CN102678083A - 注浆方法和注浆装置 - Google Patents

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本发明提供一种注浆方法和注浆装置，其中，包括：通过注浆管向抽采孔内注入浆液；其中，所述浆液由425号水泥、水和膨胀剂组成，所述425号水泥、水和膨胀剂的重量比为1∶0.7∶0.1；当监测到注浆泵的压力等于6MPa时，停止注浆。本发明提供的注浆方法和注浆装置通过选定最佳的材料配比，明显减少了封孔水泥浆凝固产生收缩缝的现象，有效封堵了水泥浆收缩缝及钻孔周边围岩裂隙。

Description

注浆方法和注浆装置
技术领域
本发明涉及瓦斯抽采过程中的封孔技术，尤其涉及一种注浆方法和注浆装置。
背景技术
目前矿井下的瓦斯治理已成为生产和灾害预防中的一个重要课题，瓦斯治理最有效的手段是瓦斯抽放，瓦斯抽放效果与抽采钻孔的封孔严密性密切相关。
传统的封孔工艺主要有以下三种：
1、带压一次性注浆法：该方法水泥与水的重量比为1∶1，封孔段两端用聚脂封堵，带压注浆。经试验，钻孔抽采浓度仍难达到预定要求，且浓度衰减很快。其原因为水泥浆液凝固会产生收缩缝，造成漏气现象。该工艺封孔成功率低，钻孔浓度衰减快；一旦封孔失败，需重新补孔，增加工作量。
2、钻孔周边注浆法：在方法一的基础上在钻孔周边对围岩裂隙进行喷注。该方法效果不明显，而且工作量大、耗材多，实施过程还发现遇破碎带时，由于带压的水泥浆液是向钻孔方向运移，容易注实钻孔。
3、胶囊带压注浆法：利用胶囊注浆，一定压力水泥浆使胶囊充实膨胀，再加压将胶囊卸压阀打开给封孔段注浆。该方法基本原理与方法一相同，除了具有与方法一相同的缺陷外，该装置为一次性使用，增加了封孔成本。
发明内容
本发明提供一种注浆方法和注浆装置，以解决现有技术中的缺陷，有效封堵水泥浆收缩缝以及钻孔周边围岩裂隙，提高瓦斯抽采效果。
本发明提供了一种注浆方法，其中，包括：
通过注浆管向抽采孔内注入浆液；其中，所述浆液由425号水泥、水和膨胀剂组成，所述425号水泥、水和膨胀剂的重量比为1∶0.7∶0.1；
当监测到注浆泵的压力等于6MPa时，停止注浆。
如上所述的注浆方法，其中，优选的是，通过注浆管向抽采孔内注入浆液包括：
向注浆管内注入浆液，当监测到封孔套管从煤壁露出的一端开口有浆液流出时，或当监测到返浆管从煤壁露出的一端开口有浆液流出时，停止注浆；
一小时后，向注浆管内注入浆液，当监测到注浆泵的压力达到预设的第一门限值时，停止注浆；第一门限值的取值范围是4-6Mpa；
一小时后，向注浆管内注入浆液，并继续监测注浆泵的压力。
本发明还提供了一种注浆装置，采用本发明提供的注浆方法进行注浆，其中，包括：
封孔套管，用于插入到抽采孔中进行瓦斯抽采，所述封孔套管靠近煤壁的一端与所述抽采孔内壁之间的间隙通过第一封堵物进行封堵；
注浆管，所述注浆管穿过所述第一封堵物伸入至所述抽采孔中；
注浆泵，所述注浆泵的浆液输出端与所述注浆管相连，用于通过所述注浆管向所述抽采孔内注入浆液。
如上所述的注浆装置，其中，优选的是：
所述封孔套管远离煤壁的一端与所述抽采孔内壁之间的间隙通过第二封堵物进行封堵；
所述注浆装置还包括返浆管，所述返浆管穿过所述第一封堵物伸入至所述抽采孔中。
本发明提供的注浆方法和注浆装置通过选定最佳的材料配比，明显减少了封孔水泥浆凝固产生收缩缝的现象，有效封堵了水泥浆收缩缝及钻孔周边围岩裂隙。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的注浆方法流程图。
图2为本发明实施例二提供的注浆方法流程图。
