“三堵两注”瓦斯抽放孔封孔方法技术

本发明专利技术涉及煤矿井下瓦斯抽放工艺领域，具体为一种“三堵两注”瓦斯抽防孔封孔方法，封孔工艺在煤矿瓦斯抽放领域运用较多，对新工艺、新方法比原来工艺有了实质性的改进。本发明专利技术封孔工艺，包括洗孔、塞花管、预封、注浆前测压、带压注浆前半段、带压注浆后半段、糊孔。成孔后利用钻杆内的返出水进行洗孔，拔出钻杆后将塞满整个钻孔，利用囊袋进行预封，注入空气进行承压实验，前半段注浆，后半段注浆，利用封孔水泥糊孔。该工艺操作流程简单，节约成本，同时也有效解决了“两堵一注”的弊端，减少了钻孔的报废率，再次提高了抽放效果。

【技术实现步骤摘要】
“三堵两注”瓦斯抽放孔封孔方法
本专利技术涉及煤矿井下瓦斯抽放领域，具体为一种“三堵两注”瓦斯抽放孔封孔方法。
技术介绍
随着时代科技化的发展，各地区煤矿地质条件差异大采取瓦斯抽放的方法也大不相同，特别是在封孔工艺上种类繁多。实行抽放系统以来封孔工艺在不断的成熟和改进，初期使用聚氨酯封孔，封孔效果不理想，煤壁及孔口漏气多。后来使用“两堵一注”封孔工艺，比聚氨酯封孔效果有显著提高，漏气减少很多，但该封孔工艺有一弊端，如果孔内用囊袋预封再进行注浆，带压注浆过程中，浆体很容易从与孔内囊袋紧贴的软煤裂隙处流入深孔内，导致封孔失败，造成瓦斯抽放效果很不理想。
技术实现思路
本专利技术的目的在于结合长平公司地质条件差、煤质软、裂隙小、瓦斯大的特点，“两堵一注”的封孔工艺在施工过程中存在很多问题，为此大胆试用了新型封孔工艺“三堵两注”，取得的效果也很显著。本专利技术是采用如下技术方案实现的：一种“三堵两注”瓦斯抽防孔封孔方法，包括如下步骤：（1）洗孔钻机用水力冲孔在达到设计深度后，保证清水冲孔20-25min再拔钻杆，在拔钻过程中距离孔口20m时带水拔钻，保证距离孔口20m范围内不留煤粉。（2）塞花管及实管在钻孔内塞入花管后续接多根实管，将花管和实管送入钻孔内前，每根实管的丝扣连接处用PE密封胶带缠绕严密；在距离实管端头14-15m处捆绑第一囊袋，距离实管端头8-9m处困绑第二囊袋，距离实管端头1-2m处捆绑第三囊袋；在实管上绑好注浆管与返浆管；将准备好的花管和实管送入钻孔内。（3）、预封预封是向第一囊袋和第二囊袋内注入空气鼓起，紧密接触钻孔内壁。（4）、注浆前压力检测及注浆将注浆管连接注浆泵，输送空气检查注浆管和密封段内的密封程度，首先将输入空气压力调整到0.1Mpa，接入注浆管内，在返浆管处接入压力表，确认返浆管的输出压力值达到0.09Mpa以上，逐渐加大压力最大压力控制在0.3Mpa，确认输入压力和输出压力相等或者相差在0.02Mpa范围内后，再将浆体输送到第一囊袋和第二囊袋形成的前段预封空间内，等浆体达到计算的容积后或反浆管流出浆后，将第二囊袋上的进、出浆口封堵严密。（5）、抽放瓦斯及二次封堵将实管端口连接瓦斯抽放系统，进行抽瓦斯作业，当漏气或瓦斯浓度衰减降低到开始抽放浓度的50%时，进行二次注浆封堵，具体如下：A、向第三囊袋内注入空气鼓起，与钻孔内壁紧密接触；B、将注浆管连接注浆泵，输送空气检查注浆管和密封段内的密封程度，首先将输入空气压力调整到0.1Mpa，接入注浆管内，在返浆管处接入压力表，确认返浆管的输出压力值达到0.09Mpa以上，逐渐加大压力最大压力控制在0.3Mpa，确认输入压力和输出压力相等或者相差在0.02Mpa范围内后，再将浆体输送到第二囊袋和第三囊袋形成的后段预封空间内，等浆体达到计算的容积后或反浆管流出浆后，将第三囊袋上的进、出浆口封堵严密。（6）、最后利用封孔水泥封堵钻孔。原有的“两堵一注”每注10个孔会有2个孔出现漏浆现象，失败的2个孔抽两天后就会发生煤壁漏气，宣布报废。而“三堵两注”解决了注浆失败的问题，还有二次提高抽放浓度的作用，目前，每注10个孔会只有1个孔出现漏浆现象，利用二次注浆可以将其解决。