CN104389587A - 一种煤层瓦斯压力快速测定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种煤层瓦斯压力快速测定方法，其特征是将测压钻孔的测定工作划分为两个阶段：第一阶段是在测压位置实施大直径钻孔，在大直径钻孔中下套管，连同套管、大直径钻孔以及围岩微裂隙带压注浆使其密实；第二阶段是在套管中再次钻孔形成穿入煤层中的测压孔，取出钻杆，利用原套管直接进行煤层瓦斯测压。本发明将注浆料在高压作用下注入钻孔周围煤岩体的裂隙群、钻孔和套管内，提高了钻孔周边的密实性，大大降低了岩层中裂隙水的涌出，使钻孔内的漏风量和出水量明显减少，尤其是针对松软煤系地层实现了快速准确测定煤层瓦斯压力的发明目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种煤层瓦斯压力快速测定方法，更具体地说是一种对于煤矿低透气性煤层通过在岩体中穿层钻孔进而测定瓦斯压力的方法。
背景技术
矿井瓦斯事故是煤矿中最严重的自然灾害之一，煤层瓦斯压力是瓦斯涌出和突出的动力，是煤体瓦斯含量多少的标志，也是煤与瓦斯突出危险性的一个主要参数。准确测定煤层瓦斯压力对矿井有效而合理地制定瓦斯防治措施、预测预报煤与瓦斯突出的危险性，都具有重要意义。
目前，国内外测定煤层瓦斯压力都是从岩巷向煤层打钻孔，测压过程中的封孔方法包括黄泥或水泥砂浆封孔、聚胺脂封孔、胶囊或胶圈封孔、胶圈-压力粘液封孔等，但已有的封孔方法共同存在着操作复杂的问题，其封孔质量难以长时间保证，且缺乏灵活性。目前常用的封孔器封孔、胶囊或胶圈封孔、胶圈-压力粘液封孔等封孔法虽然封孔工艺简单、其封孔器能重复使用，但封孔成本高、对封孔段的钻孔质量要求相当严格，要求钻孔的孔壁光滑、规则，钻孔无变形、无塌孔现象等。也正是因此，这类方法仅适于封孔段岩层坚硬致密的情况。
对于封孔段岩层为松软砂岩、钻孔周围存在微裂隙或直接在煤层打测压钻孔时，封孔物不能严密封闭钻孔周边的裂隙，容易漏气，同时封孔深度不够，达不到要求，用固体物或粘液封孔则难以有效封堵。而常规的封孔测压方法，准备工作量大，封孔工作涉及人员多，时间长，质量难以保证。测出的瓦斯压力值往往低于真实的煤层瓦斯压力。这样会导致错误的技术判断，极易造成事故隐患。一直以来，在松软煤系地层中如何封孔快速测压才能使测出的压力值真实可靠，是一个有待解决的技术问题。
发明内容
本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种煤层瓦斯压力快速测定方法，以便针对松软煤系地层实现快速封孔测压。
本发明为解决技术问题采用如下技术方案：
本发明煤层瓦斯压力快速测定方法的特点是将测压钻孔的测定工作划分为两个阶段：第一阶段是在测压位置实施大直径钻孔，在大直径钻孔中下套管，连同套管、大直径钻孔以及围岩微裂隙实施例带压注浆使其密实；第二阶段是在套管中再次钻孔形成穿入煤层中的测压孔，利用测量压孔直接进行煤层瓦斯测压。
本发明煤层瓦斯压力快速测定方法的特点是按如下过程操作：
步骤1，利用钻杆向煤岩体中钻孔施工直至达到煤层的层面，形成大直径钻孔，取出钻杆并向所述大直径钻孔下入套管至孔底，同时下入两根注浆管，在所述套管与大直径钻孔之间形成有环形腔，所述注浆管位于所述环形腔中；
