CN112300446A - 一种煤矿井下下向含水瓦斯压力测定钻孔密封材料及方法 - Google Patents
一种煤矿井下下向含水瓦斯压力测定钻孔密封材料及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112300446A CN112300446A CN202011013555.1A CN202011013555A CN112300446A CN 112300446 A CN112300446 A CN 112300446A CN 202011013555 A CN202011013555 A CN 202011013555A CN 112300446 A CN112300446 A CN 112300446A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- parts
- water
- sealing material
- water absorption
- mining
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 106
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 title claims abstract description 52
- 239000003245 coal Substances 0.000 title claims abstract description 30
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 238000009530 blood pressure measurement Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims abstract description 53
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 52
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims abstract description 46
- 238000005065 mining Methods 0.000 claims abstract description 36
- 239000003755 preservative agent Substances 0.000 claims abstract description 27
- 230000002335 preservative effect Effects 0.000 claims abstract description 27
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 26
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 26
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 claims abstract description 18
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 claims abstract description 18
- 229920003086 cellulose ether Polymers 0.000 claims abstract description 17
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 claims abstract description 17
- LEQAOMBKQFMDFZ-UHFFFAOYSA-N glyoxal Chemical compound O=CC=O LEQAOMBKQFMDFZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 claims abstract description 14
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 claims abstract description 14
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims abstract description 14
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 14
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 14
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 239000002216 antistatic agent Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 claims abstract description 8
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229940015043 glyoxal Drugs 0.000 claims abstract description 8
