一种深部煤层钻孔的全孔深筛网管防塌孔封孔方法与流程

本发明属于采矿技术领域，特别涉及一种深部煤层钻孔的全孔深筛网管防塌孔封孔方法。

背景技术：

近年来国内许多矿区均已进入深部开采阶段，由浅部进入深部后，地质构造变得复杂、自重应力增大，煤岩体内积聚大量的能量，非突矿井向突出矿井转变，使得深部煤岩的破坏更具冲击性和突然性，深部瓦斯抽釆钻孔更容易坍塌，因此深部瓦斯抽釆急需变更抽釆钻孔的封孔方法以提高抽釆效果。

现有瓦斯抽釆钻孔较多的应用“两堵一注”封孔器进行封孔，其封孔原理是利用注浆泵通过注浆管对两胶囊袋及两胶囊袋中间的注浆段注浆，完成钻孔整个封孔段的封堵；两胶囊袋都缠绕在抽釆管上，利用抽釆管对煤层瓦斯进行抽采。

在深部开采阶段，受“三高一扰动”作用，深部工程围岩的地质力学环境较浅部发生了很大变化，深部煤层内部压力较浅部煤层内部压力增大、硬岩矿井向软岩矿井的转化、煤层透气性变小等现象使钻孔发生塌孔的现象，由于抽釆负压的作用，抽采管很容易发生堵塞，在抽釆过程中必然会引起抽釆浓度的下降、抽采率变低并延长抽釆周期；现有的“两堵一注”封孔器封孔长度为钻孔孔口到应力集中区峰值的距离，在应力集中区峰值之后的钻孔受到煤层内部的压力发生坍塌，在抽釆过程中坍塌部分的钻孔的抽釆负压压损较大，浪费负压能。

现有封孔方式不能对深部煤层瓦斯抽釆钻孔的全孔深抽釆长度进行完全的抽釆，特别是深部煤层内部压力增大导致的钻孔塌孔，由钻孔塌孔引起的抽采管堵塞、抽釆浓度下降、抽采率降低以及抽釆负压的压力损失，浪费负压能等现象。

技术实现要素：

针对现有“两堵一注”封孔工艺在深部开采阶段存在的上述问题，本发明提供一种深部煤层钻孔的全孔深筛网管防塌孔封孔方法，在抽采管上设置通孔，将部分抽采管改造成筛网管，使其在塌孔后仍能保持通道畅通，提高抽采率。

本发明的方法按以下步骤进行：

1、将抽采管的一端与筛网管的前端连接，所述的筛网管上设有均匀分布的通孔，并且筛网管的末端设有封头或封堵物进行封闭；

2、将外囊袋、内囊袋和注浆管装配在抽采管上构成封孔器；

3、在钻孔打钻完成后，将带有筛网管的抽采管顺入钻孔内，对钻孔进行封孔，并使筛网管末端与钻孔末端的间距小于抽采管管壁与钻孔内侧壁的间距；

4、完成封孔后，通过注浆管对外囊袋和内囊袋之间的注浆段进行注浆，完成钻孔封堵。

上述方法中，通孔的直径为3～5mm；全部通孔的总面积为抽采管截面面积的1～2倍。

上述方法中，当打钻完成后，在半小时之内将抽采管置于钻孔内，并完成外囊袋、内囊袋和注浆管的装配。

上述方法中，筛网管与抽采管为一体结构，或者筛网管与抽采管穿插在同一个pvc管内进行连接；筛网管为一段，或者由多段组成；当筛网管由多段组成时，相邻两段通过穿插在同一个pvc管内进行连接；当采用pvc管进行连接时，抽采管和筛网管分别pvc-u专用胶与pvc管粘接固定在一起。

本发明的方法在内囊袋前端设置筛网管，筛网管端头封堵可防止在筛网管顺入钻孔的过程中，有煤屑进入筛网管内；打钻完成后的半小时内钻孔不易坍塌，因此在半小时内顺入抽采管进行封孔；当抽采管与筛网管占据整个钻孔的空间，即使钻孔坍塌，在抽釆负压的作用下抽釆也能正常进行，不会发生由于钻孔坍塌而导致煤屑堵塞抽采管，还能有效的避免负压能浪费；该方法可以防止钻孔坍塌后煤屑对抽釆管产生堵塞，有效地增大抽釆负压的传递长度，提高瓦斯抽釆浓度及工作面的抽采率，缩短抽釆周期。