同时，为了检测囊袋封闭的严密程度和抽放管路连接处的漏气问题，在施工工艺上我们还做了注浆空间的压力测试和管路连接处增加保护的措施，解决了施工过程中容易忽略的重大隐患。该工艺的改进点及优点如下：1、管路连接处先做密封处理。塞抽放管时，管路在作业工程中需要后段管路弯曲（巷道宽度只有5米）连接处的丝扣很容易出现没有连接紧、漏气现象，导致带压注浆过程中，浆体从丝扣处流入管路内，造成钻孔报废。通过在管路丝扣处缠绕PE密封胶带可以避免这一现象；2、带压注浆过程前，检测囊袋和注浆管的严密情况。将注浆泵进行空转（压缩空气）输送到注浆管内，从返浆管安上压力表或流量表，确保压缩空气的压力值与反出来的压力值基本相同。3、注浆过程中需要计算好浆体的容量，避免出现压力过大撑破囊袋流入钻孔内。在注浆过程中，返浆管在不断的往外输出注浆段的空气，当达到浆体容量后，若返浆管没有返出浆体和空气，必须停止注浆，防止撑破囊袋；4、若第一段注浆失败，可以直接注第二段，保证钻孔的利用率。在原注浆过程中，如果出现钻孔内漏浆的现象可以宣布该钻孔直接报废，为了有效利用钻孔，在第一次注浆失败后，还可以进行第二次注浆保证了钻孔的有效利用。5、二次注浆可以再次提高钻孔内的瓦斯抽放浓度。根据实测数据得出，二次封孔注浆浓度将有所提高，说明钻孔在长时间负压状态下抽放会对钻孔周围的煤壁产生裂隙发育，钻孔周围煤壁裂隙在不断增大增多，造成漏气。二次注浆又加强了煤壁裂隙的发育沿长，减少了漏气，使抽放浓度再次提高。本专利技术设计合理，为了提高钻孔的利用率，节约经济成本，试验了“三堵两注”封孔工艺，该工艺操作流程简单，节约成本，同时也有效解决了“两堵一注”的弊端，减少了钻孔的报废率，再次提高了抽放效果。附图说明图1表示一次封堵示意图。图2表示二次封堵示意图。图中，1-钻孔，2-花管，3-实管，4-第一囊袋，5-第二囊袋，6-第三囊袋，7-注浆管，8-返浆管，9-前段预封空间，10-后段预封空间，11-PE密封胶带。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施例进行详细说明。一种“三堵两注”瓦斯抽防孔封孔方法，包括洗孔、塞花管、预封、注浆前测压、带压注浆前半段、带压注浆后半段、糊孔。成孔后利用钻杆内的返出水进行洗孔，拔出钻杆后将塞满整个钻孔，利用囊袋进行预封，注入空气进行承压实验，前半段注浆，后半段注浆，利用封孔水泥糊孔。具体步骤如下：（1）洗孔在打钻成孔后，由于打钻人员不重视洗孔工作，使得钻孔内残留大量的钻屑煤粉，在预封孔后，由于钻屑煤粉的存在，导致囊袋与钻孔煤壁不能紧密的结合，在进行水泥注浆封孔时，带压水泥浆会从囊袋与煤壁间的煤粉处流入孔底，导致钻孔报废，这种情况在下行钻孔中出现的次数较多，固洗孔工序必不可少。洗孔工艺根据使用钻机而定，普钻和定向钻机用水力冲孔在达到设计深度后，保证清水冲孔20-25min再拔钻杆，在拔钻过程中距离孔口20m时带水拔钻，保证距离孔口20m范围内不留煤粉。（2）塞花管及实管在钻孔内塞入花管2后续接4根实管，每根实管长4米，共16米，将花管2和实管3送入钻孔1内前，每根实管3的丝扣连接处用PE密封胶带11缠绕严密。由于管路在作业工程中需要后段管路弯曲（巷道宽度只有5m）连接处的丝扣很容易出现没有连接紧、漏气现象，导致带压注浆过程中，浆体从丝扣处流入管路内，造成钻孔报废。通过在管路丝扣处缠绕PE密封胶带可以避免这一现象。如图1、2所示，在距离实管端头14-15m处捆绑第一囊袋4，距离实管端头8-9m处困绑第二囊袋5，距离实管端头1-2m处捆绑第三囊袋6；在实管上绑好注浆管7与返浆管8。将准备好的花管2和实管3送入钻孔1内。（3）、预封预封是向第一囊袋4和第二囊袋5内注入空气鼓起，紧密接触钻孔1内壁。囊袋预封约10分钟左右。注浆泵输出压力为0.1-0.8Mpa，浆体在指定区域内不断输入会对囊袋及孔壁造成一定压力，为了确保囊袋与孔壁之间在承压范围内防止漏浆，所以注浆前的压力检测必不可少。（4）、注浆前压力检测及注浆打开正压管将压力调整到0.