- 229940045920 sodium pyrrolidone carboxylate Drugs 0.000 claims abstract description 8
- HYRLWUFWDYFEES-UHFFFAOYSA-M sodium;2-oxopyrrolidine-1-carboxylate Chemical compound [Na+].[O-]C(=O)N1CCCC1=O HYRLWUFWDYFEES-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 8
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 11
- 230000003449 preventive effect Effects 0.000 claims description 9
- DPXJVFZANSGRMM-UHFFFAOYSA-N acetic acid;2,3,4,5,6-pentahydroxyhexanal;sodium Chemical compound [Na].CC(O)=O.OCC(O)C(O)C(O)C(O)C=O DPXJVFZANSGRMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 6
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 claims description 6
- 239000001866 hydroxypropyl methyl cellulose Substances 0.000 claims description 6
- 229920003088 hydroxypropyl methyl cellulose Polymers 0.000 claims description 6
- 235000010979 hydroxypropyl methyl cellulose Nutrition 0.000 claims description 6
- UFVKGYZPFZQRLF-UHFFFAOYSA-N hydroxypropyl methyl cellulose Chemical compound OC1C(O)C(OC)OC(CO)C1OC1C(O)C(O)C(OC2C(C(O)C(OC3C(C(O)C(O)C(CO)O3)O)C(CO)O2)O)C(CO)O1 UFVKGYZPFZQRLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 6
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 claims description 6
- 235000019812 sodium carboxymethyl cellulose Nutrition 0.000 claims description 6
- 229920001027 sodium carboxymethylcellulose Polymers 0.000 claims description 6
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 10
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 5
- WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N benzoic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1 WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920003169 water-soluble polymer Polymers 0.000 description 4
- 239000002585 base Substances 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- CHHHXKFHOYLYRE-UHFFFAOYSA-M 2,4-Hexadienoic acid, potassium salt (1:1), (2E,4E)- Chemical compound [K+].CC=CC=CC([O-])=O CHHHXKFHOYLYRE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000005711 Benzoic acid Substances 0.000 description 2
- BCZXFFBUYPCTSJ-UHFFFAOYSA-L Calcium propionate Chemical compound [Ca+2].CCC([O-])=O.CCC([O-])=O BCZXFFBUYPCTSJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 235000010233 benzoic acid Nutrition 0.000 description 2
- 235000010331 calcium propionate Nutrition 0.000 description 2
- 239000004330 calcium propionate Substances 0.000 description 2