图3为本发明实施例三提供的注浆装置结构示意图。
图4为本发明实施例四提供的注浆装置结构示意图。
具体实施方式
实施例一
图1为本发明实施例一提供的注浆方法流程图，该方法适用于对带有角度的抽采孔进行封堵，其中包括如下步骤：
步骤S1、通过注浆管向抽采孔内注入浆液；其中，所述浆液由425号水泥、水和膨胀剂组成，所述425号水泥、水和膨胀剂的重量比为1∶0.7∶0.1；
步骤S2、当监测到注浆泵的压力等于6MPa时，停止注浆。
本发明实施例一提供的注浆方法通过选定最佳的材料配比，明显减少了封孔水泥浆凝固产生收缩缝的现象，有效封堵了水泥浆收缩缝及钻孔周边围岩裂隙。
实施例二
图2为本发明实施例二提供的注浆方法流程图，如图2所示，本发明实施例二提供了一种注浆方法，其中包括如下步骤：
步骤S11、向注浆管内注入浆液，当监测到封孔套管从煤壁露出的一端开口有浆液流出时，或当监测到返浆管从煤壁露出的一端开口有浆液流出时，停止注浆；
在上述步骤中，利用水泥浆自重承压，由于本方法适用于带有角度的钻孔，尤其是向上的钻孔，此时利用注浆装置中的封孔套管向上倾斜，且靠近煤壁的一端通过封堵物将封孔套管外壁与抽采孔间的间隙已经封堵上，当水泥浆液通过封孔套管的高端流入封孔套管中，并从低端流出时，可以认定为此时的状态已经达到第一次注浆要求。
如果注浆装置为两端封堵的形式，即封孔套管远离煤壁的一端与所述抽采孔内壁之间的间隙也通过封堵物进行了封堵，且在封孔套管靠近煤壁的一端设置有返浆管，当监测到返浆管从煤壁露出的一端开口有浆液流出时，停止注浆。在这种情况下，也可以认定为此时的状态已经达到第一次注浆要求。
步骤S12、一小时后，向注浆管内注入浆液，当监测到注浆泵的压力达到预设的第一门限值时，停止注浆；所述第一门限值的取值范围是4-6Mpa；
在上述步骤中，将水泥浆停留一小时进行凝固，凝固产生的收缩缝可以通过此次注浆进行堵注，控制注浆压力为4-6Mpa。
步骤S13、一小时后，向注浆管内注入浆液，并继续监测注浆泵的压力。
该步骤为最后的补浆，进一步对水泥收缩产生的裂缝进行封堵。
步骤S2、当监测到注浆泵的压力等于6MPa时，停止注浆。
本发明实施例二提供的注浆方法通过多次注浆的方式，明显减少了封孔水泥浆凝固产生收缩缝的现象，有效封堵了水泥浆收缩缝及钻孔周边围岩裂隙。
实施例三
图3为本发明实施例三提供的注浆装置结构示意图，如图3所示，本发明实施例三提供了一种注浆装置，采用本发明任意实施例提供的注浆方法进行注浆，该装置适用于抽采孔轴线与水平面的角度大于或等于30度的钻孔情况，其中注浆装置包括封孔套管1、注浆管2和注浆泵3，封孔套管1用于插入到抽采孔4中进行瓦斯抽采，该封孔套管1靠近煤壁5的一端与抽采孔4内壁之间的间隙通过第一封堵物6进行封堵；注浆管2穿过第一封堵物6伸入至抽采孔中4；注浆泵3的浆液输出端与注浆管2相连，用于通过注浆管2向抽采孔4内注入浆液。
开始注浆时，通过注浆泵3向注浆管2内注入浆液，当检测到注浆泵3的压力达到6Mpa时，停止注浆，此时封孔套管1的外壁与抽采孔4之间充满了浆液，浆液冷却凝固，由于选定了最佳的浆液材料配比，减少了封孔水泥浆凝固产生收缩缝的现象。
在封孔套管1远离煤壁5的一端可以连有花管7，所谓花管，即为侧壁上开设有通气孔71的钢管，在进行瓦斯抽采时，瓦斯能够通过通气孔71进入到封孔套管1中，增大了瓦斯的进入面积。进行多次注浆时，当监测到封孔套管1从煤壁5露出的一端开口有浆液流出时，停止注浆，可以认定为此时的状态已经达到第一次注浆要求。流入到封孔套管1中的浆液即可以是抽采孔4中的浆液通过上述通气孔71进入封孔套管1的。
