一种兜网投球注浆封孔方法与流程

本发明公布了一种兜网投球注浆封孔方法，主要用于煤岩钻孔和孔壁围岩裂隙的封孔、封堵作业，操作方便快捷，可实现带压注浆作业，封孔和封堵效果良好。

背景技术：

在煤岩控制的诸多技术工艺中，如钻孔内爆破、水压致裂、瓦斯抽放等工艺实施过程中，钻孔封孔装置、封孔方法以及封孔质量等直接决定着工艺实施的最终效果。

目前，常用的封孔方式主要有机械式封孔、聚氨酯封孔、“两堵一注”带压封孔等。机械式封孔方法工艺简单，成本低，但封孔长度较短，特别是在煤壁松软、钻孔破碎情况下难以实现密实封孔；聚氨酯封孔方法封孔效率高，具有一定的可塑性，轻度受压不易变形，但由于粘度高，难以封堵钻孔周边孔裂隙，抗压强度较低；“两堵一注”封孔施工简单，可以实现带压封孔，加压情况下促使浆液扩展到钻孔周边孔裂隙中，但成本较高，两端封堵的聚氨酯材料强度不足条件下，高应力注浆难以满足密实封孔要求。

为了克服以上难题，研发了一种兜网投球注浆封孔方法，投球置于兜网底部，使浆液限制在封孔段，利用兜网自身强度实现封孔段的带压密实封孔作业。具体操作中，将兜网、投球连同封孔注浆管送至封孔段，从封孔注浆管末端安装环形伞扣倒爪穿过兜网孔眼扣住孔壁围岩，限制兜网的移动，实现浆液压力的主动封存。该工艺实施条件下，采用柔塑性封孔注浆管一次性塞入封孔段，无须进行反复多段管接、定向等复杂作业工序，是一种便捷、快速、低成本的封孔方式。

技术实现要素：

本发明为煤岩控制工艺中的封孔问题提供了一种结构简单、快捷的注浆封孔方法，为煤岩钻孔封孔及孔壁围岩裂隙的封堵作业，提供了一种具有主动承载和广泛渗透封堵效果的封孔和封堵方法。

本发明采用的技术方案为：一种兜网投球注浆封孔方法，包括以下步骤：

1)将直径略小于钻孔直径5-10mm的投球，送入筒状兜网底部，兜网口径与钻孔直径相当。

2)采用两侧或四侧开缝的柔塑性封孔注浆管伸入兜网，连同兜网和底部投球一同送入钻孔预封孔段。

3)从封孔注浆管末端套入环形伞扣，沿封孔注浆管轴向将其推入孔内20-50cm，环形伞扣倒爪穿兜网孔眼扣住孔壁围岩，限定兜网位移。

4)连接封孔注浆管和孔外注浆管。

5)开启注浆泵开始注浆封孔作业。

作为优选，所述步骤1)中投球可选择注浆材料制作的同质球、树脂塑料球、铁球或钢球等，投球直径略小于钻孔直径5-10mm。

作为优选，所述步骤2)中兜网外形似筒状，一端封堵，另一端开放；兜网直径与钻孔直径相当，兜网长度取决于钻孔封孔段长度；兜网由尼龙绳、麻绳或线绳等材质编织成网；兜网孔眼孔径当量小于投球直径，为提高注浆材料与孔壁之间的摩擦阻力，兜网孔眼不宜过小；兜网强度高于封孔段注浆压力。

作为优选，所述步骤2)中靠近孔口位置20-50cm的范围兜网孔眼可以设置的相对较密，便于倒爪穿眼固定，可以通过翻折叠加兜网口实现，或在兜网加工时预制加密,为实现注浆材料与孔壁的充分接触，封孔段兜网一般选择大孔眼尺寸。

