CN102071961B - 一种下行瓦斯抽放钻孔和测压钻孔封孔方法 - Google Patents

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杨威
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赵武强
姜永明
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Abstract

一种下行瓦斯抽放钻孔和测压钻孔封孔方法,从巷道往下方煤层方向施工一个下行孔,下行孔钻至煤层顶板时停止钻进,退出钻杆;在下行孔内安设钢质套管,使钢质套管的前端距离下行孔孔底约1m处;在钢质套管与下行孔的间隙内间隔插装楔形木塞;向下行孔和钢质套管之间的空隙内和钢质套管内注入浆液;在钢质套管内部沿下行孔方向施工内孔,直至进入煤层或穿过煤层后退出钻杆;继续向下行孔和钢质套管之间的空隙内注入浆液,直至注满空隙完成封孔。通过两次施工钻孔,能有效抵抗钻孔的收缩变形,确保钻孔周围的煤岩体不会发生卸压和位移,避免产生裂隙而发生漏气现象;不需要进行挡浆,瓦斯抽放孔的抽放浓度在70%以上,其方法简单,易操作,密封效果好。

Description

ー种下行瓦斯抽放钻孔和测压钻孔封孔方法
技术领域[0001] 本发明涉及ー种下行瓦斯抽放钻孔和测压钻孔封孔方法,尤其适用于下行钻孔抽放煤层瓦斯和测试煤层瓦斯压カ的钻孔。
背景技术
[0002] 煤层瓦斯是导致矿井瓦斯爆炸和煤与瓦斯突出的主要因素之一,为了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,抽放煤层瓦斯为主要的措施之一。而抽放效果和钻孔的密封效果密切相关,钻孔密封较差时,会产生漏气现象,钻孔负压一般较低,抽放瓦斯能力降低。为此,为了提高钻孔抽放瓦斯的效果,必须提高钻孔密封质量。
[0003] 采用下行钻孔抽放煤层瓦斯在矿井中应用比较普遍,目前,下行钻孔可以采用聚氨酯或水泥砂浆等材料进行密封。但是,聚氨酯封孔长度普遍较短,密封深度比较浅,不能很好的密封裂隙,容易漏气;而采用水泥砂浆等液体材料进行封孔时,需要采用胶囊等充填物放置在钻孔内部用于挡浆液,由于无法看见挡浆的效果,因此,这种密封的效果不能得到保证。钻孔密封之后,还将会在地应カ的作用下发生变形,同时产生大量的次生裂隙,最終可能导致钻孔漏气,降低了瓦斯抽放能力。此外,煤层瓦斯压カ也为煤层的主要參数之一,我国相关煤矿法规规定,煤层在开采之前必须要首先测试煤层的瓦斯压力。测试煤层瓦斯压カ最好使用上行孔,但是很多条件下不具备上行孔施工条件,必须采用下行钻孔测试,同样会受到挡浆和地应力演变破坏钻孔的影响,导致不能准确测试煤层瓦斯压カ。因此,下行瓦斯抽放孔和测压孔的封孔效果普遍不理想。
发明内容
[0004] 技术问题:本发明的目的是克服已有技术中的不足,提供ー种方法简单、易操作、封孔效果好的下行瓦斯抽放钻孔和测压钻孔封孔方法。
[0005] 技术方案:本发明的下行瓦斯抽放钻孔和测压钻孔封孔方法,包括如下步骤:
[0006] a、从巷道往下方煤层方向施工ー个孔径为90mm〜200mm的下行孔,下行孔钻至煤层顶板距离煤层约Im位置时停止钻进,退出钻杆;
[0007] b、在下行孔内安设钢质套管,使钢质套管的前端距离下行孔的孔底约I m处;
[0008] C、在钢质套管与下行孔孔ロ处的间隙内间隔插装楔形木塞,使钢质套管固定于下行孔的中间位置;
[0009] d、向下行孔和钢质套管之间的空隙内和钢质套管内注入浆液,浆液注入的深度约为下行孔深度的一半;
[0010] e、浆液凝固之后,在钢质套管内部沿下行孔方向施工内孔,直至进入煤层不低于Im或穿过煤层,之后退出钻杆;
