一种煤矿井下煤层注水和水力压裂钻孔密封的方法，利用钻割一体化设备在煤/岩体上施工煤层注水或水力压裂的钻孔，钻孔钻至预定深度后缓慢退钻；当钻头退至离孔口的距离为L1+L2时，进行一次次割缝，形成多个圆形缝槽，将高压管固定在封孔装置上，一并塞入至钻孔内，通过注浆管向前堵头和后堵头之间的钻孔及圆形缝槽内进行注浆，侍浆液凝固后，将高压管连接到高压泵上进行煤层注水或水力压裂的作业。所形成的圆形缝槽可以扩大浆液的渗透范围，提高封孔段固结体与钻孔的粘结力，本发明专利技术方法简单、省时、省力、节约成本，在提高封孔质量的前提下可将封孔长度缩短15～30％，最大水压提高10～20％。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种钻孔密封的方法，尤其是一种适用于煤矿井下煤层注水和水力压裂钻孔密封的方法。
技术介绍
高瓦斯低透气性突出煤层瓦斯高效抽采是瓦斯治理的关键性难题，水力压裂技术具有增大煤层透气性、降低地应力及增大卸压范围等优点，对防治煤矿瓦斯灾害及煤层气开采起到了很好的作用。煤层注水作为防尘、防治煤与瓦斯突出、软化煤体以及提高顶煤冒放性等重要的工业性措施，在煤矿生产中得到了广泛的应用。这两项技术是煤矿治理灾害的主要手段，而高质量的封孔是这两项技术成功的前提和保障。若封孔长度不足，封孔质量较差，孔内的高压水会通过钻孔及钻孔周边的裂隙渗漏出来；若封孔长度较长，则会增加封孔成本。现有技术只是对注浆材料和封孔装置进行改进来提高密封效果，而在现场时注浆材料很难精确配比，封孔装置又难以封住钻孔周围的裂隙，因此还需提出更具有广泛适用性的封孔方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是要克服现有技术中的不足之处，提供一种方法简单、省时、省力、节约成本、封孔效果好的煤矿井下煤层注水和水力压裂钻孔密封的方法。为实现上述目的，本专利技术的煤矿井下煤层注水和水力压裂钻孔密封的方法，包括如下步骤:a.利用钻割一体化设备在煤岩体上施工煤层注水或水力压裂的钻孔，钻孔钻至预定深度后缓慢退钻；b.当钻头退至离孔口的距离为1^+1^时，开始对煤/岩体进行第一次割缝，形成一个圆形缝槽，而后在退钻过程中每隔一段距离进行一次割缝，形成一个又一个的圆形缝槽，直至退钻离孔口距离为Q的位置时停止割缝并完全退钻；c.将高压管固定在封孔装置上并形成一个整体，一并塞入至钻孔内，所述高压管前后两端露出封孔装置的长度均为300?500mm，所述封孔装置采用分体组合式，由注浆管、回浆管、前堵头和后堵头组成，注浆管和回浆管伸入到后堵头内，注浆管上设有注浆管阀门，回浆管上设有回浆管阀门；d.通过注浆管向前堵头和后堵头之间的钻孔及圆形缝槽内进行注浆，当回浆管回浆时停止注浆，关闭注浆管阀门和回浆管阀门；e.侍浆液凝固后，将高压管连接到高压栗上进行煤层注水或水力压裂的作业。每一次割缝的时间为2?6min，割缝的压力为15?25MPa，相邻圆形缝槽之间的距离为300?500mm。所述距离LjP 1^的长度根据现场实际情况预先的设定，但距离L i+L2的长度必须大于钻孔应力降低区的长度。所述前堵头和后堵头的数量分别不能少于三个，且堵头与堵头之间的距离不得大于 200mm。有益效果:煤层注水和水力压裂是煤矿治理灾害的主要手段，高质量的封孔是这两项技术成功的前提和保障。若封孔长度不足，封孔质量较差，孔内的高压水会通过钻孔及钻孔周边的裂隙渗漏出来；若封孔长度较长，则会增加封孔成本。为了降低成本，缩短封孔的长度且提高封孔的质量，为了降低成本缩短封孔的长度且提高封孔的质量，本专利技术提出了在钻孔封孔段内割缝形成圆形缝槽并注浆的封孔方法，所形成的圆形缝槽可以扩大浆液的渗透范围，提高封孔段固结体与钻孔的粘结力，水力割缝能够增加钻孔周围煤岩透气性，因此可以扩大浆液的渗透范围，注浆后所形成的多个圆形缝槽固结体可以提高整个固结体与钻孔的粘结力，本方法简单、省时、省力、节约成本，在提高封孔质量的前提下可将封孔长度缩短15?30%，最大水压提高10?20%。【附图说明】图1是本专利技术的煤矿井下煤层注水和水力压裂钻孔密封的方法示意图。图2是专利技术的多个圆形缝槽结构示意图。图中:1 一钻孔，2 —高压管，3 —注浆管，4 一回浆管，5 —圆形缝槽，6 —后堵头，7 一前堵头，8 —注浆管阀门，9 一回浆管阀门。【具体实施方式】下面结合附图对本专利技术的两个实施例作进一步的描述本专利技术的煤矿井下煤层注水和水力压裂钻孔密封的方法，具体步骤如下:a.利用钻割一体化设备在煤岩体上施工煤层注水或水力压裂的钻孔1，钻孔钻至预定深度后缓慢退钻；b.