The invention provides a fast stress balance method after hydraulic punching, which can solve the problems of easily forming voids after pressure relief and permeability enhancement, restricting efficient tunneling of roadways and safe mining of coal seams; inserting a extraction screen pipe into the punching hole, setting a screen mesh on the extraction screen pipe; connecting the sealing pipe at the lower part of the extraction screen pipe, and setting the sealing pipe in the extraction mining. In boreholes, the lower part of the sealing pipe is connected with the horizontal extraction branch pipe; the preparation of filling material; the inspection of whether the pipeline is smooth; the grouting sealing; the guanidine glue carrying coal particles is made into sand-carrying liquid through the mixing device, the grouting pump is opened and pressed into the punching hole through the filling pipe; the chlorine dioxide gel breaker is injected into the grouting pump to break the glue and carry it alternately. Sand liquor, gel breaker, carrying sand liquor until injected into the designed volume of coal particles; through the grouting pump into fresh water, for joint pumping. The invention does not reduce the quality of coal, effectively prevents gas accumulation and sudden stress release in punching holes, enlarges drilling hole extraction radius, and has remarkable effect on improving coal seam gas extraction rate.
【技术实现步骤摘要】
水力冲孔后应力快速平衡方法
本专利技术涉及煤矿开采中空洞充填的
,尤其涉及一种水力冲孔后应力快速平衡方法,实现软煤水力冲孔后形成较大孔洞充填防止孔洞瓦斯积聚、应力突然释放以及防止孔洞坍塌维持的孔洞平衡。
技术介绍
我国的能源储存现状是“富煤、贫油、少气”,煤炭开采在我国国民经济发展中占有重要地位。但是,我国煤矿瓦斯地质条件十分复杂,煤层瓦斯含量高、渗透率低。矿井瓦斯抽采普遍存在抽采浓度低、流量小、效果差的特点,采掘过程中瓦斯灾害严重。针对这一难题,相继研究出水力割缝、水力冲孔、水力掏槽等一系列卸压增透措施来消除煤层突出的危险性。卸压增透措施通过钻孔排出了大量煤体,增加了煤层内的裂隙通道,提高了煤层透气性,但在煤层内形成空洞,形成潜在的危险源----“瓦斯包”;煤体内部应力分布不均,造成后期采掘过程支护困难,严重制约了巷道的高效掘进和煤层的安全开采。目前,针对采空区以及钻孔进行充填的设备种类较多,基本都为注水泥砂浆或化学制剂,只能起到加固作用,不能进行瓦斯抽采;只能通过在充填钻孔周围重新施工钻孔进行抽采,大大增加了施工量,降低了钻孔的利用率。同时,由于注入了大量非煤物质,会不同程度的降低采掘时煤的品质,影响煤炭销售给后期洗选增加难度。所以,一种既能卸压增透,又可以防止瓦斯积聚、内应力不均,还能保证钻孔的透气性的充填方法及装置对改善煤矿安全生产状况具有重要意义。
技术实现思路
针对卸压增透容易形成空洞,制约巷道高效掘进和煤层安全开采的技术问题,本专利技术提出一种水力冲孔后应力快速平衡方法,冲孔后用高携砂能力的胍胶将筛选出强度较高的一二类煤颗粒压入冲孔孔洞中, ...
【技术保护点】
1.一种水力冲孔后应力快速平衡方法,其特征在于,其步骤如下:步骤一:在底抽巷中施工,钻破煤层顶板后得到上行冲孔钻孔;在冲孔钻孔内利用钻冲一体化进行水力冲孔增透,在煤层中形成冲孔孔洞;步骤二:在冲孔孔洞内下入充填装置的抽采筛管,抽采筛管上设置筛网;抽采筛管下部连接封孔管,封孔管设置在抽采钻孔中,封孔管下部连接水平的抽采支管;步骤三:充填料制备:选取巷道掘进煤或水力冲孔出煤中一二类煤进行破碎,筛选出5~10目煤粒,放入煤粒仓中;同时,制备胍胶;步骤四:将与注浆泵连接的充填管的出口设置在冲孔孔洞内的抽采筛管附近,同时检验管路是否通畅;步骤五:注浆封孔:利用“一堵一注”封孔方法将抽采钻孔与封孔管之间的空隙进行封孔,并封孔至煤层交接面;步骤六:充填:将携带有煤粒的胍胶经混合装置制成携砂液,打开注浆泵通过充填管压入到冲孔孔洞中,胍胶经筛网、抽采筛管、封孔管排出注入储液箱中,进行循环使用;步骤七:通过注浆泵注入二氧化氯破胶剂破胶,破胶后排出液体不在进入储液箱,交替注携砂液‑破胶剂‑携砂液直至注入设计体积的煤粒;步骤八:通过注浆泵泵入清水,将封孔管的下部接入抽采支管,进行联抽。
【技术特征摘要】
1.一种水力冲孔后应力快速平衡方法,其特征在于,其步骤如下:步骤一:在底抽巷中施工,钻破煤层顶板后得到上行冲孔钻孔;在冲孔钻孔内利用钻冲一体化进行水力冲孔增透,在煤层中形成冲孔孔洞;步骤二:在冲孔孔洞内下入充填装置的抽采筛管,抽采筛管上设置筛网;抽采筛管下部连接封孔管,封孔管设置在抽采钻孔中,封孔管下部连接水平的抽采支管;步骤三:充填料制备:选取巷道掘进煤或水力冲孔出煤中一二类煤进行破碎,筛选出5~10目煤粒,放入煤粒仓中;同时,制备胍胶;步骤四:将与注浆泵连接的充填管的出口设置在冲孔孔洞内的抽采筛管附近,同时检验管路是否通畅;步骤五:注浆封孔:利用“一堵一注”封孔方法将抽采钻孔与封孔管之间的空隙进行封孔,并封孔至煤层交接面;步骤六:充填:将携带有煤粒的胍胶经混合装置制成携砂液,打开注浆泵通过充填管压入到冲孔孔洞中,胍胶经筛网、抽采筛管、封孔管排出注入储液箱中,进行循环使用;步骤七:通过注浆泵注入二氧化氯破胶剂破胶,破胶后排出液体不在进入储液箱,交替注携砂液-破胶剂-携砂液直至注入设计体积的煤粒;步骤八:通过注浆泵泵入清水,将封孔管的下部接入抽采支管,进行联抽。2.根据权利要求1所述的水力冲孔后应力快速平衡方法,其特征在于,所述携砂液中的煤粒为在选取煤矿井下煤层未受破坏、沉积结构清晰或条带结构能够识别的区域,采掘质地坚硬的块煤井下进行破碎,并筛选出5~10目煤粒;所述胍胶为设置在储液罐中0.45%的胍胶,胍胶的体积按砂比为60%计算得出,胍胶与煤粒在混合装置进行充分混合。3.根据权利要求1所述的水力冲孔后应力快速平衡方法,其特征在于,所述冲孔孔洞中煤粒的注入设计体积为:,式中,为充填料所需的煤粒体积,为冲孔孔洞冲孔期间所冲出的煤量体积,μ为计算系数,一般取1.3...
【专利技术属性】
技术研发人员:辛新平,李锋,刘东,王洪盘,杨程涛,孟杰,王峰,熊俊杰,闫本正,蒋志刚,柴锡军,
申请(专利权)人:河南能源化工集团研究总院有限公司,
类型:发明
国别省市:河南,41
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