CN102635393A - 瓦斯抽采钻孔延时自膨胀胶囊-膏体组合封孔方法 - Google Patents

瓦斯抽采钻孔延时自膨胀胶囊-膏体组合封孔方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102635393A
CN102635393A CN2012101415826A CN201210141582A CN102635393A CN 102635393 A CN102635393 A CN 102635393A CN 2012101415826 A CN2012101415826 A CN 2012101415826A CN 201210141582 A CN201210141582 A CN 201210141582A CN 102635393 A CN102635393 A CN 102635393A
Authority
CN
China
Prior art keywords
self
expanding capsule
sealing
capsule
expanding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2012101415826A
Other languages
English (en)
Inventor
李增华
葛泉
杨永良
李雨佳
徐伟
刘震
岳克明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SUZHOU HUAAN MINE SAFETY TECHNOLOGY CO LTD
China University of Mining and Technology CUMT
Original Assignee
SUZHOU HUAAN MINE SAFETY TECHNOLOGY CO LTD
China University of Mining and Technology CUMT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SUZHOU HUAAN MINE SAFETY TECHNOLOGY CO LTD, China University of Mining and Technology CUMT filed Critical SUZHOU HUAAN MINE SAFETY TECHNOLOGY CO LTD
Priority to CN2012101415826A priority Critical patent/CN102635393A/zh
Publication of CN102635393A publication Critical patent/CN102635393A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

本发明涉及一种瓦斯抽采钻孔延时自膨胀胶囊 - 膏体组合封孔方法，其技术方案是采用两个延时自膨胀胶囊封堵孔底与孔口，在两胶囊之间的环形空间注满具有压力的膏体封孔材料并进一步密封钻孔周围裂隙，保证瓦斯抽采钻孔的气密性。该瓦斯抽采钻孔延时自膨胀胶囊 - 膏体组合封孔方法提高了煤矿瓦斯抽采钻孔的气密性，可以增强抽采效果，尤其是显著提高抽采后期抽采效果，并具有工艺简单、操作方便等优点。

