鬆軟煤層區域封閉式瓦斯抽放鑽孔的封孔方法
2023-05-27 02:12:01 2
專利名稱：鬆軟煤層區域封閉式瓦斯抽放鑽孔的封孔方法
技術領域：
本發明涉及礦井通風與安全類的煤層瓦斯抽放專業技術領域，具體為針對鬆軟煤層區域封閉式瓦斯抽放鑽孔的封孔方法。
背景技術：
目前許多高瓦斯礦井，都面臨煤層鬆軟區域封孔效果差的問題，主要原因為:1)煤層鬆軟區域巷道掘進過程中，巷幫煤體由於掘進採動影響由巷幫向裡依次形成煤體卸壓帶、應力集中帶及原始應力帶，卸壓帶、及原始應力帶內煤體裂隙增加；2)煤層鬆軟區域地應力大，煤層破碎，瓦斯抽放鑽孔施工過程掏煤過多，造成煤層裂隙再度增大；由於巷幫附近整個煤體裂隙的增加，導致鑽孔本煤層鑽孔很難實現嚴封孔。目前的傳統封孔工藝，僅僅圍繞抽放鑽孔在封孔長度、深度、封孔材料上做研究，封孔範圍僅局限於瓦斯抽放鑽孔，未將封孔空間擴大到鑽孔施工的整個巷幫(煤壁)上。所以，使用傳統封孔工藝僅能將所施工的瓦斯抽放鑽孔利用封孔水泥進行封堵，但煤壁裂隙漏氣問題無法解決，不能完全割截抽放鑽孔與外界的聯繫，導致煤壁漏氣嚴重，鑽孔抽放效果不能得到保障。這是傳統的封孔工藝一直存在的一個缺陷。
發明內容
本發明為了解決鬆軟煤層瓦斯抽放鑽孔區域漏氣嚴重的問題，提供了一種鬆軟煤層瓦斯抽放鑽孔區域的封閉方法。本發明是採用如下技術方案實現的:
一種鬆軟煤層區域封閉式瓦斯抽放鑽孔的封孔方法，包括如下步驟: (I)、瓦斯抽放鑽孔的傳統封孔:對巷道巷幫上的瓦斯抽放鑽孔進行封孔(封孔深度以超過煤壁卸壓帶及應力集中帶至煤體原始應力帶為準)。(2)、區域封閉鑽孔施工:在以每個瓦斯抽放鑽孔的圓心為中心、半徑為I 1.5m的範圍內，均布施工2 4個6 Sm深的封閉短孔(鑽孔終孔位置以超過巷道煤壁煤體的卸壓帶至煤體應力集中帶為準，如果巷幫裂隙發育多，則需要在裂隙發育處補充封閉短孔)。(3)、區域封閉:向每個封閉短孔內注入低稠度、高膨脹水泥，水泥滲入煤層裂隙區，直至煤壁滲出水泥漿為止。(4)、封孔完畢:靜置20 24h後水泥漿凝固，形成由煤體、水泥組成的無裂隙牆。本方法利用現有的煤礦封孔水泥(具有低稠度、膨脹比高、膨脹速度快的特點)，容易滲入煤壁裂隙，通過對瓦斯抽放鑽孔進行傳統的初步封孔後，再次在煤壁施工封閉短孔，進行注漿式封孔，使得水泥滲入整個裂隙區，在利用水泥的高膨脹性，將煤體裂隙填補。從而在瓦斯抽放鑽孔區域形成一道煤體、水泥混合組成的無裂隙「類巖石牆」，截斷了瓦斯抽放鑽孔通過煤體漏氣的途徑，有效減少了瓦斯漏氣、提高鑽孔瓦斯抽採量、抽採濃度。本發明設計合理，主要針對鬆軟煤層瓦斯抽放鑽孔區域封孔效果差、煤壁漏氣嚴重的問題，利用專用封孔水泥，低稠度、高膨脹比、凝固迅速的特點，對封孔工藝進行改進，克服傳統封孔工藝僅對所施工鑽孔進行封孔的特點，將封孔區域延伸至整個施工鑽孔的煤壁，有效杜絕了煤壁漏氣問題的產生。
具體實施例方式下面對本發明的具體實施例進行詳細說明。一種鬆軟煤層區域封閉式瓦斯抽放鑽孔的封孔方法，包括如下步驟:
(I)、瓦斯抽放鑽孔的傳統封孔:對巷道巷幫上的瓦斯抽放鑽孔進行封孔；具體如下:
a、將4根Φ50ΡΕ封孔管聯接起來，將兩袋煤礦專用合成樹脂(每袋500克，分為A、B兩份，以下簡稱「A-B袋」)用塑料膠帶綁在封孔管距孔口 12m左右(不打開隔條)；
b、抽出「A-B袋」中間的隔條，用手揉搓3分鐘，使袋中A、B液充分混合; C、通過旋轉封孔管將其插入鑽孔中，孔口外露約300_，使包裝與鑽孔內壁摩擦將包裝磨破，使A、B組在鑽孔內混合膨脹，完成預封環節；