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- DCOPUUMXTXDBNB-UHFFFAOYSA-N diclofenac Chemical compound OC(=O)CC1=CC=CC=C1NC1=C(Cl)C=CC=C1Cl DCOPUUMXTXDBNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229960001259 diclofenac Drugs 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- 235000010241 potassium sorbate Nutrition 0.000 description 2
- 239000004302 potassium sorbate Substances 0.000 description 2
- 229940069338 potassium sorbate Drugs 0.000 description 2
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000006757 chemical reactions by type Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L1/00—Compositions of cellulose, modified cellulose or cellulose derivatives
- C08L1/08—Cellulose derivatives
- C08L1/26—Cellulose ethers
- C08L1/28—Alkyl ethers
- C08L1/284—Alkyl ethers with hydroxylated hydrocarbon radicals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L33/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides or nitriles thereof; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L33/02—Homopolymers or copolymers of acids; Metal or ammonium salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/42—Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells
- C09K8/422—Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells specially adapted for sealing expandable pipes, e.g. of the non-hardening type
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/42—Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells
- C09K8/44—Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells containing organic binders only
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
- E21B33/10—Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
- E21B33/13—Methods or devices for cementing, for plugging holes, crevices or the like
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
- C08L2205/02—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
- C08L2205/03—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
- C08L2205/03—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend
- C08L2205/035—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend containing four or more polymers in a blend
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Sealing Material Composition (AREA)
Abstract
本发明公开一种煤矿井下下向含水瓦斯压力测定钻孔密封材料及方法，该材料是由矿用环保型相变凝胶钻孔密封材料，矿用复合型高吸水材料以及高强度弹性吸水囊袋组成；所述矿用环保型相变凝胶钻孔密封材料是由以下重量份配比的组分组成：纤维素醚80～90份、聚丙烯酰胺5～10份、乙二醛1～10份、吡咯烷酮羧酸钠1～5份、抗酶防腐剂9～20份；所述矿用复合型高吸水材料是由以下重量份配比的组分组成：高吸水树脂90～95份、聚阴离子纤维素5～10份、聚丙烯酰胺2～5份；所述高强度弹性吸水囊袋是由阻燃抗静电试剂处理后且具有95％以上纯棉含量的吸水布料制成。本发明密封材料及方法具有无需排水、施工快速、可动态调节和高效密封的优点。