Description

瓦斯抽采钻孔延时自膨胀胶囊-膏体组合封孔方法
技术领域
本发明涉及一种瓦斯抽采钻孔封孔方法，尤其是一种适用于松软、破碎、易变形的岩（煤）层中瓦斯抽采钻孔的封孔作业的瓦斯抽采钻孔延时自膨胀胶囊-膏体组合封孔方法。
背景技术
矿井瓦斯事故是煤矿安全生产中最严重的危害之一，在煤矿生产过程中，如果对瓦斯控制不当或管理不到位，很可能造成灾难性事故。目前，我国受瓦斯灾害威胁的矿井（尤其是高瓦斯矿井）已经普遍采用预抽瓦斯的方式来防止瓦斯灾害。煤矿瓦斯抽采钻孔包括本煤层抽采钻孔和上（下）邻近层抽采钻孔，而且由于煤层天然的赋存形式多种多样，因此这些瓦斯抽采钻孔，既可能是水平的，也可能呈各种倾斜角度。煤矿瓦斯抽采钻孔为了保证抽采效果，需在孔口附近的一定距离内设置抽采管作为负压抽采瓦斯（或注水作业）的通道，并需对抽采管与钻孔壁之间的环形空间进行密封充填。密封充填材料通常采用水泥砂浆、聚氨酯等材料。但是这种封孔工艺，往往抽采效果并不能达到预期要求，其原因在于抽采钻孔周围由于应力作用形成大量裂隙，成为气体转移的通道，导致封孔气密性不足，严重影响瓦斯抽采。
发明内容
为了克服现有的瓦斯抽采钻孔封孔工艺无法达到较好的抽采效果的问题，本发明提供一种瓦斯抽采钻孔延时自膨胀胶囊-膏体组合封孔方法，该瓦斯抽采钻孔延时自膨胀胶囊-膏体组合封孔方法不仅可以增强抽采效果、提高功效，而且操作简单。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该瓦斯抽采钻孔延时自膨胀胶囊-膏体组合封孔装置包括钻孔、自膨胀胶囊a、自膨胀胶囊b、单项阀门、填充腔、抽采管、注料插头、注料管、孔口、水泥砂浆腔、注浆管、O型密封圈；该瓦斯抽采钻孔延时自膨胀胶囊-膏体组合封孔方法的操作步骤为：
（1）用钻具将瓦斯抽采钻孔钻进至终孔深度后，起出钻具；
（2）通过胶囊单向注水口分别向自膨胀胶囊a、自膨胀胶囊b注水，迅速将自膨胀胶囊a、自膨胀胶囊b和抽采管送入钻孔中；
（3）自膨胀胶囊a、自膨胀胶囊b内药剂与水反应30分钟生成大量气体，使自膨胀胶囊a、自膨胀胶囊b膨胀并与钻孔孔壁紧密接触，自膨胀胶囊a与自膨胀胶囊b之间、钻孔孔壁与抽采管外壁共同围城环形封闭填充腔；
（4）将注料管与注料插头连接，将注料插头从抽采管内部送入与单向阀门对应的位置；
（5）从注料管向填充腔内高压注入封孔材料，至封孔材料充满整个环形填充腔和钻孔孔壁的裂隙，形成隔绝瓦斯逸散的封闭屏障，封孔结束；
（6）抽采后期，当抽采孔内瓦斯浓度下降时，再次向填充腔补注封孔材料。
本发明的有益效果是，该瓦斯抽采钻孔延时自膨胀胶囊-膏体组合封孔方法提高了煤矿瓦斯抽采钻孔的气密性，可以增强抽采效果，尤其是显著提高抽采后期抽采效果，并具有工艺简单、操作方便等优点。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是本发明的结构原理示意图；
图2是本发明用于上向穿层钻孔中松软、破碎、易变形岩层的情况时的结构原理示意图；
图3是本发明用于水平方向及下向抽采钻孔的情况时的结构原理示意图；
图中，1.钻孔，2.自膨胀胶囊a，3. 自膨胀胶囊b，4. 单项阀门， 5.填充腔，6.抽采管，7.注料插头，8. 注料管， 9.孔口，10.水泥砂浆腔，11.注浆管，12.O型密封圈。
具体实施方式
在图中，该瓦斯抽采钻孔延时自膨胀胶囊-膏体组合封孔装置包括钻孔1、自膨胀胶囊a 2、自膨胀胶囊b 3、单项阀门4、填充腔5、抽采管6、注料插头7、注料管8、孔口9、水泥砂浆腔10、注浆管11、O型密封圈12；该瓦斯抽采钻孔延时自膨胀胶囊-膏体组合封孔方法的操作步骤为：
（1）用钻具将瓦斯抽采钻孔1钻进至终孔深度后，起出钻具；
（2）通过胶囊单向注水口分别向自膨胀胶囊a 2、自膨胀胶囊b 3注水，迅速将自膨胀胶囊a 2、自膨胀胶囊b 3和抽采管6送入钻孔1中；
（3）自膨胀胶囊a 2、自膨胀胶囊b 3内药剂与水反应30分钟生成大量气体，使自膨胀胶囊a 2、自膨胀胶囊b 3膨胀并与钻孔1孔壁紧密接触，自膨胀胶囊a 2和自膨胀胶囊b 3之间、钻孔1孔壁与抽采管6外壁共同围城环形封闭填充腔5；
（4）根据该瓦斯抽采钻孔延时自膨胀胶囊-膏体组合封孔装置使用的岩性不同分为以下三种情况：
Figure 535565DEST_PATH_IMAGE001
当用于上向穿层钻孔且岩性较好的情况时，抽采管6内的自膨胀胶囊a 2和自膨胀胶囊b 3之间的管壁上设有一个单项阀门4，将注料管8与注料插头7连接，将注料插头7从抽采管6内部送入与单向阀门4对应的位置；②当用于上向穿层钻孔中松软、破碎、易变形岩层的情况时，先将钻孔1的孔口9用快干的水泥封堵，通过注浆管11向水泥砂浆腔10注入水泥砂浆，直至水泥砂浆充填孔口向内5~8m的水泥砂浆腔10内，待水泥砂浆凝固后，水泥砂浆与自膨胀胶囊a 2之间形成一个环形封闭填充腔5，抽采管6内的水泥砂浆与自膨胀胶囊a 2之间、自膨胀胶囊a 2和自膨胀胶囊b 3之间的管壁上分别设有一个单项阀门4，将注料管8与注料插头7连接，将注料插头7从抽采管6内部依次送入与两个单项阀门4对应的位置；③当用于水平方向及下向抽采钻孔的情况时，先将钻孔1的孔口9用快干的水泥封堵，通过注浆管11向孔口9与自膨胀胶囊a 2之间形成的水泥砂浆腔10注满水泥砂浆，抽采管6内的自膨胀胶囊a 2和自膨胀胶囊b 3之间的管壁上设有一个单项阀门4，待水泥砂浆凝固后，将注料管8与注料插头7连接，将注料插头7从抽采管6内部送入与单向阀门4对应的位置；
（5）从注料管8高压注入膏体封孔材料，封孔材料从连接在抽采管路6上的单向阀门4进入环形封闭填充腔5，直至封孔材料充满整个环形填充腔5和钻孔1孔壁的裂隙，形成隔绝瓦斯逸散的封闭屏障；
（6）抽出注料管8及注料插头7，单项阀门4自动闭合，封孔结束；
（7）抽采后期，当抽采孔内瓦斯浓度下降时，再次向填充腔5补注封孔材料。

