CN105781606A - 一种大倾角下向穿层瓦斯抽放钻孔封孔方法 - Google Patents

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胡千庭
张振宇
李全贵
魏进涛
王想
李清淼
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
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Abstract

本发明公开了一种大倾角下向穿层瓦斯抽放钻孔封孔方法,通过多重封堵的手段避免下向孔封孔不严导致漏气漏液的现象,可以提高封孔质量,保证气密性,提高了抽采煤层瓦斯的效果。该方法首先从巷道向下方目标煤层施工一个大倾角钻孔;在抽放管上用螺栓连接两个圆盘,中间夹有粗棉纱,呈拖把状;将抽放管送入钻孔指定位置,向钻孔先后填入石子和粗砂;最后向钻孔注入封孔浆液实现密封。本发明解决了用聚氨酯挡浆时封孔长度短、膨胀较快不易送达指定地点的难题,也克服了因充填物挡浆效果不好导致浆液漏入下向孔孔底而影响抽采瓦斯的困难。本发明工序简单,可靠性强,挡浆效果显著,施工效率高,且封孔材料价格低廉,适宜在矿山广泛使用。

Description

一种大倾角下向穿层瓦斯抽放钻孔封孔方法
技术领域
本发明涉及一种封堵大倾角下向穿层瓦斯抽放钻孔的施工工艺,适用于煤矿井下瓦斯抽放钻孔的封孔工作。
背景技术
矿井瓦斯是我国煤矿五大灾害之一,瓦斯爆炸、煤与瓦斯突出易造成群死群伤的恶性事故,对矿井安全生产具有极大的威胁。为确保在回采过程中避免工作面瓦斯超限,消除工作面的突出危险性,抽放煤层瓦斯是主要的措施之一。2014版《煤矿安全规程》规定,在开采有煤与瓦斯突出危险煤层、1个采煤工作面瓦斯涌出量大于5m3/min或1个掘进工作面瓦斯涌出量大于3m3/min而用通风方法解决瓦斯问题不合理时,必须建立地面永久抽放瓦斯系统或井下临时瓦斯抽放系统。
抽放瓦斯的效果与钻孔的密封效果密切相关,若钻孔密封不严产生漏气现象,会使负压较低,抽放瓦斯能力下降,甚至起不到抽放瓦斯消突的目的。施工下向钻孔抽放煤层瓦斯在煤矿应用较普遍,目前,下向钻孔可以采用聚氨酯或水泥砂浆等材料或封孔器进行密封。但是,聚氨酯封孔长度普遍较短,密封深度比较浅,不能很好地密封裂隙产生容易漏气,使孔口负压降低,抽采瓦斯浓度不理想;采用水泥砂浆等液体材料进行封孔时,需用胶囊、干海带等充填物挡浆,操作较复杂,工程质量稳定性不易保证,尤其使用干海带充填挡浆时,可能造成孔底积水而影响瓦斯抽放;而采用封孔器封孔长度有限,有时难以保证对于钻孔中裂隙的密封,只适用于顶底板岩层岩性较好的条件。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足,本发明提供了一种大倾角下向穿层瓦斯抽放钻孔封孔方法,该方法因其挡浆效果显著,施工工序简单,快捷高效,且材料廉价易得,能够有效地对矿山下向孔进行封孔,保证了抽放煤层瓦斯的正常进行,适宜在煤矿推广使用。
为了解决上述技术问题,本发明采用了如下技术方案:
一种大倾角下向穿层瓦斯抽放钻孔封孔方法,该方法包括如下步骤:
1)从巷道向下方目标煤层施工一个直径113mm的大倾角钻孔,当钻孔施工至煤层底板0.5m处时停止钻进,退出钻杆,用压风方法清理大倾角钻孔内的浮渣;
2)在抽放管的端部位置上焊接一个直径80mm的圆盘Ⅰ,圆盘Ⅰ的边缘均匀布设8个孔径6mm的螺栓孔;
3)在圆盘Ⅰ的上面盖上与圆盘Ⅰ相同的另一活动圆盘Ⅱ,圆盘Ⅰ和活动圆盘Ⅱ通过螺栓连接,用长40cm的粗棉纱穿过螺栓之间的空隙,再拧紧螺栓上的螺母使圆盘Ⅰ和活动圆盘Ⅱ夹紧粗棉纱,使其呈拖把状;
4)将抽放管送入大倾角钻孔,至抽放管的端部筛孔管进入煤层1m位置时停止送管,再向外抽出5~10cm;
5)向大倾角钻孔内投入粒径15~20mm的石子,石子在大倾角钻孔中约占1m孔长;
6)向大倾角钻孔内投入粒径5~10mm的石子,石子在大倾角钻孔中约占1m孔长;
7)向大倾角钻孔内投入粗砂,投放量与步骤5)中石子的重量相同;
