CN111139045B - 一种瓦斯压力测定钻孔充填密封材料及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种瓦斯压力测定钻孔充填密封材料及其使用方法，该钻孔充填密封材料由复合型高吸水树脂88～92％、复合型纤维素醚5～7％及聚丙烯酰胺3～5％组成。该材料的使用方法是将材料干料内置于亲水性囊袋中，并将其固定于瓦斯压力测定花管后端，其中亲水性囊袋由30～50％的亲水表面活性剂溶液浸润并烘干后的复合棉料制成。本发明所涉及的瓦斯压力测定钻孔充填密封材料具有良好的性能可调性、钻孔条件适应性和钻孔密封性，可有效解决不同长度瓦斯压力测定钻孔注浆过程中密封及测压管堵塞问题；同时，该材料还具有使用量少、成本低、劳动强度小、安全环保等特征。

Description

一种瓦斯压力测定钻孔充填密封材料及其使用方法
技术领域
本发明涉及煤矿井下煤层瓦斯压力测定钻孔及其他需要进行深部注浆的钻孔密封领域，尤其涉及一种瓦斯压力测定钻孔充填密封材料以及该密封材料的使用方法。
背景技术
目前，我国约有高瓦斯及煤与瓦斯突出矿井1700余座，约占总矿井数量的三分之一。煤层瓦斯压力是煤层瓦斯赋存条件的重要表征参数之一，是煤与瓦斯突出危险性评价、矿井瓦斯灾害防治及瓦斯抽采的主要依据之一。因此，及时准确测定煤层瓦斯压力对于高瓦斯及煤与瓦斯突出矿井具有十分重要的意义。钻孔密封是煤层瓦斯压力测定准确与否的关键基础，而合理的钻孔密封工艺及优良的钻孔密封材料是确保钻孔密封性的重要保障。目前，以“固封液，液封气”为原理的“两堵一注”钻孔密封工艺是目前测压钻孔密封的理想方式。但在实际钻孔密封过程中，由于钻孔密封长度较长、孔内积水严重等问题，普通囊袋及海带等前端堵头密封材料难以送入合适位置，致使大部分瓦斯压力测定钻孔难以真正实现“两堵一注”带压密封，钻孔漏气等问题严重，测定煤层瓦斯压力存在偏小和测不出等问题，极大地影响了煤层瓦斯灾害防治及煤层气抽采等工作的科学实施。因此，研究新型钻孔密封材料实现测压钻孔高效密封，对于保障高瓦斯及煤与瓦斯突出矿井安全生产及瓦斯资源合理开发具有十分重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于提出一种瓦斯压力测定钻孔充填密封材料及其使用方法，具有钻孔适应性强、充填密封性好、反应时间可调、使用方便、性价比低且安全环保等优点。
本发明所采用的技术解决方案是：
一种瓦斯压力测定钻孔充填密封材料，该密封材料是由高吸水树脂、复合型纤维素醚和聚丙烯酰胺组成，并且将上述各材料干料内置于亲水性囊袋中。
优选的，所述亲水性囊袋中各材料组分的质量百分比为高吸水树脂88～92％、复合型纤维素醚5～7％、聚丙烯酰胺3～5％。
优选的，所述高吸水树脂选用吸水率为300～700倍的抗盐碱型聚丙烯酸盐。
优选的，所述高吸水树脂选自5～10目、10～25目、40目的不同粒径抗盐碱型聚丙烯酸盐中的一种或任意两种以上组合。各粒径聚丙烯酸盐的比例可根据目标密封钻孔孔内含水环境进行调配。
优选的，所述复合型纤维素醚是由50～90％羟丙基甲基纤维素和10～50％聚阴离子纤维素组成，以质量百分比计。
优选的，所述亲水性囊袋是由质量百分比浓度为30～50％的亲水性表面活性剂溶液浸润并烘干后的复合棉制成。
一种瓦斯压力测定钻孔充填密封材料的使用方法，其是将上述各材料内置于亲水性囊袋中，并将该亲水性囊袋固定于瓦斯压力测定花管后端，缓缓送入目标段内，进行钻孔注浆密封。
本发明的有益技术效果是：
(1)本发明提供的瓦斯压力测定钻孔充填密封材料以环保型高吸水保水材料为主要成分，并采用内置于亲水性囊袋的方式进行使用，通过将该囊袋固定于瓦斯压力测定花管后端或者说钻孔瓦斯压力测定管前端，在囊袋吸水充胀条件下，最终实现瓦斯压力测定钻孔两堵一注的最佳密封效果。
