CN103967444A - 瓦斯抽采钻孔两端自堵带压封孔工艺 - Google Patents

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李伍成
陶云奇
李宁
杨程涛
付毅
李宗耀
陈新建
王峰
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Abstract

一种瓦斯抽采钻孔两端自堵带压封孔工艺，利用钻孔内封孔装置、采用两端自堵式带压封孔囊袋注浆封孔方式、使用封孔材料进行抽采钻孔封孔；顺层钻孔封孔段长度为5～8m，穿层钻孔封孔段长度不小于5m。采用本发明封孔成本低廉、封孔气密性高、使用简便、快捷，可实现定位封孔，瓦斯抽采钻孔封孔效率极大提高。从封孔材料、封孔装置和封孔参数对传统封孔工艺带来革新。

Description

瓦斯抽采钻孔两端自堵带压封孔工艺
技术领域
本发明属于煤矿井下瓦斯抽采技术领域，尤其涉及一种瓦斯抽采钻孔封孔工艺及钻孔内封孔装置。
背景技术
近年来，矿井开采向深部发展，一些矿井的开采深度已超过1000 m。随着开采深度的增加，煤层瓦斯含量逐渐增加，煤层瓦斯压力增大，一些低瓦斯矿井或高瓦斯矿井逐步升级为突出矿井，造成瓦斯事故频发，并已成为制约煤矿安全状况好转的瓶颈。因此，瓦斯治理是当前煤矿安全工作的首要任务，该问题亟待解决。
我国瓦斯治理的十二字方针“先抽后采、监测监控、以风定产”反映了煤矿瓦斯防治的客观规律和基本要求，凝聚了血的教训，是煤矿安全生产实践经验的概括和总结。特别是“先抽后采”，对防范瓦斯事故具有釜底抽薪、源头治本的作用，是煤矿安全生产的基础性、关键性措施。所以瓦斯抽采钻孔的封孔工艺随之被广泛关注。但是传统的封孔工艺大多不能实现带压封孔，操作较为繁琐，成本较高，且封孔大多不够严实。
发明内容
本发明所要解决的是传统的封孔工艺自身不能带压、封孔效果差、效率低、工艺复杂等技术问题，从而提供一种瓦斯抽采钻孔封孔工艺及钻孔内封孔装置。
为了解决上述问题采用以下技术方案：一种瓦斯抽采钻孔两端自堵带压封孔工艺，利用钻孔内封孔装置、采用两端自堵式带压封孔囊袋注浆封孔方式、使用封孔材料进行抽采钻孔封孔；顺层钻孔封孔段长度为5～8m，穿层钻孔封孔段长度不小于5m。
所述的钻孔内封孔装置主要由两端自堵式带压封孔囊袋、煤矿用封孔管、注浆管、花管和钢制窗纱组成；钢质窗纱通过扎带包裹在第一根花管管头，两端自堵式带压封孔囊袋套设在煤矿用封孔管上，将注浆管插入两端自堵式带压封孔囊袋，两端自堵式带压封孔囊袋、注浆管、煤矿用封孔管困扎固定在一起。
所述的两端自堵式带压封孔囊袋主要由中间可供封孔浆料透过的封孔段及两端的由两端自封式堵头组成。
所述的自封式堵头是两层袋状结构，封孔段为单层袋状结构。
自封式堵头的外层为较密实的帆布、内层为不允许封孔浆液透过的塑料纸；封孔段为无纺布。
顺层钻孔封孔时，注浆管插入两端自堵式带压封孔囊袋的封孔段中间位置。
下向钻孔封孔时，注浆管插入两端自堵式带压封孔囊袋的封孔段外端位置。
上向钻孔封孔时，注浆管插入两端自堵式带压封孔囊袋的封孔段里端位置。
所述的封孔材料为发泡材料，主要由多异氰酸酯和组合聚醚按照重量份1:1配比而成。
采用本发明封孔成本低廉、封孔气密性高、使用简便、快捷，可实现定位封孔，瓦斯抽采钻孔封孔效率极大提高。从封孔材料、封孔装置和封孔参数对传统封孔工艺带来革新。
附图说明
图1是顺层钻孔两端自堵带压封孔工艺示意图。
图2是穿层钻孔两端自堵带压封孔工艺示意图。
具体实施方式
实施例1：如图1所示，一种瓦斯抽采钻孔两端自堵带压封孔工艺，利用钻孔内封孔装置、采用两端自堵式带压封孔囊袋注浆封孔方式、使用封孔材料进行抽采钻孔封孔。顺层钻孔封孔段长度为5～8m。
钻孔内封孔装置主要由两端自堵式带压封孔囊袋1、煤矿用封孔管、注浆管3、花管和钢制窗纱组成。
施工瓦斯抽采钻孔；用钢质窗纱将第一根花管10管头包裹好并用扎带5捆扎结实；用两端自堵式带压封孔囊袋1套在煤矿用封孔管9上；将注浆管3插至两端自堵式带压封孔囊袋1的封孔段的中间位置；用扎带、12#铁丝或宽透明胶带将两端自堵式带压封孔囊袋1、注浆管3、煤矿用封孔管9一起捆扎结实；将捆扎完好的煤矿用封孔管9连同两端自堵式带压封孔囊袋1一起插入抽采钻孔指定位置；将压风管、气动双液注浆泵6、注浆管3连接完好，开始对两端自堵式带压封孔囊袋进行注浆。注浆结束后，将靠近钻孔口0.5m长度的钻孔用水泥砂浆封堵严实。