当钻头退至离孔口的距离为Li+L2时，开始对煤/岩体进行第一次割缝，形成一个圆形缝槽5，而后在退钻过程中每隔一段距离进行一次割缝，形成一个又一个的圆形缝槽5，直至退钻离孔口距离为1^的位置时停止割缝并完全退钻；每一次割缝的时间为2?6min，割缝的压力为15?25MPa，相邻圆形缝槽5之间的距离为300?500mm ;所述距离Q和匕的长度根据现场实际情况预先的设定，但距离L AL2的长度必须大于钻孔应力降低区的长度。c.将高压管2固定在封孔装置上并形成一个整体，一并塞入至钻孔内，所述高压管2前后两端露出封孔装置的长度均为300?500_，所述封孔装置采用分体组合式，由注浆管3、回浆管4、前堵头7和后堵头6组成，所述前堵头7和后堵头6的数量分别不能少于三个，且堵头与堵头之间的距离不得大于200mm ;注浆管3和回浆管4伸入到后堵头6内，注浆管3上设有注浆管阀门8，回浆管4上设有回浆管阀门9 ;d.通过注浆管3向前堵头7和后堵头6之间的钻孔及圆形缝槽5内进行注浆，当回浆管4回浆时停止注浆，关闭注浆管阀门8和回浆管阀门9 ;e.侍浆液凝固后，将高压管2连接到高压栗上进行煤层注水或水力压裂的作业。实施例1、如图1所示，对于实施本煤层钻孔进行煤层注水或者水力压裂作业时，利用钻割一体化设备在煤体上施工煤层注水或水力压裂钻孔1，钻至预定深度后缓慢退钻。当钻头退至离孔口距离为1^+1^时开始进行第一次割缝，形成一个圆形缝槽5，每一次割缝的时间为2?4min，割缝的压力为15?20MPa，而后每隔一段距离进行一次割缝形成一个又一个圆形缝槽5，相邻圆形缝槽5之间的距离为300?400mm，直至距离孔口为Q的位置停止割缝并完全退钻。将高压管2穿过封孔装置并固定形成一个整体，高压管2前后露出的长度均为300?500_，随后将整个整体一同塞入至钻孔内，封孔装置采用分体组合式，由注浆管3、回浆管4、注浆管阀门8、回浆管阀门9、前堵头7和后堵头6组成，前堵头7和后堵头6的数量各不能少于三个，且堵头与堵头之间的距离不得大于200mm。通过注浆管3向前堵头7内、后堵头6内、前后堵头之间的钻孔及圆形缝槽5进行注浆，当回浆管4回浆时停止注浆，关闭注浆管阀门8和回浆管阀门9。侍浆液凝固后，将高压管2连接高压栗即可进行煤层注水或水力压裂的作业。实施例2、对于实施穿层钻孔进行煤层注水或者水力压裂作业时，利用钻割一体化设备在岩体上施工煤层注水或水力压裂钻孔1，直至穿过整个煤层后缓慢退钻。当钻头退至离孔口距离为1^+1^时开始进行第一次割缝，形成一个圆形缝槽5，每一次割缝的时间为4?6min，割缝的压力为20?25MPa，而后每隔一段距离进行一次割缝形成一个又一个圆形缝槽5，相邻圆形缝槽5之间的距离为400?500mm，直至距离孔口为Q的位置停止割缝并完全退钻。将高压管2穿过封孔装置并固定形成一个整体，高压管2前后露出的长度均为300?500_，随后将整个整体一同塞入至钻孔内，封孔装置采用分体组合式，由注浆管3、回浆管4、注浆管阀门8、回浆管阀门9、前堵头7和后堵头6组成，前堵头7和后堵头6的数量各不能少于三个，且堵头与堵头之间的距离不得大于200mm。通过注浆管3向前堵头7内、后堵头6内、前后堵头之间的钻孔及圆形缝槽5进行注浆，当回浆管4回浆时停止注浆，关闭注浆管阀门8和回浆管阀门9。侍浆液凝固后，将高压管2连接高压栗即可进本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种煤矿井下煤层注水和水力压裂钻孔密封的方法，其特征在于包括如下步骤：a.利用钻割一体化设备在煤/岩体上施工煤层注水或水力压裂的钻孔（1），钻孔钻至预定深度后缓慢退钻；b.当钻头退至离孔口的距离为L1+L2时，开始对煤/岩体进行第一次割缝，形成一个圆形缝槽（5），而后在退钻过程中每隔一段距离进行一次割缝，形成一个又一个的圆形缝槽（5），直至退钻离孔口距离为L1的位置时停止割缝并完全退钻；c.将高压管（2）固定在封孔装置上并形成一个整体，一并塞入至钻孔内，所述高压管（2）前后两端露出封孔装置的长度均为300~500mm，所述封孔装置采用分体组合式，由注浆管（3）、回浆管（4）、前堵头（7）和后堵头（6）组成，注浆管（3）和回浆管（4）伸入到后堵头（6）内，注浆管（3）上设有注浆管阀门（8），回浆管（4）上设有回浆管阀门（9）；d.通过注浆管（3）向前堵头（7）和后堵头（6）之间的钻孔及圆形缝槽（5）内进行注浆，当回浆管（4）回浆时停止注浆，关闭注浆管阀门（8）和回浆管阀门（9）；e.侍浆液凝固后，将高压管（2）连接到高压泵上进行煤层注水或水力压裂的作业。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：林柏泉，宋吴兵，郝志勇，孙炜浩，李博洋，万元，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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