一种新式煤矿瓦斯压力测定注浆封孔方法与流程

本发明涉及一种矿井煤层瓦斯压力测定技术，尤其涉及一种新式煤矿瓦斯压力测定注浆封孔方法。

背景技术：

在煤矿开采中，瓦斯灾害一直是威胁煤矿安全生产的主要灾害之一。随着开采深度的增加，瓦斯灾害特别是煤与瓦斯突出灾害日趋严重，而煤层瓦斯压力是预测煤层是否具有突出危险性的一个重要指标，所以准确快速测定煤层瓦斯压力对于预测煤与瓦斯突出危险性及采取相应的防治措施至关重要。

但在现场实践中，由于各种因素的影响，会导致测压结果偏离煤层的原始瓦斯压力或直接测得的是水压，有时虽然能测出煤层的瓦斯压力，但测压时间过长，严重影响采掘进度。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种新式煤矿瓦斯压力测定注浆封孔方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的新式煤矿瓦斯压力测定注浆封孔方法，包括步骤：

A、在岩体中开一条直径为a的水平钻孔或上行钻孔，钻孔钻进至见煤点停；

B、依据见煤点附近岩石是否有含水层及含水层的宽度，选择合适长度的短套管，短套管直径为b，且b<a，短套管后端加工成圆弧状；

C、将注浆胶囊塞入短套管，利用水泵加压使胶囊膨胀，将注浆胶囊与短套管形成一个整体，在短套管后端外侧缠上一层聚氨酯；

D、将注浆胶囊和短套管塞入钻孔深处见煤点前方，注浆胶囊用注浆钻杆节节相连，延伸至钻孔外，且注浆钻杆内径与注浆胶囊内径相同，大小为c；

E、利用注浆机通过注浆钻杆和注浆胶囊进行注浆，首次注浆压力不用太大，刚起压时停止注浆，注浆后凝固48h；

F、利用钻头直径为d(d<c)的钻杆扫孔至见煤时止，然后利用注浆钻杆和注浆胶囊二次注浆，二次注浆压力较大，要大于该处岩石中的水压，注浆后凝固48h；

G、利用钻头直径为d(d<c)的钻杆二次扫孔，扫孔至煤内1-2m。然后卸除注浆胶囊的水压，使胶囊收缩，退出注浆钻杆和注浆胶囊；

H、将测压封孔器塞入短套管内，注水使测压胶囊膨胀，膨胀压力为3MPa，然后在封孔器两测压胶囊之间充入黏液，黏液压力为2MPa；

I、上述步骤操作完毕，将测压管接上带有三通的瓦斯压力表，开始观察瓦斯压力，并做好记录。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的新式煤矿瓦斯压力测定注浆封孔方法，可以快速准确地测定煤层的瓦斯压力，且排除岩层水压的干扰。

附图说明

图1为本发明实施例中的注浆结构示意图；

图2为本发明实施例中的封孔结构示意图；

图3为本发明实施例中的短套管结构示意图；

图4为本发明实施例中的注浆结构A-A剖面示意图；

图5为本发明实施例中的注浆结构B-B剖面示意图；

图6为本发明实施例中的注浆结构C-C剖面示意图；

图中：

1—煤层 2—岩体 3—浆液 4—套管 5—聚氨酯 6—注浆胶囊 7—注浆钻杆 8—注浆胶囊注水管路 9—水泵 10—注浆机 11—测压胶囊 12—测压胶囊注水管路 13—黏液管路 14—瓦斯气体管路 15—四分管 16—黏液泵 17—瓦斯压力表。

