[发明专利]一种用于瓦斯抽采钻孔的低温流体速冻冰堵方法

说明书

本发明公开了一种用于瓦斯抽采钻孔的低温流体速冻冰堵方法，通过注水管向两个水压胶囊封堵器内部注入高压水，两个水压胶囊封堵器均受水压作用充起，使第一水压胶囊封堵器、第二水压胶囊封堵器和瓦斯抽采钻孔的内壁形成一个密封空间；然后向密封空间注入低温流体，低温流体在密封空间内受热后部分相变形成相变气体，相变气体从排气管排出密封空间，从而保证密封空间内的气压为常压状态；同时两个水压胶囊封堵器接触到低温流体后温度快速下降，使其内部的水变成冰，进一步增大第一水压胶囊封堵器和第二水压胶囊封堵器分别与瓦斯抽采钻孔内壁之间的压紧力，确保水压胶囊封堵器与瓦斯抽采钻孔内壁之间的密封效果；完成瓦斯抽采钻孔的冰堵密封过程。

技术领域

本发明涉及一种用于瓦斯抽采钻孔的低温流体速冻冰堵方法，属于瓦斯抽采技术领域。

背景技术

目前煤与瓦斯突出灾害依旧制约着我国煤炭行业的发展,威胁着煤矿井下的安全生产。为减少煤与瓦斯突出灾害的发生，利用钻孔进行瓦斯抽采是重要的基础技术手段之一。因此，钻孔封堵的程度，直接决定了瓦斯抽采的效果，一旦钻孔孔口无法有效进行封堵，则会导致瓦斯抽采过程中，钻孔内的瓦斯无法通过抽采通道被抽采出来从而导致抽采的瓦斯浓度低，而且瓦斯会从钻孔孔口未封堵好的缝隙进入人员工作区，这样就会导致人员存在安全风险；另据统计我国目前约2/3的矿井瓦斯抽采钻孔封孔长度短且密封质量差,约65％的回采工作面预抽瓦斯浓度低于30％。另外现有的胶囊封堵器封堵时，钻孔存在漏气现象，密封质量有待进一步提升。因此，如何对瓦斯抽采钻孔进行有效密封，进而有效提升钻孔抽采效果，是本行业的研究方向。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种用于瓦斯抽采钻孔的低温流体速冻冰堵方法，利用水相变成冰体积增大的原理，对瓦斯抽采钻孔进行有效的冰堵密封，进而有效提升瓦斯抽采钻孔的瓦斯抽采效果。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种用于瓦斯抽采钻孔的低温流体速冻冰堵方法，具体步骤为：

A、组装瓦斯抽采密封系统：设置瓦斯抽采管，在瓦斯抽采管上装有两个未充起的水压胶囊封堵器，分别为第一水压胶囊封堵器和第二水压胶囊封堵器，第一水压胶囊封堵器和第二水压胶囊封堵器之间间隔一定距离，第一水压胶囊封堵器相比于第二水压胶囊封堵器更靠近瓦斯抽采管的进气端；注水管依次与第二水压胶囊封堵器和第一水压胶囊封堵器固定连接、且注水管内部分别与第二水压胶囊封堵器和第一水压胶囊封堵器内部的注水通道均连通，注水管与瓦斯抽采管平行设置；设置排气管，排气管固定在第二水压胶囊封堵器上、且其一端穿过第二水压胶囊封堵器处于第一水压胶囊封堵器和第二水压胶囊封堵器之间；设置注低温流体管，注低温流体管固定在第二水压胶囊封堵器上、且其一端穿过第二水压胶囊封堵器处于第一水压胶囊封堵器和第二水压胶囊封堵器之间，完成瓦斯抽采密封系统的组装；

B、先将瓦斯抽采密封系统放置到所需的瓦斯抽采钻孔内，使瓦斯抽采管的进气端伸入瓦斯抽采钻孔最深处，且第一水压胶囊封堵器和第二水压胶囊封堵器处于瓦斯抽采钻孔内；瓦斯抽采管的出气端、注水管的进水口、注低温流体管另一端和排气管另一端均处于瓦斯抽采钻孔外，从而完成瓦斯抽采密封系统的布设过程；

C、进行封堵时，先将注水管的进水口连接高压水泵，经过注水管向第一水压胶囊封堵器和第二水压胶囊封堵器内部注入高压水，使第一水压胶囊封堵器和第二水压胶囊封堵器均受水压作用充起，分别与瓦斯抽采钻孔的内壁压紧密封并保持当前水压，将注水管的进水口与高压水泵断开并封堵，从而使第一水压胶囊封堵器、第二水压胶囊封堵器和瓦斯抽采钻孔的内壁形成一个密封空间；