8)在大倾角钻孔上安装注浆管,通过注浆泵将大倾角钻孔注满封孔浆液,待浆液凝固后即完成封孔。
作为本发明的一种优选方案,在抽放管内用螺栓连接的圆盘Ⅰ和活动圆盘Ⅱ之间夹固30~40根长40cm的粗棉纱,粗棉纱绕过圆盘Ⅰ和活动圆盘Ⅱ之间螺栓,粗棉纱的自由端置于活动圆盘Ⅱ的一侧。
与现有技术相比,本发明具有如下技术效果:
1、本发明通过在抽放管上用两个圆盘固定粗棉纱,然后充填石子、粗砂,实现挡浆,最后注浆封孔,从而确保大倾角钻孔的密封效果。
2、本发明适用于大倾角下向穿层瓦斯抽放钻孔的封孔工作,采用“圆盘固定粗棉纱+充填石子、粗砂+注入封孔浆液”的方法,通过多重封堵的手段实现封孔,可以提高钻孔的密封质量,工序简单,可操作性强,且封孔材料价格低廉;本发明解决了用聚氨酯封孔长度短,挡浆时膨胀较快不易送达指定地点的缺点;克服了因充填物挡浆效果不好导致浆液漏入下向孔孔底而影响抽放效果的问题;密封保障性好,封孔成功率高,瓦斯抽放效率提升显著。
3、该方法因其挡浆效果显著,快捷高效,能够有效地对矿山下向孔进行封孔,保证了抽放煤层瓦斯的正常进行,适宜在煤矿推广使用。
附图说明
图1为一种大倾角下向穿层瓦斯抽放钻孔封孔的示意图;
图2为圆盘部分的俯视图;
图3为圆盘Ⅰ和活动圆盘Ⅱ通过螺栓连接的结构示意图。
附图中:1-大倾角钻孔;2-抽放管;3-筛孔管;4—圆盘Ⅰ;5—粗棉纱;6-石子;7-石子;8-粗砂;9—注浆管;10—注浆泵;11—封孔浆液;12—抽采管阀门;13—目标煤层;14—活动圆盘Ⅱ;15—螺栓。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细地描述。
一种大倾角下向穿层瓦斯抽放钻孔封孔方法,封孔的示意图如图1所示,该方法包括如下步骤:
1)从巷道向下方目标煤层13施工一个直径113mm的大倾角钻孔1,当钻孔施工至煤层底板0.5m处时停止钻进,退出钻杆,用压风方法清理大倾角钻孔1内的浮渣。
2)在抽放管2的端部位置上焊接一个直径80mm的圆盘Ⅰ4,圆盘Ⅰ4的边缘均匀布设8个孔径6mm的螺栓孔,如图2所示。圆盘Ⅰ4在抽放管2上的焊接位置由钻孔所穿过岩层的性质决定,抽放管2送入钻孔后应使圆盘Ⅰ4位于较稳定、完整的煤层顶板中,避开裂隙发育和较破碎的岩层,且要保证注浆长度不少于6m。
3)在圆盘Ⅰ4的上面盖上与圆盘Ⅰ4相同的另一活动圆盘Ⅱ14,圆盘Ⅰ4和活动圆盘Ⅱ14通过螺栓连接,如图3所示,用长40cm的粗棉纱5穿过螺栓之间的空隙,再拧紧螺栓15上的螺母使圆盘Ⅰ4和活动圆盘Ⅱ14夹紧粗棉纱5,使其呈拖把状。在本实施例中,抽放管2内用螺栓连接的圆盘Ⅰ4和活动圆盘Ⅱ14之间夹固30~40根长40cm的粗棉纱5,粗棉纱5绕过圆盘Ⅰ4和活动圆盘Ⅱ14之间螺栓,粗棉纱5的自由端置于活动圆盘Ⅱ14的一侧。
4)抽放管2每段2m,前端为一筛孔管3,将抽放管2送入大倾角钻孔1,至抽放管2的端部筛孔管3进入煤层1m位置时停止送管,再向外抽出5~10cm,此时圆盘Ⅰ4和活动圆盘Ⅱ14与大倾角钻孔1孔壁之间的间隙已由粗棉纱5充填,在抽放管2的顶部设置有抽采管阀门12。
5)向大倾角钻孔1内投入粒径15~20mm的石子6,石子在大倾角钻孔1中约占1m孔长。
6)向大倾角钻孔1内投入粒径5~10mm的石子7,石子在大倾角钻孔1中约占1m孔长。
7)向大倾角钻孔1内投入粗砂8,投放量与步骤5)中石子的重量相同。
8)在大倾角钻孔1上安装注浆管9,通过注浆泵10将大倾角钻孔1注满封孔浆液11,待浆液凝固后即完成封孔。
该大倾角下向瓦斯压力测定钻孔封孔方法主要包括钻孔(如步骤1))、准备(如步骤2)和步骤3))、送管(如步骤4))、投料(如步骤5)、步骤6)和步骤7))以及注浆(如步骤8)),在投料施工前通过试验确定投放量,使两种石子各占约1m钻孔长。碎石子的自然安息角为40~45°,因此大于45°倾角的钻孔能保证料石滚入钻孔下部,而不是堵在钻孔靠上位置;然后向钻孔投入一定量的粗砂8。
最后说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (2)