Claims (5)

1.瓦斯抽采钻孔延时自膨胀胶囊-膏体组合封孔方法，该瓦斯抽采钻孔延时自膨胀胶囊-膏体组合封孔装置包括钻孔（1）、自膨胀胶囊a（2）、自膨胀胶囊b（3）、单项阀门（4）、填充腔（5）、抽采管（6）、注料插头（7）、注料管（8）、孔口（9）、水泥砂浆腔（10）、注浆管（11）、O型密封圈（12）；其操作方法的特征是：用钻具将瓦斯抽采钻孔（1）钻进至终孔深度后，起出钻具；通过胶囊单向注水口分别向自膨胀胶囊a（2）、自膨胀胶囊b（3）注水，迅速将自膨胀胶囊a（2）、自膨胀胶囊b（3）和抽采管（6）送入钻孔（1）中；自膨胀胶囊a（2）、自膨胀胶囊b（3）内药剂与水反应30分钟生成大量气体，使自膨胀胶囊a（2）、自膨胀胶囊b（3）膨胀并与钻孔（1）孔壁紧密接触，自膨胀胶囊a（2）与自膨胀胶囊b（3）之间、钻孔（1）孔壁与抽采管（6）外壁共同围城环形封闭填充腔（5）；将注料管（8）与注料插头（7）连接，将注料插头（7）从抽采管（6）内部送入与单向阀门（4）对应的位置；从注料管（8）向填充腔（5）内高压注入封孔材料，至封孔材料充满整个环形填充腔（5）和钻孔（1）孔壁的裂隙，形成隔绝瓦斯逸散的封闭屏障，封孔结束。
2.根据权利要求1所述的瓦斯抽采钻孔延时自膨胀胶囊-膏体组合封孔方法，其特征是：在松软、破碎、易变形的岩（煤）层中，采用两个延时自膨胀胶囊将钻孔（1）由孔口（9）至孔底分为三段，采用水泥砂浆密封第一段水泥砂浆腔（10），采用膏体封孔材料分别密封第二段水泥砂浆腔与自膨胀胶囊a（2）之间、第三段自膨胀胶囊a（2）与自膨胀胶囊b 3之间形成的填充腔5。
3.根据权利要求2所述的瓦斯抽采钻孔延时自膨胀胶囊-膏体组合封孔方法，其特征是：膏体材料密封第二段、第三段时，采用抽采管（6）内注料管（8）、注料插头（7）与单项阀门（4）组合的方法注入膏体密封材料。
4.根据权利要求3所述的瓦斯抽采钻孔延时自膨胀胶囊-膏体组合封孔方法，其特征是：膏体材料密封第二段、第三段时，采用高压注液泵压注膏体密封材料，高压填充该段钻孔周围裂隙，提高密封效果。
5.根据权利要求4所述的瓦斯抽采钻孔延时自膨胀胶囊-膏体组合封孔方法，其特征是：抽采后期，当抽采孔内瓦斯浓度下降时，可再次向填充腔（5）补注封孔材料，密封钻孔次生裂隙，延长钻孔高效抽采时间。
CN2012101415826A 2012-05-09 2012-05-09 瓦斯抽采钻孔延时自膨胀胶囊-膏体组合封孔方法 Pending CN102635393A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2012101415826A CN102635393A (zh) 2012-05-09 2012-05-09 瓦斯抽采钻孔延时自膨胀胶囊-膏体组合封孔方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2012101415826A CN102635393A (zh) 2012-05-09 2012-05-09 瓦斯抽采钻孔延时自膨胀胶囊-膏体组合封孔方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102635393A true CN102635393A (zh) 2012-08-15

Family

ID=46619954

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2012101415826A Pending CN102635393A (zh) 2012-05-09 2012-05-09 瓦斯抽采钻孔延时自膨胀胶囊-膏体组合封孔方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102635393A (zh)

