[发明专利]一种煤矿瓦斯抽采用钻孔流体密封方法

说明书

本发明公开了一种煤矿瓦斯抽采用钻孔流体密封方法，在抽采管内安装注水管，注水管设有穿过抽采管关闭的支管且设有单向阀，在抽采管表面且位于单向阀的两侧分别安装一个堵头，注水管安装有压力表和总阀，内腔填充有密封流体；将抽采管放入钻孔内，开阀注水，当压力上升至一定压力后，关闭总阀；注水管连接低压水源，持续对钻孔进行水流缓渗密封，每天观察瓦斯抽采浓度数据。本发明的方法基于“固体封胶体，胶体封液体，液体封气体”，以可以胶结的粘性流体与水作为封孔材料代替传统固体，有效提高了封孔段的致密性，达到提高封孔效果的目的。

技术领域

本发明涉及煤矿采集领域，具体地说涉及一种煤矿瓦斯抽采用钻孔流体密封方法。

背景技术

随着煤矿开采深度的增加，煤矿的瓦斯问题也日益严重。尤其是高瓦斯低透气性煤层的瓦斯治理问题，一直严重制约着煤矿的安全生产。目前，解决矿井开采过程中的瓦斯涌出和突出问题最主要的手段，就是采用瓦斯抽采。然而，在瓦斯抽采的过程中，也存在着抽采浓度低、效果差、持续时间短等各种问题。其中的一个最主要的制约因素就是钻孔的密封能力，直接制约着钻孔的抽采效果。为了提高钻孔的抽采效果，延长钻孔的使用时间，目前我国采用最多，效果最好的方法就是“两堵一注”的封孔方法，通常在两个堵头之间灌注的是水泥砂浆。水泥砂浆虽然具有一定强度，但由于水泥在凝固后有收缩的趋势，因此在钻孔壁处就会产生裂隙导致漏气，尤其对于小倾角钻孔，水泥的收缩必然在钻孔上壁产生大裂缝。除此之外，矿井通常也会采用聚氨酯封孔，但由于聚氨酯自身性质，封孔一段时间后，在地压的作用下就会导致其变形，进而失去在煤壁的紧密接触，发生漏气，使钻孔失效。归纳总结之后会发现，现有钻孔密封都属于固体密封，均无法有效密封钻孔壁面一定法向尺度的孔隙裂隙，存在着不同程度的缺陷，这使改进封孔技术原理及方法显得十分必要。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种实现钻孔高浓度瓦斯长期抽采的煤矿瓦斯抽采钻孔流体密封方法。

技术方案：为了实现上述发明目的，本发明的一种煤矿瓦斯抽采用钻孔流体密封方法，包括如下步骤：

(1)在抽采管内安装注水管，在抽采管管壁开孔并安装与注水管连通的支管，所述支管与注水管和抽采管的管壁密封连接，所述支管端部安装单向阀；

(2)在抽采管表面安装两个堵头，所述两个堵头分别安装于支管的两侧；注水管的注水端安装有压力表和总阀；所述总阀、注水管、支管中任意一个或多个的内腔填充有密封流体；

(3)将抽采管放入钻孔内，打开总阀，向钻孔内注密封流体和水；

(4)当压力表显示注水管内的压力缓慢上升至标记压力后，关闭总阀；

(5)注水管连接不高于标记压力的低压水源，持续对钻孔进行水流缓渗密封，每天观察瓦斯抽采浓度数据。

进一步地，所述堵头为钻孔用封孔器，或聚氨酯、水泥砂浆填料。当堵头选用钻孔用封孔器时，所述封孔器为现有公知的封孔器，使用时可选用一个封孔器，也可以选用多个封孔器组合使用；当堵头选用聚氨酯时，所述聚氨酯为现有公知的具备一定弹性形变的聚氨酯材料。

作为本发明的进一步优化，所述总阀为球阀。

进一步地，所述密封流体包括丙凝、聚氨酯、羧甲基纤维素钠、水溶性尿醛树脂的任意一种。密封流体为水溶性胶体物质，其用来代替传统密封堵漏的材料，显著提高了堵漏效果。

本发明所述的标记压力根据钻孔大小、堵漏要求的不同而改变，对于大多数情况而言，标记压力一般不超过1MPa，一般来说在0.5～0.8MPa，单向阀的开启压力不得高于标记压力，一般在0.2～0.4MPa。