步骤2，采用快干水泥或聚氨酯对所述大直径钻孔在孔口部进行封堵形成封口；利用高压软管将所述注浆管与高压注浆泵相连通，将水泥砂浆在搅拌池中混合均匀后，打开闸阀，通过两根注浆管注入，实现双翼注浆，使所述大直径钻孔、位于大直径钻孔周边的裂隙群以及所述套管均由水泥砂浆注实，完成第一次封堵；
步骤3，利用钻杆向所述套管中施工钻孔直至穿透煤层至岩层500mm，取出钻杆即形成测压孔；
步骤4，将测压表安装在套管的出口法兰盘上，实现测压。
本发明煤层瓦斯压力快速测定方法的特点还在于：
所述大直径钻孔是直径为127mm的钻孔，所述测压孔的直径为73mm，所述套管的直径为108mm。
所述高压注浆泵的注浆压力不低于6Mpa。
本发明方法是为实施快速测压，由于钻孔周围煤岩体具有一定的裂隙，特别是在松软煤岩层条件下钻孔周边煤岩体的裂隙更加扩展、发育，测压时，空气、水会通过裂隙进入测压钻孔，从而影响瓦斯压力的准确测定。本发明通过向钻孔周围裂隙群、大直径钻孔及套管内灌注注浆料并注实，以封堵钻孔周围的裂隙，减少漏气，减少钻孔涌水，再在套管内用小直径钻头施工钻孔穿过煤层，取出钻杆，实现立即测定煤层瓦斯压力，达到快速准确测压的效果。与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：
1、本发明通过将注浆料在高压作用下注入钻孔周围煤岩体的裂隙群、钻孔和套管内，增加了裂隙内气体的流动阻力，阻隔了外界空气的进入，提高了钻孔周边的密实性，大大降低了岩层中裂隙水的涌出，使钻孔内的漏风量和出水量明显减少，尤其是针对松软煤系地层实现了快速准确测定煤层瓦斯压力的发明目的。
2、本发明在钻孔穿过煤层拆除钻杆后随即可测定煤层瓦斯压力，避免了再下测压管再次封孔的延时而影响测压的时间和准确性。
3、本发明解决了测压钻孔周边煤岩体裂隙发育而导致测压钻孔漏气、煤岩体裂隙水进入测压钻孔影响测压的准确性的问题；解决了多次封孔耗时长、人员多、成本高、煤层透气性低瓦斯衰减快而测不准或测不出压力的问题。
4、本发明方法应用在煤层钻孔中封孔测压，也能用于岩石巷道施工的钻孔中封孔测压，实现钻孔揭煤后立即测压。
附图说明
图1为本发明方法中钻孔断面示意图；
图2为本发明方法实施钻孔示意图；
图3为本发明方法实施测压示意图。
图中标号：1煤岩体、2裂隙圈范围、3裂隙群、4大直径钻孔、5套管、6测压孔、7煤层、8闸阀、9水泥砂浆、10高压注浆泵、11搅拌池、12巷道、13测压表、14注浆管、15封口、16高压软管、17法兰盘。
具体实施方式
参见图1、图2和图3，本实施例中煤层瓦斯压力快速测定方法是按如下过程操作：
步骤1：在巷道12中利用钻杆向煤岩体1中钻孔施工直至达到煤层7的层面，形成大直径钻孔4，取出钻杆并向大直径钻孔4下入套管5至孔底，同时下入两根注浆管14，在套管5与大直径钻孔4之间形成有环形腔，注浆管14位于环形腔中；套管5是直径为108mm的钢管，在钢管的尾部焊接有法兰盘。
步骤2，采用快干水泥或聚氨酯对大直径钻孔4在孔口部进行封堵形成封口15；再利用高压软管16将注浆管14与高压注浆泵10相连通，将水泥砂浆9在搅拌池11中混合均匀后，打开闸阀8，通过两根注浆管14注入，实现双翼注浆，使所述大直径钻孔4、位于大直径钻孔4周边的裂隙群3以及所述套管5均由水泥砂浆9注实，形成图1所示的裂隙圈范围2内的裂隙注实，完成第一次封堵。