1.一种大倾角下向穿层瓦斯抽放钻孔封孔方法,其特征在于,该方法包括如下步骤:
1)从巷道向下方目标煤层(13)施工一个直径113mm的大倾角钻孔(1),当钻孔施工至煤层底板0.5m处时停止钻进,退出钻杆,用压风方法清理大倾角钻孔(1)内的浮渣;
2)在抽放管(2)的端部位置上焊接一个直径80mm的圆盘Ⅰ(4),圆盘Ⅰ(4)的边缘均匀布设8个孔径6mm的螺栓孔;
3)在圆盘Ⅰ(4)的上面盖上与圆盘Ⅰ(4)相同的另一活动圆盘Ⅱ(14),圆盘Ⅰ(4)和活动圆盘Ⅱ(14)通过螺栓连接,用长40cm的粗棉纱(5)穿过螺栓之间的空隙,再拧紧螺栓(15)上的螺母使圆盘Ⅰ(4)和活动圆盘Ⅱ(14)夹紧粗棉纱(5),使其呈拖把状;
4)将抽放管(2)送入大倾角钻孔(1),至抽放管(2)的端部筛孔管(3)进入煤层1m位置时停止送管,再向外抽出5~10cm;
5)向大倾角钻孔(1)内投入粒径15~20mm的石子(6),石子在大倾角钻孔(1)中约占1m孔长;
6)向大倾角钻孔(1)内投入粒径5~10mm的石子(7),石子在大倾角钻孔(1)中约占1m孔长;
7)向大倾角钻孔(1)内投入粗砂(8),投放量与步骤5)中石子的重量相同;
8)在大倾角钻孔(1)上安装注浆管(9),通过注浆泵(10)将大倾角钻孔(1)注满封孔浆液(11),待浆液凝固后即完成封孔。
2.根据权利要求1所述的一种大倾角下向穿层瓦斯抽放钻孔封孔方法,其特征在于,在抽放管(2)内用螺栓连接的圆盘Ⅰ(4)和活动圆盘Ⅱ(14)之间夹固30~40根长40cm的粗棉纱(5),粗棉纱(5)绕过圆盘Ⅰ(4)和活动圆盘Ⅱ(14)之间螺栓,粗棉纱(5)的自由端置于活动圆盘Ⅱ(14)的一侧。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106225973A (zh) * 2016-09-12 2016-12-14 山东科技大学 基于保护层开采的被保护层应力监测方法及装置
CN109915066A (zh) * 2019-04-18 2019-06-21 重庆大学 水力与砂浆组合封孔使用的压裂装置
CN113107419A (zh) * 2021-05-07 2021-07-13 永城煤电控股集团有限公司 一种煤矿钻孔封孔装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1398600A (en) * 1972-02-08 1975-06-25 Bergwerksverband Gmbh Bore-hole closure for a bore hole
CN102606190A (zh) * 2011-01-20 2012-07-25 淮南矿业(集团)有限责任公司 煤矿下向穿层孔抽采消突方法及其装置
CN202851052U (zh) * 2012-05-09 2013-04-03 中国矿业大学 瓦斯抽采钻孔延时自膨胀胶囊-膏体组合封孔装置
CN104314509A (zh) * 2014-10-09 2015-01-28 华北科技学院 一种深钻孔测压封堵方法及装置
CN204627592U (zh) * 2015-03-05 2015-09-09 西安科技大学 顺层钻孔封孔测压一体化装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1398600A (en) * 1972-02-08 1975-06-25 Bergwerksverband Gmbh Bore-hole closure for a bore hole
CN102606190A (zh) * 2011-01-20 2012-07-25 淮南矿业(集团)有限责任公司 煤矿下向穿层孔抽采消突方法及其装置
CN202851052U (zh) * 2012-05-09 2013-04-03 中国矿业大学 瓦斯抽采钻孔延时自膨胀胶囊-膏体组合封孔装置
CN104314509A (zh) * 2014-10-09 2015-01-28 华北科技学院 一种深钻孔测压封堵方法及装置
CN204627592U (zh) * 2015-03-05 2015-09-09 西安科技大学 顺层钻孔封孔测压一体化装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张智峰 等: "下向穿层测压钻孔排水与封孔方法", 《煤矿安全》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106225973A (zh) * 2016-09-12 2016-12-14 山东科技大学 基于保护层开采的被保护层应力监测方法及装置
CN106225973B (zh) * 2016-09-12 2017-06-23 山东科技大学 基于保护层开采的被保护层应力监测方法及装置
CN109915066A (zh) * 2019-04-18 2019-06-21 重庆大学 水力与砂浆组合封孔使用的压裂装置
CN113107419A (zh) * 2021-05-07 2021-07-13 永城煤电控股集团有限公司 一种煤矿钻孔封孔装置
CN113107419B (zh) * 2021-05-07 2022-12-13 永城煤电控股集团有限公司 一种煤矿钻孔封孔装置

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