[發明專利]一種用于煤層瓦斯抽排鉆孔的封孔方法

在審

• 申請號: 201410409721.8
• 申請日: 2014-08-19
• 公開（公告）號: CN104314508A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發明（設計）人: 任建紅;嚴紅;殷偉
• 申請（專利權）人: 徐州中礦貝殼邁寧礦業科技有限公司
• 主分類號: E21B33/10
• 分類號: E21B33/10;E21F7/00
• 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

本發明用于高瓦斯煤礦中瓦斯抽采鉆孔的封孔領域，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

在我國瓦斯、粉塵、火災、水和頂板五大主要災害事故中，煤層瓦斯災害以破壞程度大、傷亡事故多、事故頻率高等特點成為近年來煤礦生產過程中最嚴重事故類型之一。煤礦現場普遍采用開掘鉆孔預抽方法降低煤層瓦斯濃度，在瓦斯吸附性、抽采設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。現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，但該方式存在兩個突出問題：一是適用范圍較小，主要針對于上行鉆孔，而對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，凝固體易出現裂隙，整體抗壓強度低，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和裂隙發育區，另外，聚氨酯反應形成的凝固體強度低，且難以對裸露的鉆孔孔壁形成一定支護結構，抽采過程中隨孔壁出現裂隙或變形而導致封孔效果急劇下降，并直接影響瓦斯抽采率。傳統囊袋式封孔器封孔是通過將漿液注入囊袋中，注入的漿液凝結后，囊袋與鉆孔孔壁固結在一起，其主要問題表現在：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體難以對頂板形成徑向支護力；二是裝置中無回流管，不利于鉆孔內漿液充實程度的合理判定。

發明內容

發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發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、孔口漏氣現象，大幅提高鉆孔瓦斯抽放率。

技術方案：為實現上述目的，本發明的技術方案如下：

一種用于煤層瓦斯抽排鉆孔的封孔方法，具體步驟如下：

a、首先利用鉆機在指定位置開掘一定深度的鉆孔，采用掃孔器將鉆孔內煤屑吹掃干凈；

b、將鉆孔徑向封孔器各構件安裝完成后，利用鉆機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，在抽放泵外側端處的引流管上設置泵壓表，連接管一端設置于漿液槽中，連接管另一端與抽放泵相連，將抽放泵的泵壓調至1MPa，連續注漿時間為5-10min后停止注漿，將注漿管與引流管斷開，漿液進入注漿管后，通過注漿管中的出漿孔進入前囊袋，漿液穿過爆破閥進入后囊袋中，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；

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入返漿管后直至漿液充分流出鉆孔，此時停止注漿，斷開注漿管和引流管連接，完成整個過程。

更進一步的，所述的鉆孔徑向封孔器包括聯接件、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置，所述副抽管、注漿管和返漿管的外圍分別套設有前后分離的后囊袋和前囊袋，其中，所述注漿管的一端設置在后囊袋內，所述注漿管的另一端與引流管連接，位于前囊袋內的注漿管的外壁上設有若干出漿孔，位于后囊袋與前囊袋之間區域的返漿管的外壁上設有回流孔，位于后囊袋與前囊袋之間區域的注漿管上串接有爆破閥。

更進一步的，所述后囊袋和前囊袋通過多孔管密封固定設置在副抽管、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置在后囊袋內，所述返漿管一端穿過多孔管的返漿孔與后囊袋連通。

更進一步的，所述聯接件呈錐形狀，所述聯接件表面分布橢圓形孔。

更進一步的，所述主抽管長度為3-10m，外徑和內徑分別為50mm和48mm，主抽管的管壁四周分布圓形孔。

更進一步的，所述副抽管長度為5-20m，外徑和內徑分別為50mm和48mm。

更進一步的，所述前囊袋和后囊袋材質為橡膠，前囊袋和后囊袋長度均為1-3m，表面四周分布菱形孔。

更進一步的，所述注漿管材質為塑料或鋼鐵，長度為1-3m，其內徑為12-15mm，外徑為16-20mm。

更進一步的，所述出漿孔的孔徑為5-10mm，出漿孔的數量為1-3個。

更進一步的，所述回流孔的孔徑為6-10mm，與后囊袋距離為0.3-0.5m。