一种顺层钻孔跟管钻进抽采瓦斯施工方法技术

本发明专利技术公开了一种顺层钻孔跟管钻进抽采瓦斯施工方法，包括以下步骤：跟管钻孔；由钻机依次安装钻杆、钻头后进行钻孔，其中，钻杆中心为通孔，钻头为底部设有活动翼片的开闭式钻头，钻孔完成后，将花管由钻杆的中心孔、并抵开活动翼片后下至孔内；注浆封孔；采用囊袋式注浆封孔器进行注浆封孔。本发明专利技术的有益效果：提高了顺层钻孔成孔质量和抽采效果，有效解决了套管不到位及抽采效果不理想等难题。

A Construction Method of Gas Drainage by Drilling along Bed and Following Pipe

The invention discloses a construction method for gas extraction by drilling along layers and following pipes, which comprises the following steps: following pipes drilling; drilling pipes are installed successively by drilling rigs and drill bits are drilled after drilling, in which the drill pipe center is through hole and the drill bit is an open-closed bit with movable wing at the bottom. After drilling, the flower pipes are drilled from the center hole of the drill pipe to the grouting hole after the movable wing is opened; Sealing hole; using bag type grouting sealing device for grouting sealing. The beneficial effect of the present invention is to improve the drilling quality and the extraction effect of bedding drilling, and effectively solve the problems of casing not in place and unsatisfactory extraction effect.

