[发明专利]一种煤矿井下瓦斯抽放钻孔二次封孔方法

说明书

本发明公开了一种煤矿井下瓦斯抽放钻孔二次封孔方法，包括以下步骤：（1）采用囊袋式注浆封孔器和“两堵一注”封孔工艺实施第一次封孔和连抽；（2）在瓦斯抽采期间，从中选取低浓度瓦斯抽采钻孔，断开连接的瓦斯抽采管路；（3）将密封钢管与压风自旋钻头连接后插入第一次封孔管内，连接高压供风管路，利用风压自旋钻头和高压吹风清理封孔管内及钻孔内煤渣；（4）撤出密封钢管，从第一次封孔管内塞入第二次封孔装置至设计位置；（5）对第二次封孔装置进行注浆实施二次封孔；（6）将第二次封孔装置的封孔管连入瓦斯抽采管路进行瓦斯抽采。本发明应用工程成本低，工艺相对简单，充分提高抽放效率、缩短抽放时间、最大限度消除瓦斯灾害。

技术领域

本发明属于煤矿安全生产技术领域，尤其涉及一种煤矿井下瓦斯抽放钻孔二次封孔方法。

背景技术

作为一个经济大国，我国煤炭资源储备丰富，随着煤炭持续开采，浅煤层已经开采殆尽，煤矿开采深度逐渐增加。随着开采深度的增加，煤层地应力随之增大，深部煤层瓦斯含量较高，煤与瓦斯突出灾害愈发严重。煤层高瓦斯、高突出现象，时刻制约煤矿开采进度，易引发矿产灾害。为实现煤层高效开采，应处理煤与瓦斯关系，避免煤与瓦斯突出灾害发生，实现安全生产。

煤层钻孔瓦斯预抽是区域性防突和局部性防突的主要措施之一。煤层实行顺层钻孔对煤层瓦斯进行预抽，钻孔成孔质量决定着瓦斯抽采效率。软煤层钻孔成型后，由于应力重新分布，钻孔周围形成应力集中，导致钻孔不稳定或塌孔现象，直接影响煤层瓦斯抽采。

目前针对于顺层钻孔多采用筛管护孔和“两堵一注”的封孔方式，通过筛管对钻孔煤壁起到支护效果，减小钻孔垮塌程度。对于煤体非均质特性，成孔过程中钻具扰动影响，孔壁煤体破碎不稳定。松软煤体钻孔裂隙发育，封孔后进行瓦斯抽采，钻孔内压变化，深部孔壁煤体塌落，形成钻孔堵塞，瓦斯抽采浓度急剧下降或无抽采浓度。煤层瓦斯无法实现有效预抽，影响矿业安全生产。

通过顺层钻孔对煤层瓦斯预抽，可减小煤层瓦斯含量，实现煤层区域卸压消突，该项技术工艺应用广泛。传统封孔工艺实际效果上存在较大缺陷。针对钻孔煤壁不稳定性，煤体松软破碎易跨落，导致钻孔深部堵塞，瓦斯抽采浓度急速衰减，钻孔失效，煤层瓦斯无法实现有效预抽。因此，极需找到一种封孔方法，对已失效顺层钻孔进行处理，恢复瓦斯抽采，提高钻孔利用率，实现瓦斯高效抽采。

1、现有传统“两堵一注”封孔技术

随着煤矿行业发展，目前煤层开采深度逐渐增加已达800m。深部煤层地应力较大，瓦斯含量较高，多为突出煤层。目前，高瓦斯、高地应力和冲击地压问题，已成为制约矿井安全高效生产的主要瓶颈。

深部构造煤层地应力大，瓦斯含量高，前期采用穿层孔方式预抽，削减煤层瓦斯含量，进行巷道掘进。该方法抽采效果存在局限性，回采工作面中煤层瓦斯含量依旧很高，在回采过程中仍存在瓦斯突出危害。因此在煤层开采前应先解决煤层瓦斯含量，及时做消突处理，避免开采过程中由瓦斯所引发的矿产灾害。

预防煤与瓦斯突出有区域性和局部性两种消突措施，其中煤层顺层钻孔瓦斯预抽是最直接、有效的区域性消突措施，在高瓦斯、高突出煤层中得到广泛应用。

现有的顺层钻孔瓦斯预抽技术，多采用囊袋式“两堵一注”封孔技术，该封孔技术在实际效果上存在较大缺陷。现有的传统“两堵一注”封孔方式长度一般为10-12m，深度较浅。煤层地应力大，钻孔成型后，周边应力重新分布，钻孔周围形成应力集中。封孔后进行瓦斯抽采，钻孔深部孔壁煤体不稳定，破碎煤块塌落，导致钻孔堵塞，瓦斯抽采浓度急剧下降或无抽采浓度，深部瓦斯无法实现继续抽放。煤层瓦斯无法实现有效预抽，煤与瓦斯突出灾害无法消减，影响矿业安全生产。因此，针对于该种形式下的浅度封孔方式，极需找到一种封孔方法，对已失效顺层钻孔进行处理，恢复瓦斯抽采，提高钻孔利用率，实现瓦斯高效抽采，以避免矿产灾害的发生。

2、现有的瓦斯抽放二次封孔方法