一種下行孔封孔方法

2023-05-11 19:08:41

專利名稱：一種下行孔封孔方法
技術領域：
本發明涉及一種封孔方法，尤其是一種適用於從上伏煤層向下伏煤層施工下行鑽 孔進行抽放煤層瓦斯和測試煤層瓦斯壓力的下行孔封孔方法。
背景技術：
煤層瓦斯是導致礦井瓦斯爆炸和煤與瓦斯突出的主要因素之一，為了確保在回採 過程中避免工作面瓦斯超限，消除工作面的突出危險性，抽放煤層瓦斯為主要的措施之一。 而抽放效果和鑽孔的密封效果密切相關，鑽孔密封較差時，會產生漏氣現象，鑽孔負壓一般 較低，抽放瓦斯能力降低。為此，為了提高鑽孔抽放瓦斯的效果，必須提高鑽孔密封質量。下行鑽孔抽放煤層瓦斯在礦井中應用比較普遍，目前，下行鑽孔可以採用聚氨酯 或水泥砂漿等材料進行封閉。但是，聚氨酯封閉長度普遍較短，密封深度比較淺，不能很好 的密封裂隙，容易漏氣；而採用水泥砂漿等液體材料進行封孔時，需要採用膠囊等充填物 放置在鑽孔內部用於擋漿液，由於無法看見擋漿的效果，因此，這種密封的效果不能得到保 證。鑽孔密封之後，還將會在地應力的作用下發生變形，同時產生大量的次生裂隙，最終可 能導致鑽孔漏氣，降低了瓦斯抽放能力。此外，煤層瓦斯壓力也為煤層的主要參數之一，我國相關煤礦法規規定，煤層在開 採之前必須要首先測試煤層的瓦斯壓力。測試煤層瓦斯壓力最好使用上行孔，但是很多條 件下不具備上行孔施工條件，必須採用下行鑽孔測試，同樣會受到擋漿和地應力演變破壞 鑽孔的影響，導致不能準確測試煤層瓦斯壓力。因此，下行瓦斯抽放孔和測壓孔的封孔效果普遍不理想。

發明內容
技術問題本發明提供的一種下行孔封孔方法，通過兩次鑽孔，使得孔徑不同，給 鑽孔內部採用環形軟塞擋漿提供了條件，從而確保鑽孔注漿密封效果。技術方案本發明的一種下行孔封孔方法
a、在煤層上方的工作面內向煤層方向施工孔徑為90mm 200mm的一個下行外孔，下行 外孔鑽至煤層頂板距離煤層約1 m處時停止鑽進，退出鑽杆；
b、向下行外孔底部向煤層方向繼續施工孔徑為40mm 75mm的一個下行內孔，直至下 行內孔進入煤層不低於1 m或穿過煤層後停止鑽進，退出鑽杆；
c、往下行外孔內插入前部固定有環形軟塞的瓦斯抽放管，直至瓦斯抽放管的前端部進 入下行內孔中、且環形軟塞封堵在下行內孔和下行外孔的連接處；
d、向下行外孔內注入封孔漿液，直至漿液注滿下行外孔。所述的環形軟塞的直徑介於下行外孔和下行內孔的直徑之間；所述的環形軟塞固 定在距離瓦斯抽放管前端部廣an的位置處。有益效果本發明適用於下行瓦斯抽放鑽孔和測壓孔，採用「二次鑽孔+環形軟塞 +漿液」的方法將鑽孔和密封有機結合，提高鑽孔的密封質量，通過施工下行外孔之後，在下行外孔孔底繼續施工下行內孔，根據不同孔徑連接處的差異，放入瓦斯抽放管的同時通過 安放環形軟塞堵住內外孔連接處，通過注漿將下行外孔進行密封。克服了用聚氨酯擋漿時， 由於膨脹較快不易送達指定地點的難題，同時也克服了因擋漿效果不好而導致漿液流入鑽 孔底部將整個鑽孔密封的困難。由於擋漿地點可以精確控制，並採用了注漿的方式進行密 封，為確保鑽孔抽放瓦斯的效果和瓦斯壓力測試結果的準確性提供保障，通過該封孔方法 的實施，可以提高鑽孔瓦斯抽放濃度50%以上，不論是用於瓦斯抽放還是用於煤層瓦斯壓 力的測試，方法簡單，密封效果好，省時省力，工效高，具有廣泛的實用性。


