[发明专利]一种瓦斯抽采钻孔的封孔方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种封孔方法，尤其适用于煤矿井下含水瓦斯抽采钻孔的封孔方法。

背景技术

我国煤与瓦斯突出灾害严重，给煤矿井下安全生产带来威胁。实施钻孔是煤矿瓦斯治理的基础技术手段之一，钻孔广泛应用于瓦斯抽采、参数测试、煤层注水、煤层增透等各个方面。封孔质量的好坏直接影响各类钻孔作用的发挥。我国约2/3的矿井瓦斯抽采钻孔封孔长度短且密封质量差，约65%的回采工作面预抽瓦斯浓度低于30%，未能达到《防治煤与瓦斯突出规定》的要求，充分反映了瓦斯抽采钻孔封孔质量差的现状。而含水钻孔又是其中密封难度较大的一类钻孔，在采用注水泥砂浆方法密封此类钻孔时，由于钻孔内部含水较多且水泥具有自收缩性，水泥凝固后不能充满整个钻孔空间，往往在钻孔上部形成“月牙”型空隙，从而导致裂隙区难以有效封堵，钻孔漏气严重，密封质量差。为解决含水瓦斯抽采钻孔的密封问题，迫切需要一种有效的封孔方法。

发明内容

本发明的目的是克服已有技术中的不足，提供一种方法简单、成本低廉、能大幅度提高钻孔密封效果的含水瓦斯抽采钻孔密封方法。

为实现上述目的，本发明的瓦斯抽采钻孔的封孔方法，包括瓦斯抽采管、间隔设在瓦斯抽采管上的两段聚氨酯封孔袋、注入两段聚氨酯封孔袋封孔段之间的水泥砂浆、伸入两段聚氨酯封孔袋封孔段之间的注浆管、回浆管，还包括：

a. 在两段聚氨酯封孔袋之间的瓦斯抽采管管段上用胶带间隔固定多个装有吸水材料的环形透水纸袋；

b. 在瓦斯抽采管上固定进入封孔段内的注水管，注水管的直径为10mm，注水管上均匀开有出水孔；

c. 开始抽采瓦斯后，定时打开注水管上的注水管球阀，通过注水管向两段聚氨酯封孔袋之间的封孔段内注水，使吸水材料一直处于富水饱和状态。

有益效果：本发明针对含水瓦斯抽采钻孔难以密封的问题，在两段聚氨酯封孔袋之间的瓦斯抽采管管段上用胶带间隔固定多个环形透水纸袋，环形透水纸袋中装有吸水材料-聚丙烯酰胺树脂。在向两段聚氨酯封孔袋封孔段之间的钻孔空间注浆时，水透过环形透水纸袋与吸水材料接触，吸水材料吸水膨胀，可以很好地充填由于水泥收缩在钻孔上部产生的“月牙”型空隙。开始抽采瓦斯后，定时通过注水管向孔内注水，保持吸水材料处于富水饱和状态，根据“固体封液体、液体封气体”的原理，富足的水可以有效封堵钻孔周边的裂隙，防止钻孔漏气。吸水材料-聚丙烯酰胺树脂的吸水倍率可以长期维持在100~120倍，性能稳定，可以反复吸水、失水。该方法简单有效、成本低廉，具有广泛的实用性。

附图说明

图1是本发明的实施布置示意图。

图中：1-煤体，2-瓦斯抽采钻孔，3-聚氨酯封孔袋，4-瓦斯抽采管，5-瓦斯抽采管球阀，6-环形透水纸袋，7-吸水材料，8-注水管，9-注水管球阀，10-注浆管，11-注浆管球阀，12-回浆管，13-回浆管球阀。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步的描述：

本发明的瓦斯抽采钻孔封孔方法，首先按照常规在巷道钻场内向煤体1内施工瓦斯抽采钻孔2，在送入瓦斯抽采钻孔2内的瓦斯抽采管4距离孔口8~15m处用胶带间隔缠绕多个装有吸水材料7的环形透水纸袋6，根据现场实际情况确定环形透水纸袋6的个数，附图中为3个；在瓦斯抽采管4距离孔口15~20m处用胶带缠绕2-4个聚氨酯封孔袋3，之后在瓦斯抽采管4距离孔口5~6m处再用胶带缠绕2-4个聚氨酯封孔袋3，此处聚氨酯封孔袋3距瓦斯抽采管4的外端不小于2m；同时在瓦斯抽采管4的上部固定端头距离孔口5~6m的回浆管12，在瓦斯抽采管4上固定进入封孔段内的注水管8，注水管8的直径为10mm，注水管8上均匀开有出水孔；在瓦斯抽采管4的下部固定长度为6~7m的注浆管10，回浆管12长度为14~19m，注水管长度为8~16m。将瓦斯抽采管4、注水管8、注浆管10、回浆管12平行固定好后，将聚氨酯封孔袋3中的黑料、白料挤压混合均匀后，迅速把瓦斯抽采管4送入瓦斯抽采钻孔2中，瓦斯抽采管4外端部露出瓦斯抽采孔1孔口0.5m；待设在瓦斯抽采管4上的两段聚氨酯凝封孔袋3固后，打开注浆管球阀11、回浆管球阀13，通过注浆管10向两段聚氨酯凝封孔袋3封孔段之间注入水泥砂浆，水泥砂浆中的水进入环形透水纸袋6与吸水材料7接触，吸水材料7吸水膨胀后，充填由水泥收缩产生于钻孔2上部的月牙形空隙；当回浆管12回浆时，关闭回浆管球阀13，继续注浆2-5分钟后关闭注浆泵和注浆管球阀11，注浆完成后，清洗注浆泵，整理施工现场。待注入两段聚氨酯凝封孔袋3封孔段之间的水泥砂浆凝固后，打开瓦斯抽采管4上的瓦斯抽采管球阀5进行瓦斯抽采；开始抽采瓦斯后，开始抽采瓦斯后，定时打开注水管8上的注水管球阀9，通过注水管8向两段聚氨酯封孔袋封孔段内注水，使吸水材料7一直处于富水饱和状态。有效封堵钻孔周围的裂隙，大幅提高瓦斯抽采浓度，改善瓦斯抽采效果。