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102900396A (zh) * 2012-11-01 2013-01-30 中国矿业大学 煤层瓦斯抽采钻孔封隔一体封孔方法
CN102996159A (zh) * 2012-12-03 2013-03-27 中国矿业大学 一种瓦斯抽采钻孔多相介质封堵装置及方法
CN103075128A (zh) * 2012-12-31 2013-05-01 中国矿业大学 一种瓦斯抽采钻孔的封孔方法
CN103321670A (zh) * 2013-07-10 2013-09-25 四川大学 内置式钻杆温控自动闭风阻燃装置
CN103590782A (zh) * 2013-11-28 2014-02-19 华北科技学院 一种瓦斯抽采钻孔气囊封堵带压注浆封孔装置与方法
CN103615212A (zh) * 2013-12-13 2014-03-05 新乡市嘉汇科技有限公司 两堵一注注浆封孔器
CN103924943A (zh) * 2014-04-08 2014-07-16 神华集团有限责任公司 一种煤层瓦斯抽采封孔装置及封孔方法
CN103967444A (zh) * 2013-01-30 2014-08-06 河南煤业化工集团研究院有限责任公司 瓦斯抽采钻孔两端自堵带压封孔工艺
CN104763372A (zh) * 2015-02-12 2015-07-08 中国矿业大学 一种提高煤层注水孔密实性的预处理方法
CN107762548A (zh) * 2017-10-13 2018-03-06 大连理工大学 一种矿山岩体钻孔增透型瓦斯封堵抽采方法
CN108757011A (zh) * 2018-07-13 2018-11-06 中国矿业大学(北京) 一种基于正-负压封堵结合的瓦斯钻孔封孔设备及方法
CN110685733A (zh) * 2019-10-10 2020-01-14 山东科技大学 一种煤矿用酸扰动的带压封孔装置及使用方法
CN111472834A (zh) * 2020-06-10 2020-07-31 徐州工程学院 一种定点防止上向瓦斯抽采钻孔垮塌的方法
CN113503139A (zh) * 2021-09-13 2021-10-15 中煤科工集团西安研究院有限公司 一种孔内延时自主封孔装置及使用方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3228650A1 (de) * 1982-07-31 1984-02-02 Ingo 4600 Dortmund Stibane Bohrlochverschluss mit blaehbalg
SU1610052A1 (ru) * 1988-07-06 1990-11-30 Государственный Макеевский Научно-Исследовательский Институт По Безопасности Работ В Горной Промышленности Способ герметизации дегазационной скважины, пробуренной на сближенные пласты
CN101307695A (zh) * 2008-07-09 2008-11-19 黎凤岐 采用充气胶囊作临时孔底的煤矿瓦斯预抽钻孔的封孔方法
CN201671588U (zh) * 2010-04-30 2010-12-15 华北科技学院 一种下向长钻孔测压封孔装置
CN201671653U (zh) * 2010-05-14 2010-12-15 徐州博安科技发展有限责任公司 一种胶囊封孔装置
CN102230375A (zh) * 2011-06-10 2011-11-02 中国矿业大学 煤层瓦斯参数实时监测装置及方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3228650A1 (de) * 1982-07-31 1984-02-02 Ingo 4600 Dortmund Stibane Bohrlochverschluss mit blaehbalg
SU1610052A1 (ru) * 1988-07-06 1990-11-30 Государственный Макеевский Научно-Исследовательский Институт По Безопасности Работ В Горной Промышленности Способ герметизации дегазационной скважины, пробуренной на сближенные пласты
CN101307695A (zh) * 2008-07-09 2008-11-19 黎凤岐 采用充气胶囊作临时孔底的煤矿瓦斯预抽钻孔的封孔方法
CN201671588U (zh) * 2010-04-30 2010-12-15 华北科技学院 一种下向长钻孔测压封孔装置
CN201671653U (zh) * 2010-05-14 2010-12-15 徐州博安科技发展有限责任公司 一种胶囊封孔装置
CN102230375A (zh) * 2011-06-10 2011-11-02 中国矿业大学 煤层瓦斯参数实时监测装置及方法

