一种提高煤层注水孔密实性的预处理方法

文档序号:8443292阅读:296来源:国知局
一种提高煤层注水孔密实性的预处理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种提高煤层注水孔密实性的预处理方法,能够提高矿井回采工作面等地点的煤层注水孔的密实性。
【背景技术】
[0002]煤层注水是煤矿井下最重要的防尘措施之一,尤其对于回采工作面的煤尘防治。它是在回采前预先在煤层中打若干钻孔,通过钻孔注入压力水,使其渗入煤体内部,增加煤的水分和尘粒间的粘着力,并降低煤的强度和脆性,增加塑性,减少采煤时煤尘的生成量;同时将煤体中原生细尘粘结为较大的尘粒,使之失去飞扬能力。因此,注水孔的封孔质量是决定煤层注水降尘效果的关键因素。目前,煤层注水孔常用的方法是在打钻成孔后,直接灌注一定长度的水泥进行封孔,然后通过注水孔进行带压注水已达到湿润煤体的作用。然而,在打钻形成煤层注水孔的过程中,由于打钻活动对于煤体产生的破坏作用,往往在钻孔周围形成裂隙发育区,通过这些裂隙的存在与拓展,或达到煤壁处沟通外界,或与先前已经成孔的锚杆孔等周边的裂隙发育区沟通。导致在注水孔注水后,水体会通过这些裂隙通道而散失,使得煤体并不能够完全被湿润,严重削弱了煤体注水降尘的效果。

