底1.5米；

c.用聚氨酯對大鉆孔孔口端的PVC套管與大鉆孔之間的空隙進行封堵；

d.沿大鉆孔孔底向內繼續施工孔徑為的小鉆孔，保證小鉆孔與大鉆孔同心，鉆進過程中排出的鉆屑落至PVC套管與大鉆孔壁面之間的空隙內，自動充填并壓實PVC套管與大鉆孔之間的空隙；

e.小鉆孔鉆進到預定位置后，將鉆桿退出，在PVC套管外露端用變徑接頭與瓦斯抽采管連接，完成整個封孔過程。所述的固定架由鐵環、成120°分布焊接在鐵環上的三個鐵架腳組成，鐵腳架垂直于鐵環表面。

所述設在PVC套管的前部的固定架距離PVC套管內端口1m，設在PVC套管的后部的固定架距離大鉆孔孔口0.5m。

有益效果：由于采用上述技術方案，本發明運用鉆進的排出的鉆屑自動完成封孔過程，自動填充壓實了PVC套管與大鉆孔壁面之間的空隙，實現了鉆進封孔一體化。小鉆孔鉆進到預定位置后，將鉆桿完全退出，在PVC套管外端通過一變徑接頭與瓦斯抽采管連接，完成整個封孔過程。本發明設計合理，操作簡單便捷，封孔時間短，效率高，封孔成本低，封孔效果好，具有廣泛的實用性。

附圖說明

圖1是本發明的上行瓦斯抽采鉆孔鉆屑封孔方法的實施例示意圖。

圖2是圖1的A-A剖面圖。

圖3是圖1的B-B剖面圖。

圖4是圖1的C-C剖面圖。

圖1中：1－瓦斯抽采管，2－變徑接頭，3－聚氨酯，4－PVC套管，5－固定架，6－鉆屑，7－管螺紋，8－大鉆孔，9－小鉆孔，10－鐵環，11－鐵架腳。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的實施例作進一步的描述：

在圖1中，本發明的上行瓦斯抽采鉆孔鉆屑封孔方法，包括瓦斯抽采管1、PVC套管4、固定架5、封堵在PVC套管4外端與大鉆孔8孔口之間的聚氨酯3。所述的固定架5由鐵環10、成120°分布焊接在鐵環10上的三個鐵架腳11組成，鐵腳架11垂直于鐵環10表面。首先在煤層向上施工一個孔深為15m，孔徑為的大鉆孔8；大鉆孔8完成后退鉆，將由多根組成、總長度為14m，直徑為的PVC套管4插入到大鉆孔8中，在大鉆孔8中的PVC套管4的前部和后部各安裝一個固定架5，具體做法是，先將兩個固定架5用密封膠粘結在兩根PVC套管4的中部，將1根裝有固定架5的PVC套管送入到大鉆孔8中，用第2根未安裝固定架5的PVC套管通過管螺紋7連接在第1根PVC套管的外端，繼續送入到大鉆孔8中，依次將達到總長度的多根未安裝固定架5的PVC套管送入大鉆孔8中，最后，將另一根裝有固定架5的PVC套管按以上方法送入到大鉆孔8中，使外端口露出煤壁距離0.5m，進入大鉆孔8中的PVC套管4內端距離孔底1.5米；采用聚氨酯3對大鉆孔8孔口端的PVC套管4與大鉆孔8之間的空隙進行封堵；封堵時先用手擠壓聚氨酯反應袋，待材料充分混合后，用棉布包裹著送入到大鉆孔8與PVC套管4之間處，且距離大鉆孔8孔口0.5米位置。待聚氨酯反應袋反應結束后，再在大鉆孔8孔底內繼續向里施工孔徑為的小鉆孔9，保證小鉆孔9與大鉆孔8同心，在施工過程中，打鉆排出的鉆屑6由于重力作用落在PVC套管內壁4與大鉆孔8之間的空隙內，自動填充并壓實PVC套管4與的大鉆孔8之間的空隙；小鉆孔9鉆進到預定位置后，將鉆桿完全退出，用井下壓風機將PVC套管內部的鉆屑吹凈，在PVC套管4外端通過一變徑接頭2將PVC套管4與瓦斯抽采管1相連接，完成整個封孔過程。