[发明专利]顺层瓦斯抽采钻孔分段封孔方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钻孔封孔方法，尤其是一种适用于具有一定倾角的顺层瓦斯抽采钻孔分段封孔方法。

背景技术

根据国家安全生产监督管理局于2009年8月1日颁布实施的《防治煤与瓦斯突出规定》，突出煤层的瓦斯治理要遵循“区域防突措施先行、局部防突措施补充”的原则，即对于突出煤层，需首先采用区域防突措施消除煤层的突出危险性后才能进行采掘作业，将区域防突措施放置于首要位置。目前区域防突措施包括保护层开采技术和预抽煤层瓦斯技术两种，对于单一突出煤层开采条件，只能采用预抽煤层瓦斯技术，而预抽煤层瓦斯技术中顺层钻孔瓦斯抽采技术是常用的一种方法。

顺层钻孔很少为水平钻孔，大都具有一定的角度，其角度与煤层角度相同。目前，顺层钻孔封孔方法有聚氨酯封孔、水泥材料封孔等多种方法，由于封孔长度短、未考虑水泥注浆材料在封孔空间内的沉降等不利因素，造成封孔效果不好，导致顺层钻孔抽采效果不佳，主要表现为瓦斯浓度下降很快，即钻孔内高浓度瓦斯抽采时间较短，进而影响瓦斯抽采效果。

发明内容

技术问题：本发明的目的是克服已有技术中的不足之处，提供一种方法简单、封孔效果好、可显著提高瓦斯抽采效果的顺层瓦斯抽采钻孔分段封孔方法。

技术方案：本发明的顺层瓦斯抽采钻孔的封孔方法，包括施工瓦斯抽采钻孔，还包括如下步骤：

a.待瓦斯抽采钻孔施工完成后，在不小于20m长的封孔管前端缠裹海绵并涂抹聚氨酯材料，并在封孔管管段上分段安装弹性隔板，之后将封孔管送入瓦斯抽采钻孔内，封孔管前端缠裹的海绵和涂抹的聚氨酯材料与钻孔配合形成海绵聚氨酯堵头，采用快干水泥堵头对瓦斯抽采钻孔孔口进行封堵，同时安装注浆管；

b.利用注浆泵进行注浆，通过注浆管将水泥注浆材料注入快干水泥堵头与海绵聚氨酯堵头（6）之间的封孔空间内，注入的水泥浆液在弹性隔板的作用下，阻止水泥浆液回流，对封孔空间分段进行封堵，控制水泥注浆材料在封孔空间内的沉降和不均匀凝固，有效封堵钻孔周围煤体的裂隙；

c.在水泥注浆材料凝固6-8小时后，将封孔管与瓦斯抽采管网相连，进行瓦斯抽采。

所述封孔空间的有效封孔长度不低于18m；所述的弹性隔板采用沿其中心向外逐渐变薄的橡胶板或塑料板，其中心厚度为5mm、直径略小于钻孔直径；所述的弹性隔板为3～4个。

有益效果：本发明采取2种措施来提高封孔质量，一是增加封孔长度，使得封孔长度大于巷道的影响变形深度；二是利用弹性隔板将封孔段分割为多个相对独立的封孔空间，采用注浆泵注浆，通过注浆管将水泥注浆材料注入封孔空间。在注浆压力的作用下，水泥注浆材料充满每个相对独立的封孔空间，并最大限度的进入钻孔周围煤体的裂隙对其进行封堵。由于该方法具有封孔长度长和采用隔板将注浆段隔为多个封孔空间的特点，可有效控制水泥注浆材料在封孔空间内的沉降和不均匀凝固，有助于封堵钻孔周围煤体裂隙，进而可有效提高封孔质量，可将瓦斯抽采浓度长时间维持在较高水平，瓦斯抽采效果可提高一倍以上。其方法简单，操作方便，封孔效果好，大大提高了瓦斯抽采效果，具有广泛的实用性。

附图说明

图1为本发明的顺层钻孔分段封孔示意图。

图中：1—煤层；2—瓦斯抽采钻孔；3—注浆管；4—封孔管；5—快干水泥；6—海绵聚氨酯；7—弹性隔板。

具体实施方式

如图1所示，本发明的顺层瓦斯抽采钻孔的封孔方法，具体步骤如下：

a.首先根据设计要求，施工瓦斯抽采钻孔2；

b.待瓦斯抽采钻孔2施工完成并清洗干净后，在不小于20m长的封孔管4前端缠裹海绵并涂抹聚氨酯材料，并在封孔管4管段上分段安装弹性隔板7，所述的弹性隔板7采用沿其中心向外逐渐变薄的特制橡胶板或塑料板，其中心厚度为5mm、直径略小于钻孔直径。用3～4个弹性隔板7将中间注浆段分割为4～5个相对独立的空间，之后将封孔管4快速送入瓦斯抽采钻孔2内，封孔管4前端缠裹的海绵和涂抹的聚氨酯材料与钻孔配合形成海绵聚氨酯堵头6，采用快干水泥堵头5对瓦斯抽采钻孔2孔口进行封堵，形成注浆空间，同时安装注浆管3；

c.利用注浆泵进行注浆，通过注浆管3将水泥注浆材料注入快干水泥堵头5与海绵聚氨酯堵头6之间的封孔空间内，所述封孔空间的有效封孔长度不低于18m，注入的水泥浆液在弹性隔板7的作用下，阻止水泥浆液回流，对封孔空间分段进行封堵，控制水泥注浆材料在封孔空间内的沉降和不均匀凝固，有效封堵钻孔周围煤体的裂隙；

d.在水泥注浆材料凝固6-8小时后，将封孔管4与瓦斯抽采管网相连，进行瓦斯抽采工作。

通过注浆管将水泥注浆材料注入封孔空间。在注浆压力的作用下，水泥注浆材料充满每个相对独立的封孔空间，并最大限度的进入钻孔周围煤体的裂隙对其进行封堵。由于该方法具有封孔长度长和采用隔板将注浆段隔为多个封孔空间的特点，可有效控制水泥注浆材料在封孔空间内的沉降和不均匀凝固，有助于封堵钻孔周围煤体裂隙，使得该方法具有良好的封孔效果，可使钻孔抽采瓦斯浓度长时间保持在较高水平，可显著提高煤层瓦斯抽采效果。