一种大倾角下向瓦斯压力测定钻孔封孔方法技术

本发明专利技术公开了一种大倾角下向瓦斯压力测定钻孔封孔方法，通过多重封堵的手段避免下向孔封孔不严导致漏气漏液的现象，可以提高封孔质量，保证了煤层瓦斯测压的准确性。该方法首先从巷道向下方目标煤层施工一个直径75mm的大倾角钻孔；在筛孔管尾部用螺栓连接两个圆盘，中间夹有粗棉纱，呈拖把状；将测压管送入钻孔指定位置，向钻孔先后填入不同粒径的石子和粗砂；最后向钻孔注满封孔浆液实现密封。本发明专利技术解决了用聚氨酯挡浆时膨胀较快不易送达指定地点、封孔长度较短的难题，也克服了因挡浆效果不好导致浆液漏入下向孔孔底而影响测压或抽采瓦斯的困难；本发明专利技术工序简单，可靠性强，挡浆效果显著，施工效率高，封孔材料价格低廉，适宜在矿山广泛使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种封堵大倾角下向测压钻孔的施工工艺，适用于煤矿井下测定瓦斯压力钻孔的封孔工作。
技术介绍
矿井瓦斯是我国煤矿五大灾害之一，瓦斯爆炸、煤与瓦斯突出易造成群死群伤的恶性事故，对矿井安全生产具有极大的威胁。2014版国家《煤矿安全规程》规定，煤层在开采前必须要首先测定煤层的瓦斯压力，施工测压钻孔一般选用上向孔，但是很多情况下由于条件限制只能施工下向孔测压。施工下向钻孔后，钻孔封孔存在诸多困难，易因封孔效果达不到要求而产生漏气、漏液现象，若因封堵不严而使测压气室通过裂隙等于外界连通，就会漏气导致测定的瓦斯压力偏低，给矿井生产带来巨大隐患；若因孔底挡浆效果差使浆液渗入测压气室，就有可能堵住端部筛孔管而影响正常的测压工序，需换装抽水泵将孔底浆液抽出才可正常测压，增添了额外的工作量。因此，下向孔的封孔质量很大程度上决定了能否准确高效地测定煤层瓦斯压力，必须保证其的密封性，防止漏气、漏液现象。根据行业标准(《AQ/T1047-2007煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法》)规定，应尽可能加长测压钻孔的封孔深度。目前，在煤矿采用下向钻孔抽放煤层瓦斯或测定煤层瓦斯压力时，多使用聚氨酯或水泥砂浆等材料进行封孔。但是，使用聚氨酯时封闭长度普遍较短，密封深度比较浅，不能很好地封闭裂隙，容易漏气，且对于封孔操作要求高，封孔成本高。使用水泥砂浆等液体材料进行封孔时，需用胶囊或海带等充填物放置于钻孔内来挡浆液，操作复杂，尤其使用干海带充填时孔底易积水，需进行额外的排水措施，挡浆效果不稳定，影响测压工作。因此，矿山下向孔的封孔效果普遍不够理想。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述不足，本专利技术提供了一种大倾角下向瓦斯压力测定钻孔封孔方法，该方法施工工序简单，快捷高效，材料廉价易得，能够有效地对矿山下向孔进行封孔，保证瓦斯压力测定的准确高效，适宜在煤矿推广使用。