两端自堵式带压封孔囊袋主要由中间可供封孔浆料透过的封孔段及两端的由两端自封式堵头组成。自封式堵头是两层袋状结构，封孔段为单层袋状结构。自封式堵头的外层为较密实的帆布、内层为不允许封孔浆液透过的塑料纸；封孔段为无纺布。
所述的封孔材料为发泡材料，主要由多异氰酸酯和组合聚醚按照重量份1:1配比而成。
顺层钻孔封孔工艺：a、顺层钻孔封孔采用两端自堵式带压封孔囊袋注浆封孔方式及新型封孔材料。
b、钻孔施工结束时需将孔内残渣处理干净，封孔前进行试孔，确保封孔段顺畅，以利于顺利下封孔管及封孔。
c、要及时封孔连抽，防止钻孔塌孔导致无法封孔和钻孔内瓦斯涌出引起巷道瓦斯超限。
d、顺层钻孔封孔时，封孔段必须保证在卸压带8宽度以里，顺层钻孔封孔深度建议为18m，封孔段长度按设计的长度3m和5m两种。
e、每个煤层2顺层钻孔使用封孔管21m，共7根封孔管，每根长3m。第一根封孔管为花管，且封孔管管头必须用钢质窗纱进行包裹并用扎带捆扎完好，每根封孔管连接处必须涂抹密封胶以确保不漏气。
f、将两端自堵式带压封孔囊袋套在封孔管上并用扎带或宽透明胶带将两端自堵式带压封孔囊袋里端口捆扎结实，两端自堵式带压封孔囊袋最里端原则上与第一根封孔管的花孔段留有一定(0.5m以上)距离。
g、将注浆管插入两端自堵式带压封孔囊袋内，注浆管出口插至两端自堵式带压封孔囊袋中间位置后，用扎带或宽透明胶带将两端自堵式带压封孔囊袋、注浆管和封孔管一起捆扎结实。
h、将捆扎好的封孔管连同两端自堵式带压封孔囊袋一起插入抽采钻孔内，要求两端自堵式带压封孔囊袋的外端送至卸压带宽度以里位置，注浆管外漏距孔口长度0.3~0.5m之间，且在孔口处与封孔管捆扎结实。
i、采用煤矿用气动双液注浆泵将配制好的新型封孔材料，按环空和膨胀系数换算出的注入量注入两端自堵式带压封孔囊袋内，使其在两端自堵式带压封孔囊袋内充分混合膨胀，并使中间渗出囊袋的封孔材料与钻孔煤壁充分融合。新型封孔材料主要由多异氰酸酯和组合聚醚按照重量份1:1配比而成。
j、为提高封孔效果，确保封孔质量，将靠近钻孔口0.5m长度的钻孔用水泥砂浆封堵严实。
k、待封孔材料膨胀凝固4小时后，及时联管进行抽放。
实施例2：如图2所示，一种瓦斯抽采钻孔两端自堵带压封孔工艺，利用钻孔内封孔装置、采用两端自堵式带压封孔囊袋注浆封孔方式、使用封孔材料进行抽采钻孔封孔。穿层钻孔封孔段长度不小于5m。
钻孔内封孔装置、封孔材料同实施例1。
穿层钻孔封孔工艺：a、穿层钻孔封孔采用两端自堵式带压封孔囊袋式注浆封孔方式及新型封孔材料。
b、钻孔施工完成后确认岩层7上的钻孔深度及煤层2上的煤孔段长度，用压风进行扫孔，并及时封孔连抽。
c、穿层钻孔封孔时，两端自堵式带压封孔囊袋的封孔段长度不小于5m，当岩孔段长度小于15m时，封孔深度应达到煤岩交界处；当岩孔段长度大于15m时，封孔深度不得小于15m。
d、第一根封孔管为花管，封孔前，第一根封孔管管头必须用钢质窗纱进行包裹并用扎带捆扎完好，每根封孔管连接处必须涂抹密封胶连接牢固，以确保不漏气；
e、将两端自堵式带压封孔囊袋套在封孔管上并用扎带或宽透明胶带将两端自堵式带压封孔囊袋里端口捆扎结实，两端自堵式带压封孔囊袋最里端原则上与第一根封孔管的花孔段留有一定(0.5m以上)距离。
f、将注浆管插入两端自堵式带压封孔囊袋内，底板穿层钻孔封孔时，注浆管出口插至距两端自堵式带压封孔囊袋里端口0~0.5m位置；顶板穿层钻孔封孔时，注浆管出口插至距两端自堵式带压封孔囊袋外端口0~0.5m位置；用扎带或宽透明胶带将两端自堵式带压封孔囊袋、注浆管和封孔管一起捆扎结实。
g、将捆扎好的封孔管连同两端自堵式带压封孔囊袋一起插入抽采钻孔内，根据钻孔深度的不同，要求两端自堵式带压封孔囊袋的内端送至煤岩交界处或距孔口15m以上位置，注浆管外漏距孔口长度0.3—0.5m之间，且在孔口处与封孔管捆扎结实。
h、采用煤矿用气动双液注浆泵将配制好的新型封孔材料按环空和膨胀系数换算出的注入量注入两端自堵式带压封孔囊袋内，使其在囊袋内充分混合膨胀，并使中间渗出两端自堵式带压封孔囊袋的封孔材料与钻孔壁充分融合。新型封孔材料主要由多异氰酸酯和组合聚醚按照重量份1:1配比而成。
i、为提高封孔效果，确保封孔质量，将靠近钻孔口0.5m长度的钻孔用水泥砂浆封堵严实。
j、待封孔材料膨胀凝固4小时后，及时联管进行抽放。