【发明内容】

[0003]发明目的:为了克服现有技术中存在的不足,本发明提供一种提高煤层注水孔密实性的预处理方法,该方法简单有效,能够延长煤层注水孔对煤体的湿润时间,从而提高降尘效果。
[0004]技术方案:为实现上述目的,本发明采用的技术方案为:
[0005]一种提高煤层注水孔密实性的预处理方法,适用于煤矿回采工作面、煤巷掘进工作面、煤巷道等地点的煤层注水孔,当煤层注水孔打钻成孔以后,采用如下步骤进行煤层注水孔的预处理:
[0006](I)第一气体膨胀胶囊与第一压气管连接,通过第一压气管将第一气体膨胀胶囊送入到煤层注水孔内设定深度,打开第一压气管上的阀门,对第一气体膨胀胶囊加压使其膨胀封孔;
[0007](2)花管与压缩空气连接,将花管插入到煤层注水孔内;
[0008](3)第二气体膨胀胶囊与第二压气管连接,将第二气体膨胀胶囊布置在煤层注水孔的孔口位置,打开第二压气管上的阀门,对第二气体膨胀胶囊加压使其膨胀封孔;这样第一气体膨胀胶囊和第二气体膨胀胶囊之间形成一个气室,花管插入在气室内;
[0009](4)打开花管上的阀门,压缩空气以一定的压力将干细微膨胀粉料吹入到气室内;在压缩空气正压的作用下,干细微膨胀粉料会自动填堵裂隙群并进行堵塞;
[0010](5)在步骤(4)完成后,将花管抽出取回,同时迅速对第一气体膨胀胶囊和第二气体膨胀胶囊进行泄压回收;
[0011](6)对煤层注水孔进行正常的封孔(比如水泥砂浆进行封孔)。
[0012]采用本发明方法能够有效解决煤层注水孔在注水后的漏水问题,确保煤层注水孔的降尘效果。
[0013]优选的,所述步骤(4)中,压缩空气的压力根据操作经验和现场的情况确定,一般以I?2MPa的压力将干细微膨胀粉料吹入到气室内,压缩空气的吹入持续时间一般在1min左右。
[0014]优选的,所述干细微膨胀粉料为:质量比为1:1的水泥和淀粉的混合料,或者质量比为1:1的膨润土和水泥的混合料,或者质量比为1:2:3的细沙、膨润土和水泥的混合料,或者质量比为1:2:3的细沙、淀粉和水泥的混合料。
[0015]优选的,所述步骤(I)中,将第一气体膨胀胶囊送入到煤层注水孔内6?Sm深度。
[0016]有益效果:本发明提供的提高煤层注水孔密实性的预处理方法,在注水孔打钻形成后,利用气体膨胀胶囊,人为制造处气室,然后利用压缩空气以一定压力将干细微膨胀粉料送入煤层注水孔内,干细微膨胀粉料在压缩空气的正压的作用下渗入孔周围的孔(裂)隙区域,干细微膨胀粉料进入裂隙之后,一方面增加裂隙内流体的流动阻力,另一面在后期注水后,粉料具有遇水膨胀的作用,从而有效阻隔了渗漏途径,使注水孔内的水的散失明显减少,从而大幅度提高煤体的湿润程度;在煤体被开采的时候,有效降低了产尘量,显著地改善了工作环境,保护了工人的生命健康。
【附图说明】
[0017]图1为本发明实施时的结构示意图;
[0018]图中:1-煤层注水孔,2-第一气体膨胀胶囊,3-第一压气管,4-阀门,5-花管,6-干细微膨胀粉料,7-裂隙群,8-第二气体膨胀胶囊,9-第二压气管,10-锚杆孔,11-煤体。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
[0020]如图1所示,在煤体11打钻形成煤层注水孔I后,由于在打钻过程中造成的煤体11损伤,使得煤层变形、位移,导致煤层注水孔I周边煤层的裂隙群7扩张、发育,有的发育到煤壁位置同外界沟通,有的同之前已经成型的锚杆孔10发生沟通,所以在下一步的注水过程中,水体会通过这些裂隙而散失,使得煤层注水润湿煤体的效果明显下降。本发明的预处理方法具体为:
[0021 ] (I)第一气体膨胀胶囊2与第一压气管3连接,通过第一压气管3将第一气体膨胀胶囊2送入到煤层注水孔I内设定深度(6?Sm),打开第一压气管3上的阀门4,对第一气体膨胀胶囊2加压使其膨胀封孔;
[0022](2)花管5与压缩空气连接,将花管5插入到煤层注水孔I内;
[0023](3)第二气体膨胀胶囊8与第二压气管9连接,将第二气体膨胀胶囊8布置在煤层注水孔I的孔口位置,打开第二压气管9上的阀门4,对第二气体膨胀胶囊8加压使其膨胀封孔;这样第一气体膨胀胶囊2和第二气体膨胀胶囊8之间形成一个气室,花管5插入在气室内;
[0024](4)打开花管5上的阀门4,压缩空气以I?2MPa的压力将干细微膨胀粉料6吹入到气室内;在压缩空气正压的作用下,干细微膨胀粉料6会自动填堵裂隙群7并进行堵塞;根据气室的长度,该该步骤可持续10?15min ;
[0025](5)在步骤(4)完成后,将花管5抽出取回,同时迅速对第一气体膨胀胶囊2和第二气体膨胀胶囊8进行泄压回收;
[0026](6)对煤层注水孔I进行正常的封孔。
[0027]所述干细微膨胀粉料6为:质量比为1:1的水泥和淀粉的混合料,或者质量比为1:1的膨润土和水泥的混合料,或者质量比为1:2:3的细沙、膨润土和水泥的混合料,或者质量比为1:2:3的细沙、淀粉和水泥的混合料。
[0028]干细微膨胀粉料6在压缩空气的正压的作用下渗入孔周围的孔(裂)隙区域,干细微膨胀粉料6进入裂隙之后,一方面增加裂隙内流体的流动阻力,另一面在后期注水后,粉料具有遇水膨胀的作用,从而有效阻隔了渗漏途径,使注水孔内的水的散失明显减少,从而大幅度提高煤体的湿润程度。经过上述煤层注水孔预处理后,在煤体被开采的时候,有效降低了产尘量,显著地改善了工作环境,保护了工人的生命健康。
[0029]以上所述仅是本发明的优选实施方式,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。
【主权项】
1.一种提高煤层注水孔密实性的预处理方法,其特征在于:当煤层注水孔(I)打钻成孔以后,采用如下步骤进行煤层注水孔(I)的预处理: (1)第一气体膨胀胶囊(2)与第一压气管(3)连接,通过第一压气管(3)将第一气体膨胀胶囊(2)送入到煤层注水孔(I)内设定深度,打开第一压气管(3)上的阀门(4),对第一气体膨胀胶囊(2)加压使其膨胀封孔; (2)花管(5)与压缩空气连接,将花管(5)插入到煤层注水孔⑴内; (3)第二气体膨胀胶囊(8)与第二压气管(9)连接,将第二气体膨胀胶囊(8)布置在煤层注水孔(I)的孔口位置,打开第二压气管(9)上的阀门(4),对第二气体膨胀胶囊(8)加压使其膨胀封孔;这样第一气体膨胀胶囊(2)和第二气体膨胀胶囊(8)之间形成一个气室,花管(5)插入在气室内; (4)打开花管(5)上的阀门(4),压缩空气以一定的压力将干细微膨胀粉料(6)吹入到气室内;在压缩空气正压的作用下,干细微膨胀粉料(6)会自动填堵裂隙群(7)并进行堵塞; (5)在步骤⑷完成后,将花管(5)抽出取回,同时迅速对第一气体膨胀胶囊(2)和第二气体膨胀胶囊(8)进行泄压回收; (6)对煤层注水孔(I)进行封孔。
2.根据权利要求1所述的提高煤层注水孔密实性的预处理方法,其特征在于:所述步骤(4)中,压缩空气以I?2MPa的压力将干细微膨胀粉料(6)吹入到气室内。
3.根据权利要求1所述的提高煤层注水孔密实性的预处理方法,其特征在于:所述干细微膨胀粉料(6)为:质量比为1:1的水泥和淀粉的混合料,或者质量比为1:1的膨润土和水泥的混合料,或者质量比为1:2:3的细沙、膨润土和水泥的混合料,或者质量比为1:2:3的细沙、淀粉和水泥的混合料。
4.根据权利要求1所述的提高煤层注水孔密实性的预处理方法,其特征在于:所述步骤(I)中,将第一气体膨胀胶囊(2)送入到煤层注水孔(I)内6?Sm深度。
【专利摘要】本发明公开了一种提高煤层注水孔密实性的预处理方法,在注水孔打钻形成后,利用气体膨胀胶囊,人为制造处气室,然后利用压缩空气以一定压力将干细微膨胀粉料送入煤层注水孔内,干细微膨胀粉料在压缩空气的正压的作用下渗入孔周围的孔(裂)隙区域,干细微膨胀粉料进入裂隙之后,一方面增加裂隙内流体的流动阻力,另一面在后期注水后,粉料具有遇水膨胀的作用,从而有效阻隔了渗漏途径,使注水孔内的水的散失明显减少,从而大幅度提高煤体的湿润程度;在煤体被开采的时候,有效降低了产尘量,显著地改善了工作环境,保护了工人的生命健康。
【IPC分类】E21B33-13
【公开号】CN104763372
【申请号】CN201510074953
【发明人】程健维, 李思远, 陈松, 杜志杰, 蒋敬成, 赵增辉, 陈顺
【申请人】中国矿业大学
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年2月12日
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