[发明专利]一种高瓦斯极松软煤层瓦斯抽采钻孔的施工方法

摘要

本发明公开了一种高瓦斯极松软煤层瓦斯抽采钻孔的施工方法，先在开设大钻孔内塞入环形气囊，接着换上小钻头继续钻进；当发生喷孔现象时，对环形气囊进行充气，使其分别与中空钻杆和大钻孔的孔壁压紧接触并产生摩擦力；此时瓦斯抽排装置通过抽排管与中空钻杆连接开始抽采，使瓦斯及部分粒径较小的煤粉会通过气孔进入中空钻杆并到达煤粉过滤室，筛网对瓦斯与煤粉进行分离，煤粉被留在煤粉过滤室内，而瓦斯到达瓦斯抽排装置被抽排到指定位置收集；持续抽采直至消除喷孔现象。在发生喷孔现象时，对钻孔进行封堵防止瓦斯及煤粉从钻孔中喷出到巷道内，然后对钻孔内的瓦斯及煤粉进行分离抽采，直至消除喷孔现象，从而保证巷道内施工设备及人员的安全性。

主权项

1.一种高瓦斯极松软煤层瓦斯抽采钻孔的施工方法，其特征在于，该方法的具体步骤为：A、探测钻孔位置与煤层之间的岩层厚度及扩孔：通过已知的勘探方法对所需钻孔的岩壁与煤层之间的岩层厚度进行探测；在中空钻杆端部安装Φ132mm的钻头Ⅰ，用钻头Ⅰ在岩壁上开出一个深度为1m的大钻孔，然后退出钻头Ⅰ，将环形气囊塞入大钻孔内，并通过O型环使环形气囊沿大钻孔的孔壁环形布置，所述中空钻杆的圆周面开设多个气孔；B、瓦斯抽采钻孔的钻进：将钻头Ⅰ从中空钻杆端部拆下并安装Φ87mm的钻头Ⅱ，将钻头Ⅱ穿过环形气囊中部形成的通孔，然后沿着大钻孔的方向继续进行钻孔施工，在钻孔过程中根据步骤A探测的岩层厚度和钻孔中流出的水煤渣颜色分辨钻头Ⅱ是否已经穿过岩层进入煤层，当钻头Ⅱ进入煤层后并发生喷孔现象时，立即停止钻头Ⅱ的钻进；C、环形气囊充气：开启充气装置通过充气管向环形气囊中注入高压气体，并通过装在充气管上的压力表观察环形气囊内的气压，环形气囊膨胀后充满整个大钻孔、使其分别与中空钻杆和大钻孔的孔壁压紧接触并产生摩擦力，此时在大钻孔外部的环形气囊与中空钻杆接触的位置涂抹表面活化剂，若涂抹的表面活化剂有气泡产生，则说明环形气囊与中空钻杆之间留有间隙，则继续保持充气装置工作，直至表面活化剂无气泡产生或通过压力表观察环形气囊内部的压力值达到环形气囊的最大承受压力值时停止充气装置工作；若涂抹的表面活化剂无气泡产生，则说明环形气囊与中空钻杆之间无间隙，停止充气装置并保持环形气囊内的气体压力，对大钻孔完成封堵瓦斯的施工；D、抽排瓦斯：将中空钻杆与钻机的连接端分离，并将第一抽排管的一端与中空钻杆的该端连通，第一抽排管的另一端与煤粉过滤室的一端连通，煤粉过滤室的另一端通过第二抽排管与瓦斯抽排装置连通，煤粉过滤室与第二抽排管的连接处装有筛网；开启瓦斯抽排装置，由于从煤层沿着钻孔喷出的瓦斯在大钻孔处受到环形气囊的封堵，中空钻杆内部处于负压，此时瓦斯及部分粒径小于气孔的煤粉经过气孔进入中空钻杆内，再经第一抽排管进入煤粉过滤室内，在煤粉过滤室内，瓦斯经过筛网进入第二抽排管并达到瓦斯抽排装置，煤粉无法通过筛网被留在煤粉过滤室内；持续进行瓦斯抽采，当抽采的瓦斯浓度降低至60％且趋于稳定后，说明喷孔现象结束，将充气装置与环形气囊断开连接，并使环形气囊内的高压气体排出，此时环形气囊的中部重新形成通孔，中空钻杆与环形气囊之间无压力作用；E、清理钻杆及钻孔：断开中空钻杆与第一抽排管的连接，将注水泵与中空钻杆的端部连接，向中空钻杆注水清理中空钻杆及钻孔中的煤粉，注水一段时间后将注水泵与中空钻杆断开连接，使钻孔及中空钻杆内的水煤混合物流出，然后再次将注水泵与中空钻杆连接，如此循环往复多次后，完成中空钻杆及钻孔内的煤粉清理过程；F、继续钻孔：将中空钻杆与钻机相连，继续在煤层中钻进，若再次出现喷孔现象，则重复步骤C至E，直至钻孔穿透煤层全厚、并进入顶板不小于0.5m后停止钻进；G、钻孔封孔：将中空钻杆从钻孔中退出，并拆除环形气囊，最后使用普通水泥和高效水泥以泥浆泵压力注浆方式进行封孔。