[0011] f、继续向下行孔和钢质套管之间的空隙内注入浆液,直至注满空隙,完成封孔。
[0012] 有益效果:本发明通过采用“二次钻孔+钢质套管+二次密封”的方法,有效抵抗了地应力演化对钻孔的破坏作用,消除了挡浆的困难,确保了钻孔的密封效果。通过两次施工钻孔,为安设钢质套管和进行二次密封提供了条件:将钢质套管安设在钻孔中,通过其自身的強度,可以有效抵抗钻孔的收缩变形,确保钻孔周围的煤岩体不会发生卸压和位移,避免产生裂隙而发生漏气现象;通过对钢质套管与下行孔之间间隙的二次密封,可以有效密封钻孔周围可能会产生的新裂隙,起到双保险的作用,确保密封质量。同时由于封孔过程中,不需要进行挡浆,所有操作难度较小,施工质量高,可以保证瓦斯抽放孔的抽放浓度普遍在70%以上,不论是在瓦斯抽放还是在煤 层瓦斯压カ测试等方面都具有推广价值。其方法简单,密封效果好,省时省力,エ效高,具有广泛的实用性。
附图说明
[0013] 图I是本发明下行瓦斯抽放钻孔和测压钻孔封孔方法施工エ艺示意图。
[0014] 图2是图I中的A-A结构示意图。
[0015] 图中:1-钢质套管;2_楔形木塞;3_下行孔;4_法兰;5_内孔;6-浆液。
具体实施方式
[0016] 下面结合附图中的实施例对本发明作进ー步的描述:
[0017] 如图I所示,本发明的下行瓦斯抽放钻孔和测压钻孔封孔方法:首先使用已有的常规下行钻孔施工方法,从巷道往下方煤层方向施工ー个孔径为90mm〜200mm的下行孔3,当下行孔3钻至煤层顶板距离煤层约Im位置时停止钻进,退出钻杆;然后在下行孔3内安装钢质套管I,钢质套管I的连接处需要缠生料带等密封材料,确保钢质套管I密封不漏气;进入下行孔3内的钢质套管I的长度以钢质套管I的前端距离下行孔3的孔底约I m处为准,并在留设在下行孔3的孔口外露钢质套管I的端头安设法兰4,或者采用本身带有法兰4的套管。钢质套管I全部送入下行孔3之后,用楔形木塞2固定钢质套管1,在钢质套管I与下行孔3的间隙内间隔插装楔形木塞2,如图2所示为三个楔形木塞2,使钢质套管I固定于下行孔3的中间位置;向下行孔3和钢质套管I之间的空隙内和钢质套管I内注入浆液6,浆液6注入的深度约为下行孔3深度的一半;待浆液6凝固之后,在钢质套管I内部按已有的常规钻孔方法向下行孔3方向施工内孔5,内孔5从凝固的浆液中穿过,直至进入煤层不低于I m或穿过煤层,内孔5施工完成之后退出钻杆,继续向下行孔3和钢质套管I之间的空隙内注入浆液6,直至注满空隙,完成封孔。钢质套管I经法兰4连接瓦斯抽放管路可进行瓦斯抽放,或连接压力表可测试瓦斯压カ。

Claims (1)

1. ー种下行瓦斯抽放钻孔和测压钻孔封孔方法,其特征在于包括如下步骤: a、从巷道往下方煤层方向施工ー个孔径为90mm〜200mm的下行孔(3),下行孔(3)钻至煤层顶板距离煤层约Im位置时停止钻进,退出钻杆; b、在下行孔(3)内安设钢质套管(1),使钢质套管(I)的前端距离下行孔(3)的孔底约I m处,并在留设在下行孔(3)的孔口外露钢质套管(I)的端头安设法兰(4),或者采用本身带有法兰(4)的套管; C、在钢质套管(I)与下行孔(3)孔ロ处的间隙内间隔插装楔形木塞(2),使钢质套管(I)固定于下行孔(3)的中间位置; d、向下行孔(3)和钢质套管(I)之间的空隙内和钢质套管(I)内注入浆液(6),浆液(6)注入的深度约为下行孔(3)深度的一半; e、浆液(6)凝固之后,在钢质套管(I)内部沿下行孔(3)方向施工内孔(5),直至进入煤层不低于I m或穿过煤层,之后退出钻杆; f、继续向下行孔(3)和钢质套管(I)之间的空隙内注入浆液(6),直至注满空隙,完成封孔。
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