Description
技术领域
本发明涉及煤矿井下煤层瓦斯抽采及瓦斯压力测定钻孔的密封领域，尤其涉及一种煤矿井下下向含水瓦斯压力测定钻孔密封材料及方法。
背景技术
瓦斯压力参数是煤矿井下煤层瓦斯赋存条件分析、瓦斯灾害预测及防治、瓦斯抽采能力及效果评价等过程最主要的参数依据之一。因此，实现煤层瓦斯压力的快速准确测定对于解决矿井瓦斯灾害防治和井下煤层气资源开发等均具有十分重要的意义。而在井下实际瓦斯压力测定过程中，受煤层赋存条件及巷道施工环境等影响，通常需要施工一定数量的下向钻孔进行煤层瓦斯压力参数测定来全面准确评估煤层压力大小和赋存规律。但由于下向测压钻孔长度较长，且采用水力施钻或含有层间承压水时，孔内积水积煤现象往往较为严重且排水排泥困难；同时，由于我国目前广泛采用的水泥基钻孔密封材料和化学反应型发泡材料均难以适应含水钻孔的密封，对瓦斯压力测定工作带来极大困难，造成瓦斯压力测定失败率较高且测定结果准确性差等问题。
针对上述难题，工程上常采用如专利CN102928571A和CN203035257U中所提出的风压排水排泥法，或利用封孔过程实现注浆排水法等两种方法，但此两种方法均存在程序复杂耗时长且处理结果不理想，效果参差不齐等问题，下向含水瓦斯压力测定钻孔密封仍然难以取得良好效果，这极大地制约着煤层瓦斯压力参数测定的高效性及准确性。
发明内容
本发明的目的在于提出一种煤矿井下下向含水瓦斯压力测定钻孔密封材料，以及使用该密封材料进行煤矿井下下向含水瓦斯压力测定钻孔密封的方法，该方法具有无需排水、快速施工、动态调节和高效密封的优点。
本发明所采用的技术解决方案是：
一种煤矿井下下向含水瓦斯压力测定钻孔密封材料，该材料是由矿用环保型相变凝胶钻孔密封材料，矿用复合型高吸水材料以及高强度弹性吸水囊袋组成；
所述矿用环保型相变凝胶钻孔密封材料是由以下重量份配比的组分组成：纤维素醚80～90份、聚丙烯酰胺5～10份、乙二醛1～10份、吡咯烷酮羧酸钠1～5份、抗酶防腐剂9～20份；
所述矿用复合型高吸水材料是由以下重量份配比的组分组成：高吸水树脂90～95份、聚阴离子纤维素5～10份、聚丙烯酰胺2～5份；
所述高强度弹性吸水囊袋是由阻燃抗静电试剂处理后且具有95％以上纯棉含量的吸水布料制成。阻燃抗静电试剂处理具体是指将用于缝制成囊袋的吸水布料在阻燃抗静电试剂中浸泡，然后干燥。
优选的，所述纤维素醚为复合型纤维素醚，其是由以下重量份配比的组分组成：羟丙基甲基纤维素50～80份、聚阴离子纤维素10～30份、羧甲基纤维素钠20～40份。
优选的，所述抗酶防腐剂是由以下重量份配比的组分组成：防腐剂40～50份和防霉剂50～60份。
优选的，所述防腐剂是由山梨酸钾和丙酸钙按照质量比1:1混合，防腐剂与基料优选按质量比为0.05:100进行混合。
优选的，所述防霉剂由双氯芬和苯甲酸按照质量比1:1混合，防霉剂与基料优选按质量比为0.05:100进行混合。
优选的，所述高吸水树脂是由5～10目、10～25目、40目的不同粒径且纯水吸水倍数大于500倍的抗盐碱型聚丙烯酸盐组成。
一种煤矿井下下向含水瓦斯压力测定钻孔密封方法，采用如上所述的钻孔密封材料，具体步骤如下：将装有矿用复合型高吸水材料的高强度弹性吸水囊袋固定到测压管前端规定位置并送入含水钻孔孔底，利用矿用复合型高吸水材料的高吸水率及充胀性形成前端堵头；然后根据孔内含水量注入相应比例矿用环保型相变凝胶钻孔密封材料浆液，确保钻孔水最终形成料水比为2％～3％的相变凝胶。
上述矿用环保型相变凝胶钻孔密封材料浆液的浓度需要根据钻孔水的量进行确定，如果钻孔水含量少，可注入较低浓度的浆液，当钻孔中无水时，直接注入2％～3％的浆液即可，如果钻孔水含量多，则需相应注入较高浓度的浆液进行调整，以确保钻孔水最终形成料水比为2％～3％的相变凝胶。
本发明的有益技术效果是：
(1)本发明将相变凝胶钻孔密封材料、复合型高吸水材料以及吸水囊袋组合用于下向含水瓦斯压力测定钻孔的密封，具有无需排水、施工快速、可动态调节和高效密封的优点。
(2)本发明所提供的相变凝胶钻孔密封材料通过利用其水溶液中微量聚丙烯酰胺初期产生的稳定低粘溶液，使得其他纤维素醚材料在凝胶点发生前处于均匀的悬浮状态，保证了相变凝胶材料在不同相变阶段中凝胶材料的稳定性和均匀性。
(3)本发明所提供的复合型高吸水材料通过利用自身不同吸水特性在高强度弹性吸水囊袋发生吸水充胀的物理反应，完成瓦斯测压管前端密封堵头功能，为下一步环保型相变凝胶钻孔密封材料浆液的注入提供可靠的环境。
(4)本发明提供的环保型相变凝胶钻孔密封材料可以直接将钻孔孔内积水变成密封浆液的一部分，有效减少了孔内排水环节；同时，环保型相变凝胶钻孔密封材料反应形成的凝胶可与钻孔围岩实现高度粘结，进而完成钻孔高效密封、快速测压的目的。
(5)本发明提供的下向含水瓦斯压力测定钻孔密封材料，可实现不同钻孔密封环境条件下密封材料所需性能差异化的快速调整，因此可以适应不同的含水钻孔密封环境，极大地提高了下向含水瓦斯压力测定钻孔密封的成功率，确保瓦斯压力参数测定的可靠性。
(6)本发明提供的下向含水瓦斯压力测定钻孔密封材料使用量仅为普通水泥基材料的3～4％，极大地降低施工人员劳动强度，有效提高钻孔密封效率。
附图说明
图1为煤矿井下下向含水瓦斯压力测定钻孔密封结构示意图；
图2为实施例1中的测压效果图；
图3为实施例2中的测压效果图。
图中：1-钻孔孔壁，2-相变凝胶，3-花管，4-钻孔水，5-前端堵头，6-瓦斯导管，7-后端堵头。
