[發明專利]CO2

在審

• 申請號: 202210062130.2
• 申請日: 2022-01-19
• 公開（公告）號: CN114320220A
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 司磊磊;魏建平;師偉峰;姚邦華;劉勇;張宏圖;溫志輝;王登科;徐向宇;張健
• 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: 鄭州立格知識產權代理有限公司 41126
• 代理人: 崔衛琴

本發明公開了一種CO₂泡沫與自修復漿液聯合修復抽采鉆孔裂隙的施工方法，本方法通過在鉆孔密封端注入具有自修復特性的漿液材料，此漿液凝固可與CO₂和空氣中的水分發生絡合反應生成礦物質沉淀，從而實現裂隙的自動修復，進而提高鉆孔瓦斯抽采濃度。

技術領域

本發明屬于煤礦瓦斯抽采領域，具體涉及一種CO₂泡沫與自修復漿液聯合修復抽采鉆孔裂隙的施工方法。

背景技術

目前，煤礦瓦斯抽采使用的封孔材料主要有粘土（黃泥）類、水泥基材料、高水材料、聚氨酯材料四種類型。

粘土（黃泥）類材料是使用最早的封孔材料，來源于廣泛分布的質地細密、富有可塑性的半干粘土、 黃泥或黃泥—水泥混合物。此類封材料價格低廉、施工操作相對簡單，但粘性較大，容易與鉆孔孔壁粘連形成空隙漏氣，且不易送到指定位置，不適于深孔封孔，已經很少采用。

水泥砂漿封孔。傳統的水泥漿液凝固時間較長，且在固化的過程中會脫水、收縮，易使水泥封孔體內部產生裂隙，裂隙會不斷擴展發育致使封孔段完全失效。

高水材料封孔。高水材料具有高水灰比迅速固化、強度提升較快、微膨脹性等優點。但是在鉆孔周圍裂隙的滲透性較差，抽采后期仍會開裂產生裂隙且不具有自修復力。

聚氨酯封孔。聚氨酯會在鉆孔內發生化學反應，使聚氨酯快速膨脹，膨脹力增大了鉆孔的徑向作用力，這種作用力反向推動聚氨酯滲入裂隙，起到封堵鉆孔的效果。但是受井下條件和聚氨酯材料在混合均勻40-60s后就開始反應的限制，封孔長度只有4m，不能有效的避開巷道的松動圈產生的裂隙進入鉆孔內，直接導致瓦斯抽采濃度偏低，抽采濃度衰減快。

瓦斯抽采過程中受采動應力影響，鉆孔孔壁周圍的裂隙帶會進一步擴張、發育，鉆孔內的封堵材料也會產生裂隙，在抽放負壓的作用下外界空氣易從這些裂隙通道進入鉆孔內，致使瓦斯抽采濃度下降。可見，采用現有的注漿材料進行裂縫修復施工時，一旦產生裂紋致使鉆孔漏氣，抽采效果會急劇下降，就需要重新打鉆封孔，造成了極大的財力物力損失。因此，現急需一種能夠能夠有效修復抽采鉆孔裂隙的施工方法，以提高瓦斯抽采效果。

發明內容

為了解決現有技術的不足，本發明旨在提供一種CO₂泡沫與自修復漿液聯合修復抽采鉆孔裂隙的施工方法，本方法通過在鉆孔密封端注入具有自修復特性的漿液材料，此漿液凝固可與CO₂和空氣中的水分發生絡合反應生成礦物質沉淀，從而實現裂隙的自動修復，進而提高鉆孔瓦斯抽采濃度。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種CO2泡沫與自修復漿液聯合修復抽采鉆孔裂隙的施工方法，包括以下步驟：

1）封孔前檢查：對鉆孔進行檢查，確保鉆孔完好且通暢；

2）在瓦斯抽放管的首端和尾端對應套設封孔器，把封孔器的囊袋固定在瓦斯抽放管上；

3）將注漿管貫穿兩個囊袋固定在瓦斯抽放管上，且注漿管在兩個囊袋處設有對應的出漿口；兩個囊袋之間、處于中部密封端的注漿管上設有爆破閥；并將回漿管伸入中部的密封端固定在注漿管上；

4）將固定好封孔器和注漿管的瓦斯抽放管一起送到預定煤孔深度；

5）將注漿管與注漿裝置的注漿泵連通，注漿裝置與氣源連接，并調整好注漿裝置的氣壓閥；

6）向注漿裝置中倒入清水，打開注漿裝置的攪拌器，并倒入硅酸鹽水泥和金屬螯合劑混合的自修復漿液配料，攪拌完成后開始注漿；

7）漿液通過出漿口首先注入兩端囊袋，待囊袋漿液注滿后繼續注漿致使爆破閥爆破，漿液開始注入中間密封段，直至回漿管有漿液流出，此時關閉回漿管端口處的第二單向閥；

8）停止注漿后，將鉆孔口處注漿管堵死，之后去除注漿管，單孔注漿完成；

9）待漿液凝固后連接抽采系統，定期對瓦斯抽采鉆孔的瓦斯濃度、負壓、流量進行檢測；