CN103161443A

CN103161443A - 用于瓦斯抽采钻孔的探封一体化方法及装置

Info

Publication number: CN103161443A
Application number: CN2013101228928A
Authority: CN
Inventors: 王鑫鑫; 于少博; 刘茂喜
Original assignee: China University of Mining and Technology CUMT
Current assignee: China University of Mining and Technology CUMT
Priority date: 2013-04-10
Filing date: 2013-04-10
Publication date: 2013-06-19
Anticipated expiration: 2033-04-10
Also published as: CN103161443B

Abstract

本发明公开了一种用于瓦斯抽采钻孔的探封一体化方法及装置，该方法利用探测仪上的标尺记录孔口到煤体破碎区末端的距离；之后越过煤体破碎区在裂隙区内探测，发现第一条裂隙后，记录该裂隙位置，然后继续向内探测，开始瓦斯抽采，当瓦斯抽采浓度小于16%时进行二次封孔，从内向外封堵裂隙，然后经送料管向密闭空腔内输送粉料，停止输送粉料释放气囊内的气体，直至气囊移动至煤体破碎区后，不再封堵。二次封孔完成可准确定位煤体破碎区和裂隙区位置，从而合理地设置一次封孔段和二次封孔的范围，避免了一次封孔段设置不科学引起的漏气等问题，克服了传统方法可能在煤体破碎区输送粉料导致粉料浪费的缺点。操作方便，封堵裂隙效果好。

Description

用于瓦斯抽采钻孔的探封一体化方法及装置

技术领域

本发明涉及一种用于瓦斯抽采钻孔的封堵方法。

背景技术

瓦斯灾害严重威胁煤矿安全生产，通过钻孔抽采瓦斯是治理瓦斯灾害的根本措施。然而，钻孔区域存在漏气裂隙，空气经裂隙进入钻孔，严重影响了瓦斯抽采效果。

中国专利说明书公开了“提高煤层钻孔瓦斯抽采浓度的二次封孔方法”（专利申请号200810023609.5），该专利技术将粉料颗粒输送至钻孔周边裂隙中来堵塞漏气通道。

开挖巷道会使巷道壁面的煤体呈松散破碎状态，若在该松散破碎范围内输送粉料，粉料会被吹送到煤壁外。上述专利技术具有以下不足之处：进行一次封孔时，并未探测裂隙区位置，可能误将一次封孔段设置在裂隙区内，导致钻孔漏气严重；进行二次封孔时，可能向煤体破碎区内输送粉料，致使粉料浪费；盲目向较大空间内输送粉料，没有针对性，所需的输送压力大。

发明内容

为了克服原二次封孔方法的不足之处，本发明提供一种用于瓦斯抽采钻孔的探封一体化方法，该方法能准确定位煤体破碎区和裂隙区，并在较小空间内针对裂隙输送粉料，为达此目的，本发明还将提供一种专用装置。

本发明的技术方案是：

a. 利用钻孔探测仪探杆上的摄像头，从孔口向内逐步探测钻孔壁面，首先根据煤体的破碎状态，确定煤体破碎区范围，利用探测仪上的标尺，记录孔口到煤体破碎区末端的距离；之后越过煤体破碎区在裂隙区内探测，发现第一条裂隙后，记录该裂隙位置，然后继续向内探测，若在某条裂隙后方3m—5m范围内未发现新裂隙，则将该条裂隙之后1m—2m处定为一次封孔段起点，一次封孔段长3m—5m；

b.开始瓦斯抽采，当瓦斯抽采浓度小于16%时，进行二次封孔，将套管套装在抽采管上，套管上固定有气囊，送料管穿过固定件和气囊前端的圆孔，被固定在固定件上；利用可伸缩圆杆，将套管移动至一次封孔段；

c. 从内向外封堵裂隙，将套管上的气囊移动至记录的裂隙位置，使气囊膨胀形成密闭空腔，然后经送料管向密闭空腔内输送粉料，当送料管上的压力表示数达到0.1MPa后，停止输送粉料，释放气囊内的气体，重复前述的将套管上的气囊移动至记录的裂隙位置及以后的步骤，直至气囊移动至煤体破碎区后，不再封堵，将套管取下，二次封孔完成。

本发明的专用装置包括套管，套管长4m—5m，直径比抽采管直径大2mm—3mm, 从前到后套管上依次固定有可伸缩圆杆、固定件和气囊，可伸缩圆杆上标有长度刻度，固定件上有圆孔与送料管固连，气囊末端距套管末端0.5m—1m，气囊前端及后端膨大，中部狭小，前端与后端均长0.5m—0.8m，气囊前端有圆孔，中部与一段圆筒紧密粘连，圆筒长1m—2m,内径比套管外径大4mm—5mm，该圆筒可以限定气囊中部的形状。

本发明的优点：可准确定位煤体破碎区和裂隙区位置，从而合理地设置一次封孔段和二次封孔的范围，避免了一次封孔段设置不科学引起的漏气等问题，也克服了传统方法可能在煤体破碎区输送粉料导致粉料浪费的缺点。本方法首先定位裂隙，之后有针对性地在较小空间内输送粉料，可减小输送压力，提高输送效率。本方法及装置简单，操作方便，封堵裂隙效果好。