为了解决上述技术问题，本专利技术采用了如下技术方案：一种大倾角下向瓦斯压力测定钻孔封孔方法，该方法包括如下步骤：1)从巷道向下方目标煤层施工一个直径75mm的大倾角钻孔，当钻孔施工至煤层底板2m处时停止钻进，退出钻杆，用压风方法清理大倾角钻孔内的浮渣；2)在测压管的端部2m位置焊接一直径50mm的圆盘Ⅰ，圆盘Ⅰ的边缘均匀设置8个孔径6mm的螺栓孔；3)在圆盘Ⅰ的上面盖上与圆盘Ⅰ相同的另一活动圆盘Ⅱ，圆盘Ⅰ和活动圆盘Ⅱ通过螺栓连接，用长40cm的粗棉纱穿过螺栓之间的空隙，再拧紧螺栓上的螺母使圆盘Ⅰ和活动圆盘Ⅱ夹紧粗棉纱，使其呈拖把状；4)将测压管送入大倾角钻孔，至测压管的端部筛孔管进入煤层1m位置时停止送管，再向外抽出5～10cm；5)向大倾角钻孔内投入粒径15～20mm的石子，石子在大倾角钻孔中约占1m孔长；6)向大倾角钻孔内投入粒径5～10mm的石子，石子在大倾角钻孔中约占1m孔长；7)向大倾角钻孔内投入粗砂，投放量与步骤5)中石子的重量相同；8)在大倾角钻孔上安装注浆管，通过注浆泵将大倾角钻孔注满封孔浆液，待浆液凝固后即完成封孔。作为本专利技术的一种优选方案，在测压管内用螺栓连接的圆盘Ⅰ和活动圆盘Ⅱ之间夹固30～40根长40cm的粗棉纱，粗棉纱绕过圆盘Ⅰ和活动圆盘Ⅱ之间螺栓，粗棉纱的自由端置于活动圆盘Ⅱ的一侧。与现有技术相比，本专利技术具有如下技术效果：1、本专利技术通过在测压管上用两个圆盘固定粗棉纱，然后充填石子、粗砂，实现挡浆，最后注浆封孔，从而确保大倾角钻孔的密封效果。2、本专利技术适用于下向瓦斯测压钻孔的封孔工作，采用“圆盘固定粗棉纱+充填石子、粗砂+注入封孔浆液”的方法，通过多重封堵的手段实现封孔，可以提高钻孔的密封质量，工序简单，可操作性强，且封孔材料价格低廉；本专利技术解决了用聚氨酯挡浆时膨胀较快不易送达指定地点的缺点，也克服了因挡浆效果不好导致浆液漏入下向孔孔底而影响测压的问题。3、该方法快捷高效，能够有效地对矿山下向孔进行封孔，保证瓦斯压力测定的准确高效，适宜在煤矿推广使用。附图说明图1为一种大倾角下向瓦斯压力测定钻孔封孔的示意图；图2为圆盘部分的俯视图；图3为圆盘Ⅰ和活动圆盘Ⅱ通过螺栓连接的结构示意图。附图中：1—大倾角钻孔；2—测压管；3—筛孔管；4—圆盘Ⅰ；5—粗棉纱；6—石子；7—石子；8—粗砂；9—注浆管；10—注浆泵；11—封孔浆液；12—压力表；13—目标煤层；14—活动圆盘Ⅱ；15—螺栓。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细地描述。一种大倾角下向瓦斯压力测定钻孔封孔方法，封孔的示意图如图1所示，该方法包括如下步骤：1)从巷道向下方目标煤层13施工一个直径75mm的大倾角钻孔1，当钻孔施工至煤层底板2m处时停止钻进，退出钻杆，用压风方法清理大倾角钻孔1内的浮渣。2)在测压管2的端部2m位置焊接一直径50mm的圆盘Ⅰ4，圆盘Ⅰ4的边缘均匀设置8个孔径6mm的螺栓孔，如图2所示。3)在圆盘Ⅰ4的上面盖上与圆盘Ⅰ4相同的另一活动圆盘Ⅱ14，圆盘Ⅰ4和活动圆盘Ⅱ14通过螺栓连接，如图3所示，用长40cm的粗棉纱5穿过螺栓之间的空隙，再拧紧螺栓15上的螺母使圆盘Ⅰ4和活动圆盘Ⅱ14夹紧粗棉纱5，使其呈拖把状。在本实施例中，测压管2内用螺栓连接的圆盘Ⅰ4和活动圆盘Ⅱ14之间夹固30～40根长40cm的粗棉纱5，粗棉纱5绕过圆盘Ⅰ4和活动圆盘Ⅱ14之间螺栓，粗棉纱5的自由端置于活动圆盘Ⅱ14的一侧。4)测压管2每段2m，前端为一筛孔管3，将测压管2送入大倾角钻孔1，至测压管2的端部筛孔管3进入煤层1m位置时停止送管，再向外抽出5～10cm，此时圆盘Ⅰ4和活动圆盘Ⅱ14与大倾角钻孔1孔壁之间的间隙已由粗棉纱5充填，在测压管2的顶部设置有压力表12。