注浆管为两根Φ1寸的无缝钢管，长为2m，外口加工成外丝扣，其中一根作为备用或两根同时进行双翼注浆，外口均带有阀门和高压胶管快速接头，以便和注浆泵10相连；在用注浆泵10向钻孔内注浆时，若是仅用一根注浆管注浆，需要将另一根注浆管闷上，待浆液从套管5的管口流出时，停注一分钟后再次进行注浆，待浆液再次从套管5管口流出时，用准备好的法兰盘17盖板将套管5的管口闷上，再向钻孔内注浆直至不能再注为止，以使明浆液将钻孔周围的裂隙注实。
步骤3，待注浆料凝固后，打开套管5管口的法兰盘盖板，将钻机对准套管5的位置和角度，利用钻杆向套管5中钻孔施工直至穿入煤层7的层内以内500mm，取出钻杆即形成测压孔6。
步骤4，将带有法兰盘17的测压表13利用法兰盘17安装在套管5的出口法兰盘上，实现测压。
具体实施中：
大直径钻孔4是直径为127mm的钻孔，测压孔6的直径为73mm，套管5的直径为108mm；高压注浆泵10的注浆压力不低于6Mpa。
选择封孔材料为快干水泥或聚胺脂，其凝结速度快、封孔简单，钻孔口封孔是为后阶段注浆封孔创造条件，其封孔长度为0.5～1m，钻孔长度需根据煤层赋存情况确定，钻孔穿过所测压煤层顶板或底板0.5m。
钻孔周围煤岩体具有一定的裂隙，特别是在松软煤岩层条件下钻孔周边煤岩体的裂隙更加扩展、发育，测压时，空气、水会通过裂隙进入测压钻孔，从而影响瓦斯压力的准确测定，本实施例中采用注浆料注实钻孔周围裂隙群、注实第一次施工的大直径钻孔及套管，以封堵钻孔周围的裂隙，减少漏气，减少钻孔涌水，再在套管内用小直径钻头施工穿过煤层，取出钻杆，实现立即测定煤层瓦斯压力，达到快速准确测压的效果。
Claims (4)
1.一种煤层瓦斯压力快速测定方法，其特征是将测压钻孔的测定工作划分为两个阶段：第一阶段是在测压位置实施大直径钻孔，在大直径钻孔中下套管，连同套管、大直径钻孔以及围岩微裂隙实施例带压注浆使其密实；第二阶段是在套管中再次钻孔形成穿入煤层中的测压孔，利用测量压孔直接进行煤层瓦斯测压。
2.根据权利要求1所述的煤层瓦斯压力快速测定方法，其特征是按如下过程操作：
步骤1，利用钻杆向煤岩体(1)中钻孔施工直至达到煤层(7)的层面，形成大直径钻孔(4)，取出钻杆并向所述大直径钻孔(4)下入套管(5)至孔底，同时下入两根注浆管(14)，在所述套管(5)与大直径钻孔(4)之间形成有环形腔，所述注浆管(14)位于所述环形腔中；
步骤2，采用快干水泥或聚氨酯对所述大直径钻孔(4)在孔口部进行封堵形成封口(15)；利用高压软管(16)将所述注浆管(14)与高压注浆泵(10)相连通，将水泥砂浆(9)在搅拌池(11)中混合均匀后，打开闸阀(8)，通过两根注浆管(14)注入，实现双翼注浆，使所述大直径钻孔(4)、位于大直径钻孔(4)周边的裂隙群(3)以及所述套管(5)均由水泥砂浆(9)注实，完成第一次封堵；
步骤3，利用钻杆向所述套管(5)中施工钻孔直至穿透煤层(7)至岩层500mm，取出钻杆即形成测压孔(6)；
步骤4，将测压表(13)安装在套管(5)的出口法兰盘(17)上，实现测压。
3.根据权利要求1所述的煤层瓦斯压力快速测定方法，其特征是：所述大直径钻孔(4)是直径为127mm的钻孔，所述测压孔(6)的直径为73mm，所述套管(5)的直径为108mm。
4.根据权利要求1所述的煤层瓦斯压力快速测定方法，其特征是：所述高压注浆泵(10)的注浆压力不低于6Mpa。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20150304 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |