[发明专利]一种大倾角下向穿层瓦斯抽放钻孔封孔方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种封堵大倾角下向穿层瓦斯抽放钻孔的施工工艺，适用于煤 矿井下瓦斯抽放钻孔的封孔工作。

背景技术

矿井瓦斯是我国煤矿五大灾害之一，瓦斯爆炸、煤与瓦斯突出易造成群死 群伤的恶性事故，对矿井安全生产具有极大的威胁。为确保在回采过程中避免 工作面瓦斯超限，消除工作面的突出危险性，抽放煤层瓦斯是主要的措施之一。 2014版《煤矿安全规程》规定，在开采有煤与瓦斯突出危险煤层、1个采煤工 作面瓦斯涌出量大于5m³/min或1个掘进工作面瓦斯涌出量大于3m³/min而用 通风方法解决瓦斯问题不合理时，必须建立地面永久抽放瓦斯系统或井下临时 瓦斯抽放系统。

抽放瓦斯的效果与钻孔的密封效果密切相关，若钻孔密封不严产生漏气现 象，会使负压较低，抽放瓦斯能力下降，甚至起不到抽放瓦斯消突的目的。施 工下向钻孔抽放煤层瓦斯在煤矿应用较普遍，目前，下向钻孔可以采用聚氨酯 或水泥砂浆等材料或封孔器进行密封。但是，聚氨酯封孔长度普遍较短，密封 深度比较浅，不能很好地密封裂隙产生容易漏气，使孔口负压降低，抽采瓦斯 浓度不理想；采用水泥砂浆等液体材料进行封孔时，需用胶囊、干海带等充填 物挡浆，操作较复杂，工程质量稳定性不易保证，尤其使用干海带充填挡浆时， 可能造成孔底积水而影响瓦斯抽放；而采用封孔器封孔长度有限，有时难以保 证对于钻孔中裂隙的密封，只适用于顶底板岩层岩性较好的条件。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明提供了一种大倾角下向穿层瓦斯抽 放钻孔封孔方法，该方法因其挡浆效果显著，施工工序简单，快捷高效，且材 料廉价易得，能够有效地对矿山下向孔进行封孔，保证了抽放煤层瓦斯的正常 进行，适宜在煤矿推广使用。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：

一种大倾角下向穿层瓦斯抽放钻孔封孔方法，该方法包括如下步骤：

1)从巷道向下方目标煤层施工一个直径113mm的大倾角钻孔，当钻孔施工 至煤层底板0.5m处时停止钻进，退出钻杆，用压风方法清理大倾角钻孔内的浮 渣；

2)在抽放管的端部位置上焊接一个直径80mm的圆盘Ⅰ，圆盘Ⅰ的边缘均 匀布设8个孔径6mm的螺栓孔；

3)在圆盘Ⅰ的上面盖上与圆盘Ⅰ相同的另一活动圆盘Ⅱ，圆盘Ⅰ和活动圆 盘Ⅱ通过螺栓连接，用长40cm的粗棉纱穿过螺栓之间的空隙，再拧紧螺栓上的 螺母使圆盘Ⅰ和活动圆盘Ⅱ夹紧粗棉纱，使其呈拖把状；

4)将抽放管送入大倾角钻孔，至抽放管的端部筛孔管进入煤层1m位置时 停止送管，再向外抽出5～10cm；

5)向大倾角钻孔内投入粒径15～20mm的石子，石子在大倾角钻孔中约占 1m孔长；

6)向大倾角钻孔内投入粒径5～10mm的石子，石子在大倾角钻孔中约占 1m孔长；

7)向大倾角钻孔内投入粗砂，投放量与步骤5)中石子的重量相同；

8)在大倾角钻孔上安装注浆管，通过注浆泵将大倾角钻孔注满封孔浆液， 待浆液凝固后即完成封孔。

作为本发明的一种优选方案，在抽放管内用螺栓连接的圆盘Ⅰ和活动圆盘 Ⅱ之间夹固30～40根长40cm的粗棉纱，粗棉纱绕过圆盘Ⅰ和活动圆盘Ⅱ之间 螺栓，粗棉纱的自由端置于活动圆盘Ⅱ的一侧。

与现有技术相比，本发明具有如下技术效果：

1、本发明通过在抽放管上用两个圆盘固定粗棉纱，然后充填石子、粗砂， 实现挡浆，最后注浆封孔，从而确保大倾角钻孔的密封效果。

2、本发明适用于大倾角下向穿层瓦斯抽放钻孔的封孔工作，采用“圆盘固 定粗棉纱+充填石子、粗砂+注入封孔浆液”的方法，通过多重封堵的手段实现 封孔，可以提高钻孔的密封质量，工序简单，可操作性强，且封孔材料价格低 廉；本发明解决了用聚氨酯封孔长度短，挡浆时膨胀较快不易送达指定地点的 缺点；克服了因充填物挡浆效果不好导致浆液漏入下向孔孔底而影响抽放效果 的问题；密封保障性好，封孔成功率高，瓦斯抽放效率提升显著。

3、该方法因其挡浆效果显著，快捷高效，能够有效地对矿山下向孔进行封 孔，保证了抽放煤层瓦斯的正常进行，适宜在煤矿推广使用。

附图说明

图1为一种大倾角下向穿层瓦斯抽放钻孔封孔的示意图；

图2为圆盘部分的俯视图；