附图说明

图1为本发明实施例中钻孔坍塌前全孔深筛网管封孔结构示意图；

图2为本发明实施例中钻孔坍塌后全孔深筛网管封孔结构示意图；

图中，1、抽釆管，2、外囊袋，3、内囊袋，4、筛网管，5、钻孔(矿井钻孔)，6、筛网管封头，7、注浆管，8、注浆段。

具体实施方式

本发明实施例中抽采管顺入钻孔时，保证抽采管平直且匀速进入钻孔。

本发明实施例中抽采管顺入钻孔后，筛网管前端与钻孔底部的距离小于50mm。

本发明实施例中钻孔轴线与水平面平行。

本发明的深部煤层是指煤层所在位置距地表800m以上。

实施例1

将抽采管的一端与筛网管的前端连接，所述的筛网管上设有均匀分布的通孔，并且筛网管的末端设有封头或封堵物进行封闭；其中通孔的直径为3～5mm；全部通孔的总面积为抽采管截面面积的1～2倍；

将外囊袋、内囊袋和注浆管装配在抽采管上构成封孔器；

在钻孔打钻完成后，在半小时之内将抽采管置于钻孔内，并完成外囊袋、内囊袋和注浆管的装配，对钻孔进行封孔，并使筛网管末端与钻孔末端的间距小于抽采管管壁与钻孔内侧壁的间距；其中筛网管与抽采管为同材质一体结构；

完成封孔后，通过注浆管对外囊袋和内囊袋之间的注浆段进行注浆，完成钻孔封堵；完成封堵后的全孔深筛网管封孔结构如图1所示；抽采管(1)插入钻孔(5)并穿过外囊袋(2)和内囊袋(3)，抽采管(1)前端与筛网管(4)连接，筛网管(4)末端设有筛网管封头(6)，筛网管封头(6)靠近钻孔(5)末端；注浆管(7)穿过外囊袋(2)，前端固定在内囊袋(3)，外囊袋(2)和内囊袋(3)之间为注浆段(8)，注浆管(7)在注浆段(8)内的部分设有注浆口；

坍塌后的结构如图2所示；钻孔坍塌后，在抽釆负压的作用下抽釆也能正常进行，不会发生由于钻孔坍塌而导致煤屑堵塞抽采管，有效的避免负压能浪费。

实施例2

方法同实施例1，不同点在于：

(1)全部通孔的总面积为抽采管截面面积的1.5倍；

(2)筛网管与抽采管穿插在同一个pvc管内进行连接；筛网管由多段组成，相邻两段通过穿插在同一个pvc管内进行连接，抽采管和筛网管分别pvc-u专用胶与pvc管粘接固定在一起。

实施例3

方法同实施例1，不同点在于：

(1)全部通孔的总面积为抽采管截面面积的2倍；

(2)筛网管与抽采管穿插在同一个pvc管内进行连接；筛网管为一段。

技术特征：

技术总结
一种深部煤层钻孔的全孔深筛网管防塌孔封孔方法，按以下步骤进行：(1)将抽采管的一端与筛网管的前端连接，筛网管设有通孔；(2)将外囊袋、内囊袋和注浆管装配在抽采管上构成封孔器；(3)打钻完成后，将带有筛网管的抽采管顺入钻孔内，对钻孔进行封孔；(4)对注浆段进行注浆，完成钻孔封堵。本发明的方法使封孔器在钻孔坍塌，抽釆负压的作用下抽釆能正常进行，不会发生由于钻孔坍塌而导致煤屑堵塞抽采管，还能有效的避免负压能浪费。

技术研发人员：齐庆杰;赵尤信;张建国;贾新雷;张晋京;周新华
受保护的技术使用者：辽宁工程技术大学
技术研发日：2018.09.14
技术公布日：2019.01.15