进一步地，在注浆管1上可设置闸阀8，用于控制注浆泵1中浆液的注入和关断。
本发明实施例三提供的注浆装置，通过注浆管向抽采孔内注入最佳配比的浆液，并通过多次注浆的方法有效减少了封孔水泥浆凝固产生收缩缝的现象，封堵了水泥浆收缩缝及钻孔周边围岩裂隙。
实施例四
图4为本发明实施例四提供的注浆装置结构示意图，如图四所示，与实施例三的不同是：该装置适用于抽采孔轴线与水平面的角度小于30度的钻孔情况，该注浆装置在实施例三的基础上，设置封孔套管1远离煤壁5的一端与抽采孔4内壁之间的间隙通过第二封堵物9进行封堵；可以设置第二封堵物9与封孔套管1远离煤壁5的一端端面预留设定的距离，在实际应用中，封孔套管1的长度13-15m，第二封堵物9与封孔套管1远离煤壁5的一端端面预留的距离为2m，再将花管7与封孔套管1相连，从而可以使瓦斯气体有足够的流通面积；该注浆装置还包括返浆管10，返浆管10穿过第一封堵物6伸入至抽采孔中。在实际应用中，将返浆管10的长度设置为尽可能的靠近封孔套管1的远离煤壁5端，注浆管2的长度则保证靠近煤壁5即可，从而能实现浆液的自下向上的注入。
进行多次注浆时，当监测到返浆管10从煤壁5露出的一端开口有浆液流出时，停止注浆，可以认定为此时的状态已经达到第一次注浆要求。
优选的是，返浆管10高于所述注浆管2设置，能使浆液注入的更充分。
具体地，上述第一封堵物6和第二封堵物9可均为聚氨脂。
本发明实施例四提供的注浆装置，通过注浆管向抽采孔内注入最佳配比的浆液，并通过多次注浆的方法有效减少了封孔水泥浆凝固产生收缩缝的现象，封堵了水泥浆收缩缝及钻孔周边围岩裂隙。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种注浆方法，其特征在于，包括：
通过注浆管向抽采孔内注入浆液；其中，所述浆液由425号水泥、水和膨胀剂组成，所述425号水泥、水和膨胀剂的重量比为1∶0.7∶0.1；
当监测到注浆泵的压力等于6MPa时，停止注浆。
2.根据权利要求1所述的注浆方法，其特征在于，通过注浆管向抽采孔内注入浆液包括：
向注浆管内注入浆液，当监测到封孔套管从煤壁露出的一端开口有浆液流出时，或当监测到返浆管从煤壁露出的一端开口有浆液流出时，停止注浆；
一小时后，向注浆管内注入浆液，当监测到注浆泵的压力达到预设的第一门限值时，停止注浆；所述第一门限值的取值范围是4-6Mpa；
一小时后，向注浆管内注入浆液，并继续监测注浆泵的压力。
3.一种注浆装置，采用权利要求1或2所述的注浆方法进行注浆，其特征在于，包括：
封孔套管，用于插入到抽采孔中进行瓦斯抽采，所述封孔套管靠近煤壁的一端与所述抽采孔内壁之间的间隙通过第一封堵物进行封堵；
注浆管，所述注浆管穿过所述第一封堵物伸入至所述抽采孔中；
注浆泵，所述注浆泵的浆液输出端与所述注浆管相连，用于通过所述注浆管向所述抽采孔内注入浆液。
4.根据权利要求3所述的注浆装置，其特征在于：
所述封孔套管远离煤壁的一端与所述抽采孔内壁之间的间隙通过第二封堵物进行封堵；
所述注浆装置还包括返浆管，所述返浆管穿过所述第一封堵物伸入至所述抽采孔中。
5.根据权利要求4所述的注浆装置，其特征在于：所述返浆管高于所述注浆管设置。
6.根据权利要求4或5所述的注浆装置，其特征在于：所述封孔套管远离煤壁的一端连有花管。
7.根据权利要求4或5所述的注浆装置，其特征在于：所述注浆管和所述返浆管上均设置有闸阀。
8.根据权利要求4或5所述的注浆装置，其特征在于：所述第一封堵物和第二封堵物均为聚氨脂。
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