5)向大倾角钻孔1内投入粒径15～20mm的石子6，石子在大倾角钻孔1中约占1m孔长。6)向大倾角钻孔1内投入粒径5～10mm的石子7，石子在大倾角钻孔1中约占1m孔长。7)向大倾角钻孔1内投入粗砂8，投放量与步骤5)中石子的重量相同。8)在大倾角钻孔1上安装注浆管9，通过注浆泵10将大倾角钻孔1注满封孔浆液11，待浆液凝固后即完成封孔。该大倾角下向瓦斯压力测定钻孔封孔方法主要包括钻孔(如步骤1))、准备(如步骤2)和步骤3))、送管(如步骤4))、投料(如步骤5)、步骤6)和步骤7))以及注浆(如步骤8))，在投料施工前通过试验确定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大倾角下向瓦斯压力测定钻孔封孔方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：1)从巷道向下方目标煤层(13)施工一个直径75mm的大倾角钻孔(1)，当钻孔施工至煤层底板2m处时停止钻进，退出钻杆，用压风方法清理大倾角钻孔(1)内的浮渣；2)在测压管(2)的端部2m位置焊接一直径50mm的圆盘Ⅰ(4)，圆盘Ⅰ(4)的边缘均匀设置8个孔径6mm的螺栓孔；3)在圆盘Ⅰ(4)的上面盖上与圆盘Ⅰ(4)相同的另一活动圆盘Ⅱ(14)，圆盘Ⅰ(4)和活动圆盘Ⅱ(14)通过螺栓连接，用长40cm的粗棉纱(5)穿过螺栓之间的空隙，再拧紧螺栓(15)上的螺母使圆盘Ⅰ(4)和活动圆盘Ⅱ(14)夹紧粗棉纱(5)，使其呈拖把状；4)将测压管(2)送入大倾角钻孔(1)，至测压管(2)的端部筛孔管(3)进入煤层1m位置时停止送管，再向外抽出5～10cm；5)向大倾角钻孔(1)内投入粒径15～20mm的石子(6)，石子在大倾角钻孔(1)中约占1m孔长；6)向大倾角钻孔(1)内投入粒径5～10mm的石子(7)，石子在大倾角钻孔(1)中约占1m孔长；7)向大倾角钻孔(1)内投入粗砂(8)，投放量与步骤5)中石子的重量相同；8)在大倾角钻孔(1)上安装注浆管(9)，通过注浆泵(10)将大倾角钻孔(1)注满封孔浆液(11)，待浆液凝固后即完成封孔。...

【技术特征摘要】
1.一种大倾角下向瓦斯压力测定钻孔封孔方法，其特征在于，该方法包括
如下步骤：
1)从巷道向下方目标煤层(13)施工一个直径75mm的大倾角钻孔(1)，
当钻孔施工至煤层底板2m处时停止钻进，退出钻杆，用压风方法清理大倾角钻
孔(1)内的浮渣；
2)在测压管(2)的端部2m位置焊接一直径50mm的圆盘Ⅰ(4)，圆盘Ⅰ
(4)的边缘均匀设置8个孔径6mm的螺栓孔；
3)在圆盘Ⅰ(4)的上面盖上与圆盘Ⅰ(4)相同的另一活动圆盘Ⅱ(14)，
圆盘Ⅰ(4)和活动圆盘Ⅱ(14)通过螺栓连接，用长40cm的粗棉纱(5)穿过
螺栓之间的空隙，再拧紧螺栓(15)上的螺母使圆盘Ⅰ(4)和活动圆盘Ⅱ(14)
夹紧粗棉纱(5)，使其呈拖把状；
4)将测压管(2)送入大倾角钻孔(1)，至测压管(2)的端部筛孔管(3)
进入煤层1m位置时停止送管，再向外抽...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁运培，陈结，李波，李全贵，魏进涛，贾路行，陈浩，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆;85