具体实施方式
本发明提出一种煤矿井下下向含水瓦斯压力测定钻孔密封材料及方法，该密封材料主要由矿用环保型相变凝胶钻孔密封材料，矿用复合型高吸水材料及高强度弹性吸水囊袋组成。其中，矿用环保型相变凝胶钻孔密封材料主要由以下重量份的成分组成：复合纤维素醚80～90份、聚丙烯酰胺5～10份、乙二醛1～10份、吡咯烷酮羧酸钠1～5份和复合型抗酶防腐剂9～20份组成。矿用复合型高吸水材料主要由以下重量份的成分组成：复配型高吸水树脂90～95份、聚阴离子纤维素5～10份和聚丙烯酰胺2～5份。高强度弹性吸水囊袋主要由阻燃抗静电试剂处理过的双层针织弹性棉布及管卡组成。
本发明的使用方法是将装有复合型高吸水材料的高强度弹性吸水囊袋固定到测压管前端规定位置，并用管卡固定，随后送入含水钻孔孔底，利用复合型高吸水材料的高吸水率及充胀性形成前端堵头，然后根据孔内含水量注入相应比例矿用环保型相变凝胶钻孔密封材料高浓度浆液，确保钻孔水最终形成料水比为2％～3％的相变凝胶，从而实现下向含水瓦斯压力测定钻孔的科学快速密封。煤矿井下下向含水瓦斯压力测定钻孔密封结构示意图如图1所示。
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明：
实施例1
1)钻孔条件
本煤层下向含水瓦斯压力测定钻孔，钻孔倾角-7°，钻孔长度54m，封孔长度50m，孔底向上含水45m，设计气室4m，采用四分钢管为瓦斯导气管。
2)密封材料质量配比及使用量
(1)矿用环保型相变凝胶钻孔密封材料：按质量百分比计由复合纤维素醚80％、聚丙烯酰胺5％、乙二醛4％、吡咯烷酮羧酸钠2％、复合型抗酶防腐剂9％组成。
复合纤维素醚按质量百分比计由羟丙基甲基纤维素70％、聚阴离子纤维素10％、羧甲基纤维素钠20％组成。
复合型抗酶防腐剂按质量百分比计由防腐剂40％和防霉剂60％组成。
所述防腐剂是由山梨酸钾和丙酸钙按照质量比1:1混合而成，防霉剂是由双氯芬和苯甲酸按照质量比1:1混合而成。
(2)矿用复合型高吸水材料：按质量百分比计由复配型高吸水树脂92％、聚阴离子纤维素5％、聚丙烯酰胺3％组成。
复配型高吸水树脂由不同粒径的纯水吸水倍数为600倍的抗盐碱型聚丙烯酸盐组成，按质量百分比计5～10目20％、10～25目70％和40目10％。
(3)高强度弹性吸水囊袋是由阻燃抗静电试剂处理后且具有95％以上纯棉含量的吸水布料制成。
(4)使用量：矿用环保型相变凝胶钻孔密封材料12kg，矿用复合型高吸水材料250g。
(5)使用方法：将装有复合型高吸水材料的高强度弹性吸水囊袋固定到测压管前端规定位置，并用管卡固定，随后送入含水钻孔孔底，利用复合型高吸水材料的高吸水率及充胀性形成前端堵头，然后根据孔内含水量注入矿用环保型相变凝胶钻孔密封材料高浓度浆液，确保钻孔水最终形成料水比为2％～3％的相变凝胶，从而实现下向含水瓦斯压力测定钻孔的科学快速密封。
3)测压效果
测压效果如图2所示，从图中可看出，利用本发明方法对低倾角下向钻孔密封完成后，孔内瓦斯压力快速上升，5d内便可达到最终煤层瓦斯压力测定结果的80％，在压力稳定后可长时间保持稳定不变。
实施例2
1)钻孔条件
穿层下向含水瓦斯压力测定钻孔，钻孔倾角-30°，钻孔长度52m，封孔长度46m，孔底向上含水40m，设计气室6m，采用四分钢管为瓦斯导气管。
2)密封材料质量配比及使用量
(1)矿用环保型相变凝胶钻孔密封材料：按质量百分比计由复合纤维素醚80％、聚丙烯酰胺3％、乙二醛5％、吡咯烷酮羧酸钠2％、复合型抗酶防腐剂10％组成。
复合纤维素醚按质量百分比计由羟丙基甲基纤维素60％、聚阴离子纤维素15％、羧甲基纤维素钠25％组成。
复合型抗酶防腐剂按质量百分比计由防腐剂50％和防霉剂50％组成。
(2)矿用复合型高吸水材料：按质量百分比计由复配型高吸水树脂90％、聚阴离子纤维素6％、聚丙烯酰胺4％组成。
复配型高吸水树脂由不同粒径的纯水吸水倍数为600倍的抗盐碱型聚丙烯酸盐组成，按质量百分比计5～10目10％、10～25目80％和40目10％。
(3)高强度弹性吸水囊袋是由阻燃抗静电试剂处理后且具有95％以上纯棉含量的吸水布料制成。
(4)使用量：矿用环保型相变凝胶钻孔密封材料10kg，矿用复合型高吸水材料250g。
(5)使用方法：将装有复合型高吸水材料的高强度弹性吸水囊袋固定到测压管前端规定位置，并用管卡固定，随后送入含水钻孔孔底，利用复合型高吸水材料的高吸水率及充胀性形成前端堵头，然后根据孔内含水量注入矿用环保型相变凝胶钻孔密封材料高浓度浆液，确保钻孔水最终形成料水比为2％～3％的相变凝胶，从而实现下向含水瓦斯压力测定钻孔的科学快速密封。
3)测压效果
测压效果如图3所示，从图中可看出，利用本发明对大倾角下向钻孔密封完成后，虽然受孔内积水影响，孔内瓦斯压力上升缓慢，但瓦斯压力值呈持续稳定上升状态，30d后，瓦斯压力逐渐趋于稳定，确保了煤层瓦斯压力测定的准确性。
实施例3
密封材料由矿用环保型相变凝胶钻孔密封材料，矿用复合型高吸水材料及高强度弹性吸水囊袋组成。
(1)矿用环保型相变凝胶钻孔密封材料：按质量百分比计由复合纤维素醚81％、聚丙烯酰胺5％、乙二醛1％、吡咯烷酮羧酸钠4％、复合型抗酶防腐剂9％组成。
复合纤维素醚按质量百分比计由羟丙基甲基纤维素60％、聚阴离子纤维素10％、羧甲基纤维素钠30％组成。
复合型抗酶防腐剂按质量百分比计由防腐剂50％和防霉剂50％组成。
(2)矿用复合型高吸水材料：按质量百分比计由复配型高吸水树脂90％、聚阴离子纤维素5％、聚丙烯酰胺5％组成。
复配型高吸水树脂由不同粒径的纯水吸水倍数为600倍的抗盐碱型聚丙烯酸盐组成，按质量百分比计5～10目20％、10～25目70％和40目10％。