【技术实现步骤摘要】
一种顺层钻孔跟管钻进抽采瓦斯施工方法
本专利技术涉及一种煤矿瓦斯抽采技术，尤其涉及的是一种顺层钻孔跟管钻进抽采瓦斯施工方法。
技术介绍
张集煤矿为煤与瓦斯突出矿井，主采煤层自上而下依次为13-1、11-2、9、8、6、1煤，正在回采的13-1、11-2、6煤为突出煤层。为实现矿井安全高效开采，矿井始终坚持开采保护层和预抽煤层瓦斯的区域性瓦斯治理措施。瓦斯一直是煤矿安全生产的重大隐患，因此对煤矿瓦斯进行综合治理尤为重要。煤矿采取抽放措施，将富含于煤层中的瓦斯抽放出来，是解除瓦斯事故威胁、保障煤矿安全最为有效的措施。瓦斯抽采是煤矿瓦斯治理的根本措施和主要途径，可以使瓦斯变害为宝(可用于发电、供应煤气公司、汽车燃料等)，对于煤矿安全、环境保护和资源利用均具有重要的意义。随着矿井开采深度的增加，煤层瓦斯压力、瓦斯含量也随之逐渐增加，为了保证矿井安全生产，通常进行煤层瓦斯抽采，而封孔质量对煤层瓦斯抽采起着关键作用。瓦斯抽采是瓦斯治理的重要手段，封孔是瓦斯抽采的重要环节。从理论上说，在封孔不漏气的情况下，抽采瓦斯体积分数应为100％。实际情况显示，我国约有65％的采煤工作面顺层钻孔预抽瓦斯体积分数低于30％，瓦斯抽采漏气现象普遍存在。在瓦斯抽采过程中，封孔工艺及封孔质量对抽采钻孔是否漏气具有决定性作用。目前，造成钻孔抽采浓度偏低的因素有很多，不仅取决于煤层瓦斯赋存状况，更重要的取决于瓦斯抽采工程质量，特别是顺层钻孔套管不到位导致抽采效果不理想，因采用聚氨酯封孔时由于聚氨酯在封孔过程中发生化学反应导致封孔管下不到设计位置等缺陷，以及当抽采钻孔封孔效果满足不了抽采要求时，会使钻孔封堵不严，钻孔漏气，造成钻孔浓度偏低。为了提高顺层钻孔成孔质量和抽采效果，需解决常规工艺顺层钻孔套管不到位及抽采效果不理想等难题，并为后期工作面煤层注水提供了通道。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供了一种解决上述
技术介绍
中顺层钻孔套管不到位、抽采效果不理想等缺点的顺层瓦斯抽采装置及方法。本专利技术是通过以下技术方案解决上述技术问题的：本专利技术一种顺层钻孔跟管钻进抽采瓦斯施工方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)跟管钻孔；由钻机依次安装钻杆、钻头后进行钻孔，其中，钻杆为中心为通孔，钻头为底部设有活动翼片的开闭式钻头，钻孔完成后，将花管由钻杆的中心孔、并抵开活动翼片后下至孔内；(2)注浆封孔；采用囊袋式注浆封孔器进行注浆封孔。优选的，所述步骤(1)中的钻机为ZDY3200S型煤矿用全液压坑道钻机。优选的，所述步骤(1)中的钻杆为通径钻杆，其一端设有与钻头连接的外螺纹。优选的，通径钻杆的直径为73mm，内径为40mm。优选的，所述步骤(1)中的钻头为空心的管状结构，钻头的一端设有与钻杆连接的内螺纹，另一端设置有活动翼片和多个切削齿，多个切削齿沿钻头圆周方向均匀间隔设置，活动翼片一端通过销轴与钻头铰接，另一端可通过卡合机构与设置在钻头上的卡槽卡合。优选的，所述卡合机构包括横穿在活动翼片上的弹簧、设置在弹簧两端的钢球，钢球与弹簧固定连接，通过使钢球脱离或卡入卡槽从而实现活动翼片的开合。优选的，所述花管为1寸花管，其外径为32mm，其上的筛眼直径为5mm、筛眼距离15mm。优选的，所述步骤(2)中的囊袋式注浆封孔器，包括孔口囊袋、孔内囊袋、注浆管、抽采管、爆破阀；抽采管为多个不同内径的管子连接而成，抽采管依次穿过孔口囊袋、孔内囊袋，并与孔口囊袋、孔内囊袋的连接处密封，注浆管穿过孔口囊袋，注浆管的前端位于孔内囊袋中，且前端为密封结构，所述注浆管在孔口囊袋、孔内囊袋内均设有出浆口，爆破阀设置在孔内囊袋上，抽采管与注浆管均伸出孔口外，注浆管连接注浆泵。优选的，所述步骤(2)中将囊袋式注浆封孔器置于步骤(1)的钻孔内距孔口20米处。本专利技术相比现有技术具有以下优点：(1)本专利技术采用顺层钻孔跟管钻进抽采瓦斯技术，具体的，因使用的钻杆其中心为通孔，钻孔施工到位后，将花管自钻杆内的通孔内下入孔内，避免由于孔内煤粉堆积导致花管下不到的缺点；(2)再者，由于采用1寸整根柔性花管代替插接管，避免因插接管造成接头较多形成阻力，降低了抽采负压，解决了抽采效果不理想的难题；(3)采用囊袋代替聚氨酯封孔，囊袋随套管一起下入孔内后再进行注浆，解决了以前采用聚氨酯封孔时由于聚氨酯在封孔过程中发生化学反应导致封孔管下不到设计位置；(4)良好的抽采效果，经统计，采用该技术后的平均抽采浓度达35％，较常规工艺的20％增长75％；顺层孔百孔抽采纯量达1.2m3/min，抽采效果得到了极大提升。顺层孔成孔率达98.5％，下套管率达97.4％，严格按要求做到了“钻到位、管到底、严密封、高负压”，确保了工作面回采前预抽效果。附图说明图1是本专利技术实施例一种顺层钻孔跟管钻进抽采瓦斯施工方法的工艺流程图；图2是本专利技术实施例注浆封孔示意图；图3是钻杆的结构示意图；图4是钻头的结构示意图。图中标号：钻杆1、钻头2、活动翼片21、切削齿22、花管3、囊袋式注浆封孔器4、孔口囊袋41、孔内囊袋42、注浆管43、抽采管44、铁管441、双抗实管442、爆破阀45、注浆泵5。具体实施方式下面对本专利技术的实施例作详细说明，本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。如图1所示，本实施例一种顺层钻孔跟管钻进抽采瓦斯施工方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)跟管钻孔；首先确定钻进方位、倾角，由钻机依次安装钻杆1、钻头2后进行施工钻孔，并在实施监测钻进是否有正确，即是否产生方位偏差，若产生偏差及时调整钻进参数，直至钻进至设计孔深，其中，钻杆1为中心为通孔，钻头2为底部设有活动翼片21的开闭式钻头，钻孔完成后，将花管3由钻杆1的中心孔、并抵开活动翼片21后下至孔内；具体的：(a)钻孔施工采用通径钻杆及配套的开闭式钻头施工。(b)钻进至设计孔深，并充分排渣，起钻8～10m。(c)下花管3，将长度匹配的整体式1吋花管3拉直，从钻杆1内下至孔底(全程下套管过程中花管3抵开钻头的中心翼片)。(d)退钻杆，将花管3留在孔内。其中钻机为ZDY3200S型煤矿用全液压坑道钻机，或ZDY3200S型及以上型号。如图3所示，钻杆1为通径钻杆，其一端设有与钻头连接的外螺纹，通径钻杆的直径为73mm，内径为40mm。如图4所示，钻头2为空心的管状结构，钻头2的一端设有与钻杆1连接的内螺纹，另一端设置有活动翼片21和多个切削齿22，多个切削齿22沿钻头圆周方向均匀间隔设置，活动翼片21一端通过销轴与钻头2铰接，另一端可通过卡合机构与设置在钻头2上的卡槽卡合。本实施例中的切削齿为4个，活动翼片21为条形结构，橫置在钻头2底部直径处。所述卡合机构包括横穿在活动翼片21上的弹簧、设置在弹簧两端的钢球，钢球与弹簧固定连接，通过使钢球脱离或卡入卡槽从而实现活动翼片的开合。其中，卡槽包括两个与钢球相匹配的半球形凹槽，且钻头2上设置有长方体形凹槽，将活动翼片21闭上时，将活动翼片21的一端置于长方体形凹槽中，两个半球形凹槽设置在长方体形凹槽的两侧并与长方体形凹槽贯通。本实施例中仅给出一种卡合机构的结构，现有技术中其他能够实现开合作用的卡合机构均在本专利技术的保护范围。本专利技术中钻头在钻本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种顺层钻孔跟管钻进抽采瓦斯施工方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)跟管钻孔；由钻机依次安装钻杆、钻头后进行钻孔，其中，钻杆中心为通孔，钻头为底部设有活动翼片的开闭式钻头，钻孔完成后，将花管由钻杆的中心孔、并抵开活动翼片后下至孔内；(2)注浆封孔；采用囊袋式注浆封孔器进行注浆封孔。