具体实施方式

下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。

本发明的新式煤矿瓦斯压力测定注浆封孔方法，其较佳的具体实施方式是：

包括步骤：

A、在岩体中开一条直径为a的水平钻孔或上行钻孔，钻孔钻进至见煤点停；

B、依据见煤点附近岩石是否有含水层及含水层的宽度，选择合适长度的短套管，短套管直径为b，且b<a，短套管后端加工成圆弧状；

C、将注浆胶囊塞入短套管，利用水泵加压使胶囊膨胀，将注浆胶囊与短套管形成一个整体，在短套管后端外侧缠上一层聚氨酯；

D、将注浆胶囊和短套管塞入钻孔深处见煤点前方，注浆胶囊用注浆钻杆节节相连，延伸至钻孔外，且注浆钻杆内径与注浆胶囊内径相同，大小为c；

E、利用注浆机通过注浆钻杆和注浆胶囊进行注浆，首次注浆压力不用太大，刚起压时停止注浆，注浆后凝固48h；

F、利用钻头直径为d(d<c)的钻杆扫孔至见煤时止，然后利用注浆钻杆和注浆胶囊二次注浆，二次注浆压力较大，要大于该处岩石中的水压，注浆后凝固48h；

G、利用钻头直径为d(d<c)的钻杆二次扫孔，扫孔至煤内1-2m。然后卸除注浆胶囊的水压，使胶囊收缩，退出注浆钻杆和注浆胶囊；

H、将测压封孔器塞入短套管内，注水使测压胶囊膨胀，膨胀压力为3MPa，然后在封孔器两测压胶囊之间充入黏液，黏液压力为2MPa；

I、上述步骤操作完毕，将测压管接上带有三通的瓦斯压力表，开始观察瓦斯压力，并做好记录。

所述的注浆钻杆最后一节的末端必须焊上法兰盘，以便与注浆机的注浆管路相连完成注浆工作。

所述的短套管的后端加工成圆弧状是为了封孔时，让测压封孔器顺利进入套管。

所述的短套管的后端外侧缠上一层聚氨酯，是为了在初次注浆时，堵住浆液，防止其回流到短套管内，给后续工作造成不便，同时使浆液进入短套管与岩孔之间的裂隙中，封堵裂隙。

所述的二次注浆如果注浆压力达不到设定值，则需要增加注浆次数，直至达到设定值为止，相应的扫孔深度也要相应加大。

本发明的新式煤矿瓦斯压力测定注浆封孔方法，可以快速准确地测定煤层的瓦斯压力，且排除岩层水压的干扰。

具体实施例，如图1至图6所示，包括步骤：

(1)在岩体中开一条直径为193mm的水平钻孔或上行钻孔，钻孔钻进至见煤点停；

(2)依据见煤点附近岩石是否有含水层及含水层的宽度，选择合适长度的短套管，短套管直径为146mm，短套管后端加工成圆弧状；

(3)将注浆胶囊塞入短套管，利用水泵加压使胶囊膨胀，将注浆胶囊与短套管形成一个整体，在短套管后端外侧缠上一层聚氨酯；

(4)将注浆胶囊和短套管塞入钻孔深处见煤点前方，注浆胶囊用注浆钻杆节节相连，延伸至钻孔外，且注浆钻杆内径与注浆胶囊内径相同，大小为95mm；

(5)利用注浆机通过注浆钻杆和注浆胶囊进行注浆，首次注浆压力不用太大，刚起压时停止注浆，注浆后凝固48h；

(6)利用钻头直径为75mm的钻杆扫孔至见煤时止，然后利用注浆钻杆和注浆胶囊二次注浆，二次注浆压力较大，要大于该处岩石中的水压，注浆后凝固48h；

(7)利用钻头直径为75mm的钻杆二次扫孔，扫孔至煤内1-2m。然后卸除注浆胶囊的水压，使胶囊收缩，退出注浆钻杆和注浆胶囊；

(8)将测压封孔器塞入短套管内，注水使测压胶囊膨胀，膨胀压力为3MPa，然后在封孔器两测压胶囊之间充入黏液，黏液压力为2MPa；

(9)上述步骤操作完毕，将测压管接上带有三通的瓦斯压力表，开始观察瓦斯压力，并做好记录；

(10)步骤(6)中二次注浆如果注浆压力达不到设定值，则需要增加注浆次数，直至达到设定值为止，相应的扫孔深度也要相应加大。各步骤中的具体数值为参考数值，可以根据实际情况做相应调整。

本装置的创新之处及优点在于：

(1)创造性地提出将短套管放置到见煤点前方，利用注浆钻杆和注浆胶囊进行注浆封堵裂隙，排除了见煤点前方含水岩层的水压影响；

(2)创造性的提出直接将测压封孔器放入短套管内封孔，胶囊注水膨胀后与套管紧密接触，加上两胶囊之间的承压黏液，可以形成密闭性较好的测压气室；

(3)该注浆及封孔方法结合水平或上行孔开孔方式既克服了传统方法中胶囊与岩孔之间很难紧密接触且黏液难以上压导致的瓦斯泄露问题，也克服了两级套管堵水的高成本问题。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。