(2)本发明提供的瓦斯压力测定钻孔充填密封材料吸水倍数可达300倍以上，并使吸水充胀后的囊袋径向压力可达0.6MPa以上，可对钻孔围岩起到较好的充填贴合作用。
(3)本发明提供的瓦斯压力测定钻孔充填密封材料及囊袋还可对钻孔密封水泥浆液起到过滤作用，有效防止水泥浆液通过花管进入压力测定管堵塞管路，造成瓦斯压力测定失败。
(4)本发明提供的瓦斯压力测定钻孔充填密封材料主要由环保型高吸水材料组成，具有成本低廉，使用量少，性能可调性强、煤层适用性强及安全环保等特点。
(5)本发明所提供的瓦斯压力测定钻孔充填密封材料及亲水性囊袋可根据孔内水进行吸水膨胀调节，对于低角度和负角度含水瓦斯压力测定钻孔的瓦斯压力测定均具有良好的应用效果。
具体实施方式
实施例1
本煤层或穿层上向钻孔瓦斯压力测定或不含水下向钻孔瓦斯压力测压：
各材料质量百分比高吸水树脂90％、复合型纤维素醚7％、聚丙烯酰胺3％，其中高吸水树脂选用5～10目的聚丙烯酸钠，复合型纤维素醚由羟丙基甲基纤维素70％、聚阴离子纤维素30％组成。将上述复配材料内置于亲水性囊袋内，并将该亲水性囊袋固定于瓦斯压力测定花管后端，缓缓送入目标段内，进行钻孔注浆密封。
实施例2
本煤层及穿层长钻孔下向瓦斯压力测定(含水量大)：
各材料质量百分比复合型高吸水树脂93％、复合型纤维素醚5％、聚丙烯酰胺2％，其中复合型高吸水树脂由5～10目聚丙烯酸钠20％、10～25目聚丙烯酸钠60％、40目聚丙烯酸钠20％组成，复合型纤维素醚由羟丙基甲基纤维素90％、聚阴离子纤维素10％组成。将上述复配材料内置于亲水性囊袋内，并将该亲水性囊袋固定于瓦斯压力测定花管后端，缓缓送入目标段内，进行钻孔注浆密封。
实施例3
穿层短钻孔下向瓦斯压力测定(含水量小或不含水)：
各材料质量百分比复合型高吸水树脂90％、复合型纤维素醚7％、聚丙烯酰胺3％，其中复合型高吸水树脂由5～10目聚丙烯酸钠50％、10～25目聚丙烯酸钠40％、40目聚丙烯酸钠10％组成，复合型纤维素醚由羟丙基甲基纤维素60％、聚阴离子纤维素40％组成。将上述复配材料内置于亲水性囊袋内，并将该亲水性囊袋固定于瓦斯压力测定花管后端，缓缓送入目标段内，进行钻孔注浆密封。
上述实施例1-3中采用的亲水性囊袋是由质量百分比浓度为30～50％的亲水性表面活性剂溶液浸润并烘干后的复合棉料制成。
上述实施实例虽然给出了本发明的部分实施方式，但对于本领域技术人员而言，在不脱离本发明的基本原理条件下，仅对实施示例做出成分比例变化和修改，同类型材料替换等，均属于本发明所属权利要求范围之内。

Claims (3)

1.一种瓦斯压力测定钻孔充填密封材料，其特征在于：包括高吸水树脂、复合型纤维素醚和聚丙烯酰胺，并且将上述各材料内置于亲水性囊袋中；
所述亲水性囊袋中各材料组分的质量百分比为高吸水树脂88~92%、复合型纤维素醚5~7%、聚丙烯酰胺3~5%；
所述复合型纤维素醚是由50~90%羟丙基甲基纤维素和10~50%聚阴离子纤维素组成，以质量百分比计；
所述亲水性囊袋是由质量百分比浓度为30~50%的亲水性表面活性剂溶液浸润并烘干后的复合棉料制成。
2.根据权利要求1所述的一种瓦斯压力测定钻孔充填密封材料，其特征在于：所述高吸水树脂选用吸水率为300~700倍的聚丙烯酸盐。
3.根据权利要求2所述的一种瓦斯压力测定钻孔充填密封材料，其特征在于：所述高吸水树脂选自5~10目、10~25目、40目的不同粒径耐盐碱型聚丙烯酸盐中的一种或任意两种以上进行组合。
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