[发明专利]一种用于煤层瓦斯抽排钻孔的封孔方法

说明书

技术领域

本发明用于高瓦斯煤矿中瓦斯抽采钻孔的封孔领域，尤其涉及一种用于煤层瓦斯抽排的钻孔封孔方法。

背景技术

在我国瓦斯、粉尘、火灾、水和顶板五大主要灾害事故中，煤层瓦斯灾害以破坏程度大、伤亡事故多、事故频率高等特点成为近年来煤矿生产过程中最严重事故类型之一。煤矿现场普遍采用开掘钻孔预抽方法降低煤层瓦斯浓度，在瓦斯吸附性、抽采设备等其他影响因素一定情况下，抽采率大小与钻孔的封孔效果直接相关。现有的封孔方法主要有：水泥砂浆封孔、黄泥封孔、聚氨酯封孔及传统封孔器封孔。然而，虽然水泥砂浆或黄泥封孔操作十分简单，但该方式存在两个突出问题：一是适用范围较小，主要针对于上行钻孔，而对于下行或水平钻孔则效果较差；二是水泥砂浆或黄泥凝固速度快，凝固体易出现裂隙，整体抗压强度低，封孔效果难以得到根本保障。聚氨酯材料封孔过程中，由于反应速度快，封孔深度较短，难以避开钻孔孔口附近形成的破碎区和裂隙发育区，另外，聚氨酯反应形成的凝固体强度低，且难以对裸露的钻孔孔壁形成一定支护结构，抽采过程中随孔壁出现裂隙或变形而导致封孔效果急剧下降，并直接影响瓦斯抽采率。传统囊袋式封孔器封孔是通过将浆液注入囊袋中，注入的浆液凝结后，囊袋与钻孔孔壁固结在一起，其主要问题表现在：一是注入囊袋中的浆液浓度不等，浆液在囊袋中形成的浆液凝结体难以对顶板形成径向支护力；二是装置中无回流管，不利于钻孔内浆液充实程度的合理判定。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种用于煤层瓦斯抽排钻孔的封孔方法，解决瓦斯抽采过程中遇煤屑堵塞问题，避免了钻孔封孔不严、孔口漏气现象，大幅提高钻孔瓦斯抽放率。

技术方案：为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种用于煤层瓦斯抽排钻孔的封孔方法，具体步骤如下：

a、首先利用钻机在指定位置开掘一定深度的钻孔，采用扫孔器将钻孔内煤屑吹扫干净；

b、将钻孔径向封孔器各构件安装完成后，利用钻机将钻孔径向封孔器一端推至孔底，另一端停留在孔口处；

c、将引流管一端与注浆管相连，引流管另一端与抽放泵相连，在抽放泵外侧端处的引流管上设置泵压表，连接管一端设置于浆液槽中，连接管另一端与抽放泵相连，将抽放泵的泵压调至1MPa，连续注浆时间为5-10min后停止注浆，将注浆管与引流管断开，浆液进入注浆管后，通过注浆管中的出浆孔进入前囊袋，浆液穿过爆破阀进入后囊袋中，待稠度低的浆液从注浆孔流出3-5min，将注浆管与引流管重新连接，调整注浆泵压力，使得泵表值为3MPa，再次向注浆管注浆，高压下的浆液将爆破阀打开，使得浆液从爆破阀流入沿着钻孔方向的前囊袋和后囊袋之间以及沿钻孔径向方向的副抽管壁与钻孔壁之间空隙中；

d、待第二次向注浆管中注入浆液5-10min，注入的浆液从回流孔进入返浆管后直至浆液充分流出钻孔，此时停止注浆，断开注浆管和引流管连接，完成整个过程。

更进一步的，所述的钻孔径向封孔器包括联接件、主抽管、副抽管、后囊袋、前囊袋、注浆管、返浆管和爆破阀，所述主抽管的一端与联接件连接，所述主抽管的另一端与副抽管连接，所述注浆管和返浆管与所述副抽管平行设置，所述副抽管、注浆管和返浆管的外围分别套设有前后分离的后囊袋和前囊袋，其中，所述注浆管的一端设置在后囊袋内，所述注浆管的另一端与引流管连接，位于前囊袋内的注浆管的外壁上设有若干出浆孔，位于后囊袋与前囊袋之间区域的返浆管的外壁上设有回流孔，位于后囊袋与前囊袋之间区域的注浆管上串接有爆破阀。

更进一步的，所述后囊袋和前囊袋通过多孔管密封固定设置在副抽管、注浆管和返浆管的外围，且所述注浆管的一端穿过多孔管设置在后囊袋内，所述返浆管一端穿过多孔管的返浆孔与后囊袋连通。

更进一步的，所述联接件呈锥形状，所述联接件表面分布椭圆形孔。

更进一步的，所述主抽管长度为3-10m，外径和内径分别为50mm和48mm，主抽管的管壁四周分布圆形孔。

更进一步的，所述副抽管长度为5-20m，外径和内径分别为50mm和48mm。

更进一步的，所述前囊袋和后囊袋材质为橡胶，前囊袋和后囊袋长度均为1-3m，表面四周分布菱形孔。

更进一步的，所述注浆管材质为塑料或钢铁，长度为1-3m，其内径为12-15mm，外径为16-20mm。

更进一步的，所述出浆孔的孔径为5-10mm，出浆孔的数量为1-3个。

更进一步的，所述回流孔的孔径为6-10mm，与后囊袋距离为0.3-0.5m。