(3)高强度弹性吸水囊袋是由阻燃抗静电试剂处理后且具有95％以上纯棉含量的吸水布料制成。
使用方法等同以上实施例。
实施例4
密封材料由矿用环保型相变凝胶钻孔密封材料，矿用复合型高吸水材料及高强度弹性吸水囊袋组成。
(1)矿用环保型相变凝胶钻孔密封材料：按质量百分比计由复合纤维素醚80％、聚丙烯酰胺5％、乙二醛2％、吡咯烷酮羧酸钠3％、复合型抗酶防腐剂10％组成。
复合纤维素醚按质量百分比计由羟丙基甲基纤维素50％、聚阴离子纤维素30％、羧甲基纤维素钠20％组成。
复合型抗酶防腐剂按质量百分比计由防腐剂40％和防霉剂60％组成。
(2)矿用复合型高吸水材料：按质量百分比计由复配型高吸水树脂90％、聚阴离子纤维素7％、聚丙烯酰胺3％组成。
复配型高吸水树脂由不同粒径的纯水吸水倍数为600倍的抗盐碱型聚丙烯酸盐组成，按质量百分比计5～10目10％、10～25目80％和40目10％。
(3)高强度弹性吸水囊袋是由阻燃抗静电试剂处理后且具有95％以上纯棉含量的吸水布料制成。
使用方法等同以上实施例。
Claims (5)
1.一种煤矿井下下向含水瓦斯压力测定钻孔密封材料，其特征在于，该材料是由矿用环保型相变凝胶钻孔密封材料，矿用复合型高吸水材料以及高强度弹性吸水囊袋组成；
所述矿用环保型相变凝胶钻孔密封材料是由以下重量份配比的组分组成：纤维素醚80～90份、聚丙烯酰胺5～10份、乙二醛1～10份、吡咯烷酮羧酸钠1～5份、抗酶防腐剂9～20份；
所述矿用复合型高吸水材料是由以下重量份配比的组分组成：高吸水树脂90～95份、聚阴离子纤维素5～10份、聚丙烯酰胺2～5份；
所述高强度弹性吸水囊袋是由阻燃抗静电试剂处理后且具有95％以上纯棉含量的吸水布料制成。
2.根据权利要求1所述的一种煤矿井下下向含水瓦斯压力测定钻孔密封材料，其特征在于，所述纤维素醚为复合型纤维素醚，其是由以下重量份配比的组分组成：羟丙基甲基纤维素50～80份、聚阴离子纤维素10～30份、羧甲基纤维素钠20～40份。
3.根据权利要求1所述的一种煤矿井下下向含水瓦斯压力测定钻孔密封材料，其特征在于，所述抗酶防腐剂是由以下重量份配比的组分组成：防腐剂40～50份和防霉剂50～60份。
4.根据权利要求1所述的一种煤矿井下下向含水瓦斯压力测定钻孔密封材料，其特征在于，所述高吸水树脂是由5～10目、10～25目、40目的不同粒径且纯水吸水倍数大于500倍的抗盐碱型聚丙烯酸盐组成。
5.一种煤矿井下下向含水瓦斯压力测定钻孔密封方法，采用如权利要求1～4中任一权利要求所述的钻孔密封材料，其特征在于步骤如下：将装有矿用复合型高吸水材料的高强度弹性吸水囊袋固定到测压管前端规定位置并送入含水钻孔孔底，利用矿用复合型高吸水材料的高吸水率及充胀性形成前端堵头；然后根据孔内含水量注入相应比例矿用环保型相变凝胶钻孔密封材料浆液，确保钻孔水最终形成料水比为2％～3％的相变凝胶。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011013555.1A CN112300446A (zh) | 2020-09-24 | 2020-09-24 | 一种煤矿井下下向含水瓦斯压力测定钻孔密封材料及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011013555.1A CN112300446A (zh) | 2020-09-24 | 2020-09-24 | 一种煤矿井下下向含水瓦斯压力测定钻孔密封材料及方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112300446A true CN112300446A (zh) | 2021-02-02 |
Family
ID=74488028
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202011013555.1A Pending CN112300446A (zh) | 2020-09-24 | 2020-09-24 | 一种煤矿井下下向含水瓦斯压力测定钻孔密封材料及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112300446A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114002005A (zh) * | 2021-11-11 | 2022-02-01 | 平顶山天安煤业股份有限公司八矿 | 一种瓦斯含量测定用密闭保压取样器 |
| CN114854097A (zh) * | 2022-04-21 | 2022-08-05 | 煤炭科学技术研究院有限公司 | 一种矿用环保可降解凝胶钻孔密封材料及其制备方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU2005100115A4 (en) * | 2005-02-09 | 2005-03-24 | Jadefoil | Inflation Medium |
| CN104389545A (zh) * | 2014-10-31 | 2015-03-04 | 河南神华能源工程有限公司 | 一种含水煤层钻孔封孔堵头装置及其使用方法 |
| CN111116998A (zh) * | 2019-12-20 | 2020-05-08 | 煤炭科学技术研究院有限公司 | 一种矿用环保型相变凝胶钻孔密封材料 |
| CN111139045A (zh) * | 2019-12-20 | 2020-05-12 | 煤炭科学技术研究院有限公司 | 一种瓦斯压力测定钻孔充填密封材料及其使用方法 |