Claims (9)

1.一种瓦斯抽采钻孔两端自堵带压封孔工艺，其特征是：利用钻孔内封孔装置、采用两端自堵式带压封孔囊袋注浆封孔方式、使用封孔材料进行抽采钻孔封孔；顺层钻孔封孔段长度为5～8m，穿层钻孔封孔段长度不小于5m。
2.根据权利要求1所述的瓦斯抽采钻孔两端自堵带压封孔工艺，其特征是：所述的钻孔内封孔装置主要由两端自堵式带压封孔囊袋、煤矿用封孔管、注浆管、花管和钢制窗纱组成；钢质窗纱通过扎带包裹在第一根花管管头，两端自堵式带压封孔囊袋套设在煤矿用封孔管上，将注浆管插入两端自堵式带压封孔囊袋，两端自堵式带压封孔囊袋、注浆管、煤矿用封孔管困扎固定在一起。
3.根据权利要求2所述的瓦斯抽采钻孔两端自堵带压封孔工艺，其特征是：所述的两端自堵式带压封孔囊袋主要由中间可供封孔浆料透过的封孔段及两端的由两端自封式堵头组成。
4.根据权利要求3所述的瓦斯抽采钻孔两端自堵带压封孔工艺，其特征是：所述的自封式堵头是两层袋状结构，封孔段为单层袋状结构。
5.根据权利要求4所述的瓦斯抽采钻孔两端自堵带压封孔工艺，其特征是：自封式堵头的外层为较密实的帆布、内层为不允许封孔浆液透过的塑料纸；封孔段为无纺布。
6.根据权利要求2所述的瓦斯抽采钻孔两端自堵带压封孔工艺，其特征是：顺层钻孔封孔时，注浆管插入两端自堵式带压封孔囊袋的封孔段中间位置。
7.根据权利要求2所述的瓦斯抽采钻孔两端自堵带压封孔工艺，其特征是：下向钻孔封孔时，注浆管插入两端自堵式带压封孔囊袋的封孔段外端位置。
8.根据权利要求2所述的瓦斯抽采钻孔两端自堵带压封孔工艺，其特征是：上向钻孔封孔时，注浆管插入两端自堵式带压封孔囊袋的封孔段里端位置。
9.根据权利要求1所述的瓦斯抽采钻孔两端自堵带压封孔工艺，其特征是：所述的封孔材料为发泡材料，主要由多异氰酸酯和组合聚醚按照重量份1:1配比而成。
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