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种“三堵两注”瓦斯抽防孔封孔方法，其特征在于：包括如下步骤：（1）洗孔钻机用水力冲孔在达到设计深度后，保证清水冲孔20‑25min再拔钻杆，在拔钻过程中距离孔口20m时带水拔钻，保证距离孔口20m范围内不留煤粉；（2）塞花管及实管在钻孔内塞入花管（2）后续接多根实管（3），将花管（2）和实管（3）送入钻孔（1）内前，每根实管（3）的丝扣连接处用PE密封胶带（11）缠绕严密；在距离实管端头14‑15m处捆绑第一囊袋（4），距离实管端头8‑9m处困绑第二囊袋（5），距离实管端头1‑2m处捆绑第三囊袋（6）；在实管上绑好注浆管（7）与返浆管（8）；将准备好的花管（2）和实管（3）送入钻孔（1）内；（3）、预封预封是向第一囊袋（4）和第二囊袋（5）内注入空气鼓起，紧密接触钻孔（1）内壁；（4）、注浆前压力检测及注浆将注浆管（7）连接注浆泵，输送空气检查注浆管和密封段内的密封程度，首先将输入空气压力调整到0.1Mpa，接入注浆管（7）内，在返浆管（8）处接入压力表，确认返浆管（8）的输出压力值达到0.09Mpa以上，逐渐加大压力最大压力控制在0.3Mpa，确认输入压力和输出压力相等或者相差在0.02Mpa范围内后，再将浆体输送到第一囊袋（4）和第二囊袋（5）形成的前段预封空间（9）内，等浆体达到计算的容积后或反浆管（8）流出浆后，将第二囊袋（5）上的进、出浆口封堵严密；（5）、抽放瓦斯及二次封堵将实管端口连接瓦斯抽放系统，进行抽瓦斯作业，当漏气或瓦斯浓度衰减降低到开始抽放浓度的50%时，进行二次注浆封堵，具体如下：A、向第三囊袋（6）内注入空气鼓起，与钻孔（1）内壁紧密接触；B、将注浆管（7）连接注浆泵，输送空气检查注浆管和密封段内的密封程度，首先将输入空气压力调整到0.1Mpa，接入注浆管（7）内，在返浆管（8）处接入压力表，确认返浆管（8）的输出压力值达到0.09Mpa以上，逐渐加大压力最大压力控制在0.3Mpa，确认输入压力和输出压力相等或者相差在0.02Mpa范围内后，再将浆体输送到第二囊袋（5）和第三囊袋（6）形成的后段预封空间（10）内，等浆体达到计算的容积后或反浆管（8）流出浆后，将第三囊袋（6）上的进、出浆口封堵严密；（6）、最后利用封孔水泥封堵钻孔。...

【技术特征摘要】
1.一种“三堵两注”瓦斯抽防孔封孔方法，其特征在于：包括如下步骤：（1）洗孔钻机用水力冲孔在达到设计深度后，保证清水冲孔20-25min再拔钻杆，在拔钻过程中距离孔口20m时带水拔钻，保证距离孔口20m范围内不留煤粉；（2）塞花管及实管在钻孔内塞入花管（2）后续接多根实管（3），将花管（2）和实管（3）送入钻孔（1）内前，每根实管（3）的丝扣连接处用PE密封胶带（11）缠绕严密；在距离实管端头14-15m处捆绑第一囊袋（4），距离实管端头8-9m处困绑第二囊袋（5），距离实管端头1-2m处捆绑第三囊袋（6）；在实管上绑好注浆管（7）与返浆管（8）；将准备好的花管（2）和实管（3）送入钻孔（1）内；（3）、预封预封是向第一囊袋（4）和第二囊袋（5）内注入空气鼓起，紧密接触钻孔（1）内壁；（4）、注浆前压力检测及注浆将注浆管（7）连接注浆泵，输送空气检查注浆管和密封段内的密封程度，首先将输入空气压力调整到0.1Mpa，接入注浆管（7）内，在返浆管（8）处接入压力表，确认返浆管（8）的输出压力值达到0.09Mpa以上，逐渐加大压力最大压力控...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔建峰，徐玉胜，王家健，李文龙，康沛，李晓伟，王宇恒，刘婷，曹雪芹，张丰杰，
申请(专利权)人：山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：山西;14