作为优选，所述步骤2)中封孔注浆管为塑胶管或聚酯管，封孔注浆管封孔段两侧或四侧开缝，开缝长度取决于封孔段长度。

作为优选，所述步骤3)中环形伞扣为带有钢性倒爪的环形扣。环形伞扣内径大于封孔注浆管外径，其外径小于钻孔直径，环形伞扣倒爪间通过帆布或橡胶等柔性延展材料连接成伞状。

本发明的有益效果：

1、采用的兜网材料取材、加工方便，成本低廉，带压注浆材料溢出孔眼充分与孔壁或围岩孔裂隙接触，可以实现良好的注浆封孔或封堵效果。

2、投球制作容易，取材广泛，投放容易，可借助柔塑性封孔注浆管投送，也可借助注浆液压力推送。

3、采用的封孔注浆管，具有一定的柔塑性，施工过程中便于盘卷携带，克服了多段硬材质封孔注浆管之间的管接难题。

4、封孔注浆管末端安装的环形伞扣倒爪穿过兜网孔眼扣住孔壁围岩，限制了兜网的移动，可以实现浆液压力的主动封存。

附图说明

图1是兜网结构示意图。

图2是投球形状示意图。

图3是兜网投球注浆封孔示意图。

图中：1-钻孔，2-投球，3-兜网，4-封孔注浆管，5-环形伞扣，6-开缝。

具体实施方式

以煤层钻孔内爆破卸压注浆封孔作业为例，结合附图对本发明作进一步描述：

如图1-3所示，假定煤层爆破卸压钻孔1深度为25m，钻孔1直径为100mm。鉴于煤岩钻孔内爆破作用下封孔材料冲击倾向强，设计钻孔封孔段长度为15m。选择注浆材料预制投球2。采用尼龙绳作为兜网3的编织材料，兜网3长度15m，封孔段兜网3孔眼孔径当量为80mm，孔口近区20～50cm范围兜网3孔眼孔径当量在30～40mm左右。选用柔塑性树脂管作为封孔注浆管4，封孔注浆管长度为16m，距封孔注浆管底端0.5m位置封孔注浆管四侧开缝5的长度为14.5m，开缝5的宽度为8mm。为便于插管作业，封孔注浆管4的口径在40～60mm左右为宜，本案例中选定封孔注浆管4的口径为50mm。该条件下，环形伞扣6倒爪长度30mm，环形伞扣6内径为52mm，外径为90mm。

煤层钻孔注浆封孔作业前，首先将炸药预先装入钻孔，沿孔壁引出炸药起爆引线；其次，在孔外将投球2放入筒状兜网3底部，采用四侧开缝的封孔注浆管4，连同兜网3和投球2一同送入钻孔1封孔段；再者，将环形伞扣6由封孔注浆管4末端推入孔内至距离孔口20-50cm位置，环形伞扣6倒爪穿插孔口近区兜网3的密集孔眼，扣住孔壁围岩，限定兜网3的移动；最后，将封孔注浆管4的末端与孔外注浆管连接，开启注浆泵实施孔内注浆封孔作业，待浆液凝固达到一定强度后，起爆孔内炸药，完成钻孔爆破卸压工艺。

应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种兜网投球注浆封孔方法，该方法利用兜网配合投球实现钻孔的快速注浆封堵。具体封孔操作步骤包括：1)将直径略小于钻孔直径5‑10mm的投球，送入筒状兜网底部，兜网口径与钻孔直径相当；2)采用两侧或四侧开缝的柔塑性封孔注浆管伸入兜网，连同兜网和底部投球一同送入钻孔预封孔段；3)从封孔注浆管末端套入环形伞扣，将其推入孔内20‑50cm，环形伞扣倒爪穿兜网孔眼扣住孔壁围岩，限定兜网位移；4)连接封孔注浆管和孔外注浆管；5)开启注浆泵开始注浆封孔作业。本发明封孔方法快速简捷、带压注浆，密实封堵效果好。

技术研发人员：杨敬轩;刘长友;吴锋锋;原富珍
受保护的技术使用者：中国矿业大学
技术研发日：2017.04.17
技术公布日：2017.08.15