CN103775120A - 一种上行瓦斯抽采钻孔钻屑封孔方法 - Google Patents

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Abstract

一种上行瓦斯抽采钻孔钻屑封孔方法，在煤体上向上施工一个大钻孔，退钻后将总长度为14m、直径为的PVC套管插入到大钻孔中，使得PVC套管内端距离孔底1.5米，在PVC套管的两端用固定架固定，在大钻孔孔口端的PVC套管与大钻孔的之间用聚氨酯封堵；然后沿大钻孔内继续向里钻进施工一小钻孔，钻进过程中排出的钻屑由于重力作用落至PVC套管与大钻孔壁面之间的空隙内，自动填充压实了PVC套管与大钻孔壁面之间的空隙，实现了钻进封孔一体化。小钻孔钻进到预定位置后，将钻杆完全退出，在PVC套管外端通过一变径接头与瓦斯抽采管连接，完成整个封孔过程。本发明设计合理，操作便捷，过程简单，利用钻进过程排出的钻屑即可完成封孔过程，降低了封孔成本，提高了封孔效率。

Description

一种上行瓦斯抽采钻孔钻屑封孔方法
技术领域
本发明涉及一种封孔方法，尤其是一种适用于煤矿井下的上行瓦斯抽采钻孔钻屑封孔方法。
背景技术
我国大部分煤矿均为有瓦斯涌出的矿井，全国煤矿的年瓦斯涌出量在100亿m3以上。随着开采深度的不断增加，地应力与瓦斯压力不断增大，瓦斯涌出量不断加大，煤与瓦斯突出危险也不断增加，瓦斯事故已成为我国煤矿灾害中危害最大的自然灾害之一。
在治理煤矿瓦斯问题的过程中，瓦斯抽采是最有效的措施之一。从20世纪50年代开始，我国就将瓦斯抽放作为治理煤矿瓦斯灾害的重要措施，并在高瓦斯和突出矿井推广。经过几十年的发展，我国的瓦斯抽放技术已经取得了很大的进步，在预防煤矿瓦斯事故过程中发挥着非常重要的作用。
而打好钻孔后一般都要求对钻孔进行密封，钻孔密封是保持孔内负压的关键因素。封孔质量的好坏直接影响钻孔抽采效率，而影响封孔质量最主要的因素是封孔材料和封孔工艺。
目前我国煤矿用于瓦斯抽采主要的封孔材料主要有聚氨酯、水泥砂浆、封孔器等，均存在不同程度的问题。聚氨酯封孔时，渗透性能差，流动性差，不能封堵钻孔周围的孔裂隙，且属于可燃材料，易造成火灾；使用水泥砂浆封孔，易收缩开裂，凝固时间长，操作复杂；封孔器封孔时，对钻孔形成条件要求高，送入孔内难度大。且三种封孔材料价格高昂，造成封孔成本高。
目前我国煤矿用于瓦斯抽采所采用的封孔工艺主要有封孔器封孔、充填材料封孔。封孔器封孔需要将封孔器送入孔内，对胶囊持续加压产生径向膨胀从而密封钻孔；充填材料封孔主要通过手工搅拌混合多种化学浆液，搅拌后利用棉布、塑料袋等附着物进行吸附并包裹在瓦斯抽采管道上，随瓦斯抽采管道一起插入抽采孔。或通过注浆泵直接注入抽采孔。两种工艺操作复杂，过程繁琐，需要较大的人力、物力，封孔效率低。
发明内容
技术问题：本发明的目的是针对已有技术中存在封孔成本高、封孔效率低等问题，提供一种操作便捷、低成本、高效率的上行瓦斯抽采钻孔封孔方法。
技术方案：本发明的上行瓦斯抽采钻孔钻屑封孔方法，包括如下步骤：
a.在煤体上向上施工一个孔深为15m、孔径为
Figure BDA0000458849110000011
的大钻孔；
b.退钻后，将总长度为14m，直径为的PVC套管插入到大钻孔中，在大钻孔（8）中的PVC套管的前部和后部安装固定架，进入大钻孔中的PVC套管内端距离孔底1.5米；
c.用聚氨酯对大钻孔孔口端的PVC套管与大钻孔之间的空隙进行封堵；
d.沿大钻孔孔底向内继续施工孔径为
Figure BDA0000458849110000021
的小钻孔，保证小钻孔与大钻孔同心，钻进过程中排出的钻屑落至PVC套管与大钻孔壁面之间的空隙内，自动充填并压实PVC套管与大钻孔之间的空隙；
e.小钻孔钻进到预定位置后，将钻杆退出，在PVC套管外露端用变径接头与瓦斯抽采管连接，完成整个封孔过程。所述的固定架由铁环、成120°分布焊接在铁环上的三个铁架脚组成，铁脚架垂直于铁环表面。
所述设在PVC套管的前部的固定架距离PVC套管内端口1m，设在PVC套管的后部的固定架距离大钻孔孔口0.5m。
有益效果：由于采用上述技术方案，本发明运用钻进的排出的钻屑自动完成封孔过程，自动填充压实了PVC套管与大钻孔壁面之间的空隙，实现了钻进封孔一体化。小钻孔钻进到预定位置后，将钻杆完全退出，在PVC套管外端通过一变径接头与瓦斯抽采管连接，完成整个封孔过程。本发明设计合理，操作简单便捷，封孔时间短，效率高，封孔成本低，封孔效果好，具有广泛的实用性。
附图说明
图1是本发明的上行瓦斯抽采钻孔钻屑封孔方法的实施例示意图。
图2是图1的A-A剖面图。
图3是图1的B-B剖面图。
图4是图1的C-C剖面图。
图1中：1－瓦斯抽采管，2－变径接头，3－聚氨酯，4－PVC套管，5－固定架，6－钻屑，7－管螺纹，8－大钻孔，9－小钻孔，10－铁环，11－铁架脚。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作进一步的描述：
在图1中，本发明的上行瓦斯抽采钻孔钻屑封孔方法，包括瓦斯抽采管1、PVC套管4、固定架5、封堵在PVC套管4外端与大钻孔8孔口之间的聚氨酯3。所述的固定架5由铁环10、成120°分布焊接在铁环10上的三个铁架脚11组成，铁脚架11垂直于铁环10表面。首先在煤层向上施工一个孔深为15m，孔径为
Figure BDA0000458849110000022
的大钻孔8；大钻孔8完成后退钻，将由多根组成、总长度为14m，直径为
Figure BDA0000458849110000023
的PVC套管4插入到大钻孔8中，在大钻孔8中的PVC套管4的前部和后部各安装一个固定架5，具体做法是，先将两个固定架5用密封胶粘结在两根PVC套管4的中部，将1根装有固定架5的PVC套管送入到大钻孔8中，用第2根未安装固定架5的PVC套管通过管螺纹7连接在第1根PVC套管的外端，继续送入到大钻孔8中，依次将达到总长度的多根未安装固定架5的PVC套管送入大钻孔8中，最后，将另一根装有固定架5的PVC套管按以上方法送入到大钻孔8中，使外端口露出煤壁距离0.5m，进入大钻孔8中的PVC套管4内端距离孔底1.5米；采用聚氨酯3对大钻孔8孔口端的PVC套管4与大钻孔8之间的空隙进行封堵；封堵时先用手挤压聚氨酯反应袋，待材料充分混合后，用棉布包裹着送入到大钻孔8与PVC套管4之间处，且距离大钻孔8孔口0.5米位置。待聚氨酯反应袋反应结束后，再在大钻孔8孔底内继续向里施工孔径为
Figure BDA0000458849110000031
的小钻孔9，保证小钻孔9与大钻孔8同心，在施工过程中，打钻排出的钻屑6由于重力作用落在PVC套管内壁4与大钻孔8之间的空隙内，自动填充并压实PVC套管4与
Figure BDA0000458849110000032
的大钻孔8之间的空隙；小钻孔9钻进到预定位置后，将钻杆完全退出，用井下压风机将PVC套管内部的钻屑吹净，在PVC套管4外端通过一变径接头2将PVC套管4与瓦斯抽采管1相连接，完成整个封孔过程。