附图说明

图1是本发明的探采一体化方法及装置示意图。

图中：A.煤体破碎区，B.裂隙区，C.裂隙稀疏区；1.压力表，2.可伸缩圆杆，3.送料管，4.软管，5.固定件，6.圆筒，7.密闭空腔，8.气囊，8a.前端，8b.中部，8c.后端，9.套管，10.抽采管，11.一次封孔段。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步的描述。

由于开挖巷道过程对煤体的破坏作用，在靠近巷道壁面区域会形成煤体破碎区A，该区域煤体呈松散破碎状态，裂纹长度较小；由于打钻对煤体的破坏，在破碎区A后部存在裂隙区B，该区域裂隙长度较长；裂隙区B后方的煤层所受压力大，煤体致密，因此裂隙很少，为裂隙稀疏区C。裂隙区B范围内的各条裂隙之间往往相隔一段距离，因此有必要探测各条裂隙的位置，之后有针对性的封堵。利用钻孔探测仪探杆上的摄像头，从孔口向内逐步探测钻孔壁面，首先根据煤体的破碎状态，确定煤体破碎区A的范围，利用探测仪上的标尺，记录孔口到煤体破碎区A末端的距离；之后越过煤体破碎区A在裂隙区B内探测，发现第一条裂隙后，记录该裂隙位置，然后继续向内探测，若在某条裂隙后方3m—5m范围内未发现新裂隙，则将该条裂隙之后1m—2m处定为一次封孔段11起点，一次封孔段11长3m—5m。

用聚氨酯封孔材料在设定的位置形成一次封孔段11，之后开始瓦斯抽采，当瓦斯抽采浓度小于16%时，开始二次封孔。将套管9套装在抽采管10上，套管9上固定有气囊8，将送料管3穿过固定件5和气囊前端8a的圆孔固定在固定件5上；利用可伸缩圆杆2移动套管9至一次封孔段11，之后根据可伸缩圆杆2上的长度刻度，从内向外封堵裂隙，将套管9上的气囊8移动至记录的裂隙位置；向气囊8内充气，使气囊8膨胀形成密闭空腔7，然后经送料管3向密闭空腔7内输送粉料，当送料管3上的压力表1示数达到0.1MPa，说明粉料已将裂隙封堵好，停止输送粉料；释放气囊8内的气体，使气囊8泄压收缩，重复前面所述的将套管9上的气囊8移动至记录的裂隙位置及之后的步骤，封堵外侧裂隙；直至气囊8移动至破碎区A后，不再封堵，将套管9从抽采管10取下，二次封孔完成。

本发明的用于瓦斯抽采钻孔的探封一体化的装置包括套管9，套管9长4m—5m，直径比抽采管10直径大2mm—3mm。从前到后套管9上依次固定有可伸缩圆杆2、固定件5和气囊8。可伸缩圆杆2长度可调，可伸缩圆杆2上标有长度刻度。固定件5上有圆孔与送料管3固连，送料管3上设有压力表1。气囊8末端距套管9末端0.5m—1m，气囊前端8a及后端8c膨大，中部8b狭小。前端8a与后端8c均长0.5m—0.8m。气囊前端8a上有圆孔，中部8b与一段圆筒6紧密粘连。圆筒6长1m—2m，内径比套管9外径大4mm—5mm。该圆筒6可以限定气囊8中部的形状，防止气囊中部8b过度膨胀，占用密闭空间7。

Claims

1.一种用于瓦斯抽采钻孔的探封一体化方法，其特征在于：

a.利用钻孔探测仪探杆上的摄像头，从孔口向内逐步探测钻孔壁面，首先根据煤体的破碎状态，确定煤体破碎区范围，利用探测仪上的标尺，记录孔口到煤体破碎区末端的距离；之后越过煤体破碎区在裂隙区内探测，发现第一条裂隙后，记录该裂隙位置，然后继续向内探测，若在某条裂隙后方3m—5m范围内未发现新裂隙，则将该条裂隙之后1m—2m处定为一次封孔段起点，一次封孔段长3m—5m；

c.从内向外封堵裂隙，将套管上的气囊移动至记录的裂隙位置，使气囊膨胀形成密闭空腔，然后经送料管向密闭空腔内输送粉料，当送料管上的压力表示数达到0.1MPa后，停止输送粉料，释放气囊内的气体，重复前述的将套管上的气囊移动至记录的裂隙位置及以后的步骤，直至气囊移动至煤体破碎区后，不再封堵，将套管取下，二次封孔完成。

2.一种权利要求1所述的用于瓦斯抽采钻孔的探封一体化方法的专用装置，其特征在于：该装置包括套管，套管长4m—5m，直径比抽采管直径大2mm—3mm, 从前到后套管上依次固定有可伸缩圆杆、固定件和气囊，可伸缩圆杆上标有长度刻度，固定件上有圆孔与送料管固连，气囊末端距套管末端0.5m—1m，气囊前端及后端膨大，中部狭小，前端与后端均长0.5m—0.8m，气囊前端有圆孔，中部与一段圆筒紧密粘连，圆筒长1m—2m,内径比套管外径大4mm—5mm，该圆筒可以限定气囊中部的形状。