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102900396A (zh) * 2012-11-01 2013-01-30 中国矿业大学 煤层瓦斯抽采钻孔封隔一体封孔方法
CN102996159A (zh) * 2012-12-03 2013-03-27 中国矿业大学 一种瓦斯抽采钻孔多相介质封堵装置及方法
CN102996159B (zh) * 2012-12-03 2015-04-29 中国矿业大学 一种瓦斯抽采钻孔多相介质封堵装置及方法
CN103075128A (zh) * 2012-12-31 2013-05-01 中国矿业大学 一种瓦斯抽采钻孔的封孔方法
CN103075128B (zh) * 2012-12-31 2015-07-29 中国矿业大学 一种瓦斯抽采钻孔的封孔方法
CN103967444A (zh) * 2013-01-30 2014-08-06 河南煤业化工集团研究院有限责任公司 瓦斯抽采钻孔两端自堵带压封孔工艺
CN103321670A (zh) * 2013-07-10 2013-09-25 四川大学 内置式钻杆温控自动闭风阻燃装置
CN103321670B (zh) * 2013-07-10 2015-03-18 四川大学 内置式钻杆温控自动闭风阻燃装置
CN103590782A (zh) * 2013-11-28 2014-02-19 华北科技学院 一种瓦斯抽采钻孔气囊封堵带压注浆封孔装置与方法
CN103590782B (zh) * 2013-11-28 2016-10-12 华北科技学院 一种瓦斯抽采钻孔气囊封堵带压注浆封孔装置与方法
CN103615212A (zh) * 2013-12-13 2014-03-05 新乡市嘉汇科技有限公司 两堵一注注浆封孔器
CN103924943A (zh) * 2014-04-08 2014-07-16 神华集团有限责任公司 一种煤层瓦斯抽采封孔装置及封孔方法
CN103924943B (zh) * 2014-04-08 2017-01-04 神华集团有限责任公司 一种煤层瓦斯抽采封孔装置及封孔方法
CN104763372A (zh) * 2015-02-12 2015-07-08 中国矿业大学 一种提高煤层注水孔密实性的预处理方法
CN107762548A (zh) * 2017-10-13 2018-03-06 大连理工大学 一种矿山岩体钻孔增透型瓦斯封堵抽采方法
CN108757011A (zh) * 2018-07-13 2018-11-06 中国矿业大学(北京) 一种基于正-负压封堵结合的瓦斯钻孔封孔设备及方法
CN110685733A (zh) * 2019-10-10 2020-01-14 山东科技大学 一种煤矿用酸扰动的带压封孔装置及使用方法
CN111472834A (zh) * 2020-06-10 2020-07-31 徐州工程学院 一种定点防止上向瓦斯抽采钻孔垮塌的方法
CN111472834B (zh) * 2020-06-10 2021-11-09 徐州工程学院 一种定点防止上向瓦斯抽采钻孔垮塌的方法
CN113503139A (zh) * 2021-09-13 2021-10-15 中煤科工集团西安研究院有限公司 一种孔内延时自主封孔装置及使用方法
CN113503139B (zh) * 2021-09-13 2021-12-07 中煤科工集团西安研究院有限公司 一种孔内延时自主封孔装置及使用方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102635393A (zh) 瓦斯抽采钻孔延时自膨胀胶囊-膏体组合封孔方法
CN102140901B (zh) 一种耐高压钻孔密封方法
CN207131371U (zh) 煤矿瓦斯抽采孔带压可控囊袋式封孔装置
CN105239965B (zh) 盐穴储气库注气排卤方法
CN101294500B (zh) 大直径抽采钻孔高压注浆封孔方法
CN102628345B (zh) 一种高密封性的近水平钻孔密封方法
CN107313799A (zh) 一种用于瓦斯抽采的密封及泄露封堵装置及方法
CN102900396A (zh) 煤层瓦斯抽采钻孔封隔一体封孔方法
CN105840134A (zh) 穿层上行钻孔单囊袋注浆封孔装置及其封孔方法
CN107060687B (zh) 基于流体的分段填充式注浆封孔方法
CN103452525A (zh) 瓦斯抽釆固定式封堵器及其使用方法
CN106437605B (zh) 一种封隔器
CN101307695A (zh) 采用充气胶囊作临时孔底的煤矿瓦斯预抽钻孔的封孔方法
CN105715230A (zh) 中部渗浆式单囊袋注浆封孔装置及其封孔方法
CN214330681U (zh) 一种煤矿瓦斯抽采钻孔三堵两注封孔器
CN205876263U (zh) 一种力偶矩增大瓦斯钻孔气密性型大孔径抽采封孔装置
CN208900072U (zh) 一种新型囊袋式封孔器
CN102200002A (zh) 上向孔分段高压封孔方法及装置
CN110439497A (zh) 钻孔多段封堵、致裂、注浆、注水一体化设备及使用方法
CN104533336A (zh) 一种预注胶体密封松软煤层抽采钻孔的工艺与装置
CN109138956A (zh) 一种电脉冲水力致裂一体化装置
CN106837240A (zh) 基于流体的分段胶囊式注浆封孔装置及其封孔方法
CN108625815A (zh) 一种充填式管外封隔器
CN202851052U (zh) 瓦斯抽采钻孔延时自膨胀胶囊-膏体组合封孔装置
CN203515458U (zh) 双孔管注浆封孔装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20120815