Claims (3)

1.一种上行瓦斯抽采钻孔钻屑封孔方法，包括采用瓦斯抽采管（1）、PVC套管（4），其特征在于包括如下步骤：
a.在煤体上向上施工一个孔深为15m、孔径为
Figure FDA0000458849100000011
的大钻孔（8）；
b.退钻后，将总长度为14m，直径为
Figure FDA0000458849100000012
的PVC套管（4）插入到大钻孔（8）中，在大钻孔（8）中的PVC套管（4）的前部和后部安装固定架（5），进入大钻孔（8）中的PVC套管（4）内端距离孔底1.5米；
c.用聚氨酯（3）对大钻孔（8）孔口端的PVC套管（4）与大钻孔（8）之间的空隙进行封堵；
d.沿大钻孔（8）孔底向内继续施工孔径为
Figure FDA0000458849100000013
的小钻孔（9），保证小钻孔（9）与大钻孔（8）同心，钻进过程中排出的钻屑（6）落至PVC套管（4）与大钻孔（8）壁面之间的空隙内，自动充填并压实PVC套管（4）与大钻孔（8）之间的空隙；
e.小钻孔（9）钻进到预定位置后，将钻杆退出，在PVC套管（4）外露端用变径接头（2）与瓦斯抽采管（1）连接，完成整个封孔过程。
2.根据权利要求1所述的上行瓦斯抽采钻孔钻屑封孔方法，其特征在于：所述的固定架（5）由铁环（10）、成120°分布焊接在铁环（10）上的三个铁架脚（11）组成，铁脚架（11）垂直于铁环（10）表面。
3.根据权利要求1所述的上行瓦斯抽采钻孔钻屑封孔方法，其特征在于：所述设在PVC套管（4）的前部的固定架（5）距离PVC套管（4）内端口1m，设在PVC套管（4）的后部的固定架（5）距离大钻孔（8）孔口0.5m。
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