[發明專利]一種割縫注漿封孔定點增壓擴滲方法及結構

有效

• 申請號: 201810240546.2
• 申請日: 2018-03-22
• 公開（公告）號: CN108457693B
• 公開（公告）日: 2019-09-24
• 發明（設計）人: 國林東;趙旭生;孫海濤;戴林超;王波;曹偈;楊慧明;張永將;黃振飛;蘭祥云;朱墨然
• 申請（專利權）人: 中煤科工集團重慶研究院有限公司
• 主分類號: E21F7/00
• 分類號: E21F7/00;E21B33/13
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

本發明公開了一種割縫注漿封孔定點增壓擴滲方法及結構，即針對采用割縫注漿封孔方式的瓦斯抽采鉆孔，在封孔準備工作階段，將增壓膨脹氣囊固定在抽采管上指定位置，然后送其至孔內縫槽位置，進行注漿封孔。通過調節氣囊壓力，使其增壓膨脹，為孔內漿液流動提供徑向推力，促使漿液填滿縫槽空間，增大漿液擴散滲透范圍。在封堵空間內實現定點增壓擴滲，封堵鉆孔周邊裂隙。此外，這種方式還有助于壓實孔內封孔漿液，減少封孔材料內部存在的裂隙。此發明能夠有效提高注漿液體的擴散滲透范圍，改善割縫注漿封孔密封質量，提升瓦斯抽采濃度及抽采率，具有較高的現場推廣應用價值。

技術領域

本發明屬于煤礦瓦斯抽采鉆孔封孔技術領域，具體涉及一種割縫注漿封孔定點增壓擴滲方法及結構，尤其適用于順層瓦斯抽采鉆孔封孔。

背景技術

我國是最大的煤炭資源生產國及消費國，另外，我國工業能源結構決定在未來的一段時間內煤炭資源開發與利用仍將在推動工業經濟發展進程中發揮基礎主導作用。但是，由于我國煤炭資源賦存地質環境條件復雜等特點，在煤炭開采過程中易發生煤礦安全事故，特別是煤與瓦斯突出事故發生次數居世界之首。隨著開采深度的增加，瓦斯事故發生的幾率增大，嚴重威脅安全生產及人員生命安全。對預采煤層打鉆孔進行瓦斯抽采是煤礦瓦斯治理與利用的根本措施和主要途徑，其鉆孔密封質量直接影響著瓦斯的抽采效果和鉆孔的有效抽采半徑。

目前，我國瓦斯抽采鉆孔封孔效果不佳，其瓦斯抽采濃度及抽采率偏低?，F今常用的封孔工藝為充填式注漿封孔、機械式封孔、“兩堵一注”帶壓注漿封孔。由于“兩堵一注”封孔工藝及相關改進工藝，能夠提高注漿壓力、擴大漿液滲透范圍，在現場取得較好封孔效果。兩端堵頭與注漿成為影響封孔效果的決定性因素，兩端堵頭與鉆孔壁貼合不緊密或封堵距離較短、注漿漿液流動性差、注漿壓力不足、漿液擴散范圍小，都將導致封孔失效。

在“兩堵一注”封孔工藝基礎上所改進的割縫注漿封孔工藝大大改善了封孔質量，但增加了注漿難度。由于在封孔段切割煤體形成縫槽，其縫槽與孔壁存在拐角影響漿液流動，不能充實孔內封堵空間，特別是鉆孔上部的縫槽空間難以填滿。另外，其縫槽內的注漿壓力不能得到有效保證，漿液擴散滲透范圍小，不能完全封堵鉆孔周邊裂隙，從而導致抽采鉆孔封孔失效。

因此，要確保割縫注漿封孔確保封孔工藝滿足要求，就需要增大孔內漿液的壓力及擴散滲透范圍，封堵鉆孔周邊裂隙，達到改善封孔質量、提高瓦斯抽采效果的目的。

發明內容

有鑒于此，本發明為解決采用割縫注漿封孔方式的瓦斯抽采鉆孔封堵空間內注漿不嚴實的問題，提供一種割縫注漿封孔定點增壓擴滲方法及結構，提高漿液的流動性，增大注漿時孔內漿液的壓力及擴散滲透范圍，以求完全充實縫槽空間，并封堵鉆孔周邊裂隙，達到改善封孔質量，提高瓦斯抽采效果的目的。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種割縫注漿封孔定點增壓擴滲方法，包括以下步驟：

步驟1：依據割縫注漿封孔設計參數對預采煤層進行瓦斯抽采鉆孔施工，在鉆孔封孔段設計位置使用超高壓水力割縫設備切割至少一條徑向環形縫槽，清洗孔內煤渣浮渣并加長清洗時間；

步驟2：根據設計的環形縫槽數量及位置，將對應數量的增壓膨脹氣囊分別安裝固定在抽采管與環形縫槽對應位置上，增壓膨脹氣囊連接膠管，拉延至孔口，并在抽采管上布置后端堵頭；

步驟3：將安裝好增壓膨脹氣囊、后端堵頭的抽采管送至鉆孔內設計位置，布置前端堵頭，使膠管穿過前端堵頭，通過布設在鉆孔內的注漿管連接孔外注漿設備，對鉆孔進行注漿封孔；

步驟4：在鉆孔內注漿壓力達到2MPa時，通過膠管將增壓膨脹氣囊與壓氣動力設備連接，按照由孔內至孔口的順序，依次向增壓膨脹氣囊充氣，使增壓膨脹氣囊處于膨脹狀態，完成注漿封孔。

優選的，在鉆孔封孔段切割的環形縫槽數量不超過三條，加長排渣時間為1～3min。