【技术特征摘要】
1.一种顺层钻孔跟管钻进抽采瓦斯施工方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)跟管钻孔；由钻机依次安装钻杆、钻头后进行钻孔，其中，钻杆中心为通孔，钻头为底部设有活动翼片的开闭式钻头，钻孔完成后，将花管由钻杆的中心孔、并抵开活动翼片后下至孔内；(2)注浆封孔；采用囊袋式注浆封孔器进行注浆封孔。2.根据权利要求1所述的一种顺层钻孔跟管钻进抽采瓦斯施工方法，其特征在于，所述步骤(1)中的钻机为ZDY3200S型煤矿用全液压坑道钻机。3.根据权利要求1所述的一种顺层钻孔跟管钻进抽采瓦斯施工方法，其特征在于，所述步骤(1)中的钻杆为通径钻杆，其一端设有与钻头连接的外螺纹。4.根据权利要求3所述的一种顺层钻孔跟管钻进抽采瓦斯施工方法，其特征在于，通径钻杆的直径为73mm，内径为40mm。5.根据权利要求1所述的一种顺层钻孔跟管钻进抽采瓦斯施工方法，其特征在于，所述步骤(1)中的钻头为空心的管状结构，钻头的一端设有与钻杆连接的内螺纹，另一端设置有活动翼片和多个切削齿，多个切削齿沿钻头圆周方向均匀间隔设置，活动翼片一端通过销轴与钻头铰接，另一端可通过卡合机构与设置在钻头...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪有清，高波，杨泽胜，潘滔，李卫军，裴永生，
申请(专利权)人：淮南矿业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34