圖1是本發明的下行孔封孔方法工藝示意圖。圖2是圖中的A-A的結構示意圖。圖中1-下行外孔；2-漿液；3-瓦斯抽放管；4-環形軟塞；5-下行內孔。
具體實施例方式如圖所示，本發明的下行孔封孔方法首先用大鑽頭按照已有的鑽孔方法在煤層 上方的工作面內向煤層方向施工孔徑為90mm 200mm的一個下行外孔1，下行外孔1鑽至 煤層頂板距離煤層約1 m處時停止鑽進，退出鑽杆；然後用小鑽頭按照已有的鑽孔方法沿 下行外孔1底部向煤層方向繼續施工孔徑為40mm 75mm的一個下行內孔5，直至下行內 孔5進入煤層不低於1 m或穿過煤層後停止鑽進，退出鑽杆，如果鑽孔為瓦斯抽放孔，則下 行內孔5應穿透煤層，如果鑽孔用於測壓，則要求下行內孔5進入煤層不低於1 m。在距離 瓦斯抽放管3前部套裝固定有環形軟塞4，環形軟塞4為圓錐形，圓錐頂朝向鑽孔內部，環 形軟塞4的直徑介於下行外孔1和下行內孔5的直徑之間，將瓦斯抽放管3插入鑽孔內，確 保瓦斯抽放管3進入下行內孔5中，使環形軟塞4固定在下行外孔1和下行內孔5的連接 處，且緊密連接。環形軟塞4固定在距離瓦斯抽放管3前端部廣an的位置處；之後採用已 有的常規方法向下行外孔1內注入封孔漿液2，直至漿液2注滿下行外孔1，完成封孔。
權利要求
1.一種下行孔封孔方法，其特徵在於包括如下步驟a、從巷道向下方煤層方向施工孔徑為90mm 200mm的一個下行外孔(1)，下行外孔 (1)鑽至煤層頂板距離煤層約1 m處時停止鑽進，退出鑽杆；b、沿下行外孔(1)底部向煤層方向繼續施工孔徑為40mm 75mm的一個下行內孔(5)， 直至下行內孔(5)進入煤層不低於1 m或穿過煤層後停止鑽進，退出鑽杆；c、向下行外孔(1)內插入前部固定有環形軟塞(4)的瓦斯抽放管(3)，直至瓦斯抽放管 (3)的前端部進入下行內孔(5)中、且環形軟塞(4)封堵在下行內孔(5)和下行外孔(1)的 連接處；d、往下行外孔(1)內注入封孔漿液(2)，直至漿液(2 )注滿下行外孔(1)。
2.根據權利要求1所述的一種下行孔封孔方法，其特徵在於所述的環形軟塞(4)的直 徑介於下行外孔(1)和下行內孔(5)的直徑之間。
3.根據權利要求1所述的一種下行孔封孔方法，其特徵在於所述的環形軟塞(4)固定 在距離瓦斯抽放管(3)前端部廣an的位置處。
全文摘要
一種下行孔封孔方法，適用於下行瓦斯抽放鑽孔和測壓孔。該方法首先從巷道向下方煤層方向施工一個下行外孔，下行外孔鑽至煤層頂板時停止鑽進，退出鑽杆；沿下行外孔底部向內繼續施工一個下行內孔，直至下行內孔進入煤層或穿過煤層後停止鑽進，退出鑽杆；向下行外孔內插入前部固定有環形軟塞的瓦斯抽放管，直至瓦斯抽放管的前端部進入下行內孔中、且環形軟塞封堵在下行內孔連接處；向下行外孔內注入封孔漿液，通過注漿將下行外孔進行密封。克服了用聚氨酯擋漿時膨脹較快不易送達指定地點的難題，同時也克服了因擋漿效果不好而導致漿液流入鑽孔底部將整個鑽孔密封的困難。其方法簡單，密封效果好，省時省力，工效高。
文檔編號E21F7/00GK102071962SQ20101060433
公開日2011年5月25日 申請日期2010年12月24日 優先權日2010年12月24日
發明者姜永明, 屈永安, 楊威, 林柏泉, 王建利, 翟成, 趙武強 申請人:中國礦業大學, 陝西陝煤韓城礦業有限公司