-
2020
- 2020-09-24 CN CN202011013555.1A patent/CN112300446A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU2005100115A4 (en) * | 2005-02-09 | 2005-03-24 | Jadefoil | Inflation Medium |
| CN104389545A (zh) * | 2014-10-31 | 2015-03-04 | 河南神华能源工程有限公司 | 一种含水煤层钻孔封孔堵头装置及其使用方法 |
| CN111116998A (zh) * | 2019-12-20 | 2020-05-08 | 煤炭科学技术研究院有限公司 | 一种矿用环保型相变凝胶钻孔密封材料 |
| CN111139045A (zh) * | 2019-12-20 | 2020-05-12 | 煤炭科学技术研究院有限公司 | 一种瓦斯压力测定钻孔充填密封材料及其使用方法 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114002005A (zh) * | 2021-11-11 | 2022-02-01 | 平顶山天安煤业股份有限公司八矿 | 一种瓦斯含量测定用密闭保压取样器 |
| CN114002005B (zh) * | 2021-11-11 | 2024-03-22 | 平顶山天安煤业股份有限公司八矿 | 一种瓦斯含量测定用密闭保压取样器 |
| CN114854097A (zh) * | 2022-04-21 | 2022-08-05 | 煤炭科学技术研究院有限公司 | 一种矿用环保可降解凝胶钻孔密封材料及其制备方法 |
| CN114854097B (zh) * | 2022-04-21 | 2023-12-22 | 煤炭科学技术研究院有限公司 | 一种矿用环保可降解凝胶钻孔密封材料及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103061785B (zh) | 巷道破碎涌水围岩钻孔套管隔压渗透封固注浆装置所采用的注浆工艺 | |
| US7642223B2 (en) | Methods of generating a gas in a plugging composition to improve its sealing ability in a downhole permeable zone | |
| EP2190942B1 (en) | Methods of using colloidal silica based gels | |
| CN112300446A (zh) | 一种煤矿井下下向含水瓦斯压力测定钻孔密封材料及方法 | |
| CN105952475B (zh) | 一种煤矿残采区冒落废巷注浆加固工艺与方法 | |
| CN102994059B (zh) | 低密度水泥浆 | |
| CN108729897B (zh) | 一种二氧化碳–滑溜水间歇式混合压裂设计方法 | |
| CN106837308B (zh) | 一种瓦斯隧道测压装置及其方法 | |
| US10975294B2 (en) | Injection stimulation agent for water injection well and the preparation method and application thereof | |
| CN107216070B (zh) | 高效抗侵蚀防气窜水泥浆体系 | |
| CN102851008A (zh) | 碳酸盐钻井液 | |
| CN107572975A (zh) | 一种堵漏剂、制备方法及其应用 | |
| CN203035203U (zh) | 巷道破碎涌水围岩钻孔套管隔压渗透封固注浆装置 | |
| CN208534448U (zh) | 一种瓦斯抽采钻孔封孔装置 | |
| CN104370508A (zh) | 一种煤矿底板岩体注浆加固方法及注浆浆液 | |
| CN1982651A (zh) | 井下大面积长时间顶板暴露采场超长锚杆注浆方法 | |
| CN111139045B (zh) | 一种瓦斯压力测定钻孔充填密封材料及其使用方法 | |
| CN106285524B (zh) | 煤矿下向钻孔高分子泥浆排渣系统、方法及高分子泥浆 | |
| CN106098142B (zh) | 一种用于无声爆破的物理降阻剂 | |
| CN108395172A (zh) | 一种穿越湖底采空区超长距离大直径钢顶管成套护壁浆液 | |
| Luheng | The application of polymer mud system in drilling engineering | |
| CN109578058B (zh) | 一种通过辅助钻孔提高抽采钻孔瓦斯抽采浓度的方法 | |
| CN112960942B (zh) | 无水砂层中土压平衡顶管用触变泥浆及其制备方法、注浆方法和浆液置换方法 | |
| CN111116998B (zh) | 一种矿用环保型相变凝胶钻孔密封材料 | |
| CN106018687A (zh) | 防治矿井巷道底臌的化学方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210202 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |