CN104612640B

CN104612640B - 一种煤矿井下钻孔注热及封孔一体化方法

Info

Publication number: CN104612640B
Application number: CN201510015264.9A
Authority: CN
Inventors: 林柏泉; 刘厅; 邹全乐; 孔佳; 朱传杰; 郭畅; 姚浩; 闫发志
Original assignee: China University of Mining and Technology CUMT
Current assignee: China University of Mining and Technology CUMT
Priority date: 2015-01-12
Filing date: 2015-01-12
Publication date: 2017-08-29
Anticipated expiration: 2035-01-12
Also published as: CN104612640A

Abstract

一种煤矿井下钻孔注热及封孔一体化方法，适用于钻孔高压注热及其封孔。其特征在于采用高压射流在底板岩层中切割出数个圆盘形缝槽。将塑料套管送入钻孔内，并在钻孔壁与塑料套管外壁间注浆。浆液凝结后，将注热管送入套管内开始注热。注热完成后，撤出注热管，在钻孔靠近煤层端设置两个聚氨酯反应袋，并在两袋之间填充隔热材料。然后在钻孔孔口端注浆完成封孔。该方法具有隔热、耐高压和密封度高等优点，能够有效解决注热过程中热量散失、高压导致封孔失效及孔壁裂隙漏气等难题，同时注热管能够回收利用，注热成本低。

Description

一种煤矿井下钻孔注热及封孔一体化方法

技术领域

本发明涉及一种煤矿井下钻孔注热及封孔一体化方法，尤其适用于钻孔高压注热及其封孔。

背景技术

针对我国煤层普遍具有微孔隙、低渗透、高吸附的特性并由此导致的煤层渗透率低、瓦斯抽采困难的问题，专利申请CN201410404943.0(一种钻孔内瓦斯爆炸致裂煤体强化抽采方法)提出了将钻孔内涌出的瓦斯与空气预混并引爆，形成爆炸冲击波致裂煤体，同时爆炸产生的热效应能够促进瓦斯解吸和流动，从而达到强化煤层瓦斯抽采的目的。专利申请200810079794.X(加热煤层抽采煤层气的方法)提出向钻孔内注入高温水蒸汽，加热煤层驱替煤层瓦斯。上述两个专利针对高温、高压情况封孔难的问题并未给出明确的解决办法。目前煤层注热强化瓦斯抽采所采用的钢质注热管基本都无法实现回收利用，导致注热成本高、同时给后期煤层回采埋下安全隐患。此外，当前钻孔壁裂隙漏气严重导致钻孔瓦斯抽采浓度低，甚至导致孔内煤自燃的问题亟待解决。

发明内容

技术问题：本发明的目的是克服已有技术中的不足之处，提供一种隔热效果好、耐高压抗冲击、成本低，同时能够显著降低钻孔漏气率的煤矿井下钻孔注热及封孔一体化方法。

技术方案：本发明的煤矿井下钻孔注热及封孔一体化方法，包括如下步骤：

a、采用高压射流在钻孔内的岩层段内每隔5～10m施工一个圆盘形缝槽；

b、将1m长的塑料套管通过端与端间的螺纹连接后，送至钻孔的见煤点；

c、在塑料套管外壁与钻孔孔壁之间注浆，固定塑料套管；

d、待注浆浆液凝结后，在塑料套管内送入注热管，通过注热管向煤层注入过热蒸汽，注热2～4h后，撤出注热管；

e、在距钻孔距孔口10～15m处，间隔0.5～1m设置两个聚氨酯反应袋，并在两个反应袋之间填充隔热材料；

f、在钻孔孔口段进行注浆并完成封孔。

在靠近煤层的第一节塑料套管端内壁设置固定器，并在钻孔孔口处的最后一节塑料套管的外端安装胶圈。

所述的固定器由隔热材料制成，内侧端为圆锥形，与注热管螺纹配合，外侧端嵌有柔性挡板，挡板被平均切割成四份，注热管进入时，挡板打开，注热管退出时，挡板闭合。

所述的注热管采用双层结构，包括注热管外壁和注热管内壁，注热管外壁和注热管内壁之间充填有密封隔热材料，注热管的前端加工有外螺纹，后端加工与前端外螺纹继接配套的内螺纹。

有益效果：本发明通过专用注热管的双层保温结构及填充的隔热材料有效减少注热过程中热量散失，同时封孔段的隔热材料以及固定器上的柔性挡板能够保证注热完毕后钻孔内的热量尽可能多地被煤层吸收，提高驱替瓦斯效率。通过在岩层段切割缝槽，注浆后形成的圆盘能够有效抵抗高温高压气体的冲击作用，保证封孔的可靠性。同时，浆液通过缝槽渗入孔壁周围的裂隙，有效降低漏气率，提高孔内瓦斯浓度，防止孔内自燃，显著改善抽采的安全性。此外，注热管能够回收利用，降低注热成本，消除回采过程的安全隐患。其方法简单，操作方便，隔热效果好，耐高压抗冲击，成本低，具有广泛的实用性。

附图说明

图1是本发明的剖面图；

图2是本发明的封孔段示意图；

图3是本发明的专用注热管示意图；

图4是本发明的固定器的剖面图与截面图。

图中：1-煤层，2-胶圈，3-钻冲割钻孔，4-固定器，4-1-挡板，5-注热管，6-缝槽，7-浆液，8-钻孔，9-塑料套管，10-隔热材料，11-外螺纹，12-注热管外壁，13-注热管内壁。

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：

本发明的煤矿井下钻孔注热及封孔一体化方法，具休步骤如下：

a、采用高压射流在钻孔8内的岩层段内每隔5～10m施工一个圆盘形缝槽6；

b、将1m长的塑料套管9通过端与端间的螺纹连接后，送至钻孔8的见煤点；

c、在塑料套管9外壁与钻孔8的孔壁之间注浆，固定塑料套管9；

d、待注浆浆液7凝结后，在塑料套管9内送入注热管5，通过注热管5向煤层1注入过热蒸汽，注热2～4h后，撤出注热管5；所述的注热管5采用双层结构，包括注热管外壁12和注热管内壁13，注热管外壁12和注热管内壁13之间充填有密封隔热材料10，注热管5的前端加工有外螺纹11，后端加工与前端外螺纹11继接配套的内螺纹；在靠近煤层1的第一节塑料套管9端内壁设置固定器4，并在钻孔8孔口处的最后一节塑料套管9的外端安装胶圈2；所述的固定器4内侧端为圆锥形，与注热管5螺纹配合。

e、在距钻孔8距孔口10～15m处，间隔0.5～1m设置两个聚氨酯反应袋，并在两个反应袋之间填充隔热材料；

f、在钻孔孔口段进行注浆并完成封孔。

Claims

1.一种煤矿井下钻孔注热及封孔一体化方法，其特征在于包括如下步骤：

a、采用高压射流在钻孔（8）内的岩层段内每隔5~10m施工一个圆盘形缝槽（6）；

b、将1m长的塑料套管（9）通过端与端间的螺纹连接后，送至钻孔（8）的见煤点；

c、在塑料套管（9）外壁与钻孔（8）孔壁之间注浆，固定塑料套管（9）；

d、待注浆浆液（7）凝结后，在塑料套管（9）内送入注热管（5），通过注热管（5）向煤层（1）注入过热蒸汽，注热2～4h后，撤出注热管（5）；

e、在距钻孔（8）距孔口10~15m处，间隔0.5~1m设置两个聚氨酯反应袋，并在两个反应袋之间填充隔热材料；

f、在钻孔孔口段进行注浆并完成封孔。

2.根据权利要求1所述的一种煤矿井下钻孔注热及封孔一体化方法，其特征在于：在靠近煤层（1）的第一节塑料套管（9）端内壁设置固定器（4），并在钻孔（8）孔口处的最后一节塑料套管（9）的外端安装胶圈（2）。

3.根据权利要求2所述的一种煤矿井下钻孔注热及封孔一体化方法，其特征在于：所述的固定器（4）由隔热材料制成，内侧端为圆锥形，与注热管（5）螺纹配合，外侧端嵌有柔性挡板（4-1），挡板（4-1）被平均切割成四份，注热管（5）进入时，挡板（4-1）打开，注热管（5）退出时，挡板（4-1）闭合。

4.根据权利要求1所述的一种煤矿井下钻孔注热及封孔一体化方法，其特征在于：所述的注热管（5）采用双层结构，包括注热管外壁（12）和注热管内壁（13），注热管外壁（12）和注热管内壁（13）之间充填有密封隔热材料（10），注热管（5）的前端加工有外螺纹（11），后端加工与前端外螺纹（11）继接配套的内螺纹。