d、若鑽孔為下行孔，則將注漿管伸進孔內約8米左右，排氣管伸入孔口I米，孔口用石膏封口 ；上行孔將排氣管伸入孔內約8米左右，注漿管伸入孔口 I米，孔口用石膏封口 ；7jC平孔應視現場情況確定注漿管和排氣管深入鑽孔的長度及位置；
e、將注漿管和礦用風動注漿泵聯接，將專用封孔膨脹材料和水倒入注漿泵中，攪拌均勻後開啟注漿泵進行注漿封孔；
f、當專用封孔膨脹材料從排氣管中流出時，停止注漿，用細條絲將外露的排氣管纏住，以不透氣為準；
g、開啟注漿泵繼續注漿，直到專用封孔膨脹材料從孔口石膏縫中溢出，停止注漿；
h、用刀具將注漿管從孔口割斷，用細條絲按步驟f的方法將外露的注漿管纏住，完成瓦斯抽放鑽孔的封孔。(2)、區域封閉鑽孔施工:在以每個瓦斯抽放鑽孔的圓心為中心、半徑為I 1.5m的範圍內，均布施工2 4個6 Sm深的封閉短孔(鑽孔終孔位置以超過巷道煤壁煤體的卸壓帶至煤體應力集中帶為準，如果巷幫裂隙發育多，則需要在裂隙發育處補充封閉短孔)。(3)、區域封閉:向每個封閉短孔內注入低稠度、高膨脹水泥，水泥滲入煤層裂隙區，直至煤壁滲出水泥漿為止(具體實施時，可以以組為單位，對一組鑽孔集中進行區域封閉)。(4)、封孔完畢:靜置20 24h後水泥漿凝固，形成由煤體、水泥組成的無裂隙牆。具體實施時，步驟(2 )中，在每個瓦斯抽放鑽孔周圍的煤壁上下左右四個位置施工四個封閉短孔。水泥的膨脹比為1:1.5。水泥膨脹、凝固，煤層裂隙減少、硬度增大，封孔效果得到大幅度提高。
權利要求
1.一種鬆軟煤層區域封閉式瓦斯抽放鑽孔的封孔方法，其特徵在於:包括如下步驟: (1)、瓦斯抽放鑽孔的傳統封孔:對巷道巷幫上的瓦斯抽放鑽孔進行封孔； (2)、區域封閉鑽孔施工:在以每個瓦斯抽放鑽孔的圓心為中心、半徑為I 1.5m的範圍內，均布施工2 4個6 8m深的封閉短孔； (3)、區域封閉:向每個封閉短孔內注入低稠度、高膨脹水泥，水泥滲入煤層裂隙區，直至煤壁滲出水泥漿為止； (4)、封孔完畢:靜置20 24h後水泥漿凝固，形成由煤體、水泥組成的無裂隙牆。
2.根據權利要求1所述的鬆軟煤層區域封閉式瓦斯抽放鑽孔的封孔方法，其特徵在於:步驟(2)中，在每個瓦斯抽放鑽孔周圍的煤壁上下左右四個位置施工四個封閉短孔。
3.根據權利要求1或2所述的鬆軟煤層區域封閉式瓦斯抽放鑽孔的封孔方法，其特徵在於:水泥的膨脹比為1:1.5。
4.根據權利要求1或2所述的鬆軟煤層區域封閉式瓦斯抽放鑽孔的封孔方法，其特徵在於:如果巷幫裂隙發育多·，則需要在裂隙發育處補充封閉短孔。
全文摘要
本發明涉及礦井通風與安全類的煤層瓦斯抽放專業技術領域，具體為針對鬆軟煤層瓦斯抽放鑽孔區域的封閉方法，解決了鬆軟煤層瓦斯抽放鑽孔區域漏氣嚴重的問題。一種鬆軟煤層區域封閉式瓦斯抽放鑽孔的封孔方法，包括如下步驟(1)對巷道巷幫上的瓦斯抽放鑽孔進行封孔；(2)在以每個瓦斯抽放鑽孔的圓心為中心、半徑為1～1.5m的範圍內，均布施工2～4個6～8m深的封閉短孔；(3)向每個封閉短孔內注入低稠度、高膨脹水泥，水泥滲入煤層裂隙區，直至煤壁滲出水泥漿為止；(4)靜置20～24h後水泥漿凝固，形成由煤體、水泥組成的無裂隙牆。本發明設計合理，對封孔工藝進行改進，克服傳統封孔工藝的缺點，杜絕了煤壁漏氣問題。
文檔編號E21B33/13GK103244073SQ20131017926
公開日2013年8月14日 申請日期2013年5月15日 優先權日2013年5月15日
發明者張文青, 王永革, 田書龍, 張育恆, 辛憲耀, 董炳文, 曹雪芹, 李海濤, 成國清 申請人:山西晉城無煙煤礦業集團有限責任公司