一种近水平瓦斯抽放钻孔钻屑与囊袋组合封孔的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种封孔方法，尤其是一种适用于煤矿井下的近水平瓦斯抽放钻孔钻肩与囊袋组合封孔方法。
【背景技术】
[0002]采用适宜的封孔工艺和封孔材料，是瓦斯抽放的关键，封孔质量的好坏直接影响瓦斯抽放的效率。当前国内外采用的封孔技术主要有机械注水泥砂浆封孔、双阶段注浆封孔、发泡聚合材料封孔、封孔器封孔等。其中机械注水泥砂浆封孔适用于倾斜钻孔；双阶段注浆封孔适用于近水平或缓倾斜煤层，但是操作极为复杂；发泡聚合材料封孔具有发泡倍数高、质量轻、封孔迅速的优点，但是其成本较高，成型后的强度较低、易着火、遇水难以发泡、操作要求较高等缺点。封孔器封孔速度快重复使用可降低成本，但效果较差，只适用于临时抽放封孔。
【发明内容】
[0003]技术问题:本发明的目的是针对已有技术中存在问题，提供一种操作简单、低成本、效果好的近水平瓦斯抽放钻孔钻肩与囊袋组合封孔方法。
[0004]技术方案:本发明的近水平瓦斯抽放钻孔钻肩与囊袋组合封孔方法，包括如下步骤:
[0005]a.用大钻头向近水平的煤体中施工一个大钻孔；
[0006]b.退钻后，向大钻孔内装入前端带有花管的PVC套管，同时装入固定于PVC套管下部的注浆管，并在注浆管的前部设置一爆破阀，在位于孔口段的PVC套管和注浆管上缠绕封孔的囊袋，并在注浆管后部位于囊袋中设置一单向阀；
[0007]c.通过注浆管注入高水材料，实现PVC套管外端部分与大钻孔之间空隙的封堵，同时单向阀在注浆压力的作用下自动打开，向囊袋内注浆，当压力表示数达到2MP时注浆管前端的爆破阀爆破，防止囊袋因压力过大被撑破，此时完成注浆；
[0008]d.待高水材料凝固后，用小钻头沿着大钻孔的孔底向内施工一个小钻孔，保证小钻孔与大钻孔同心，钻进过程中排出的钻肩落至PVC套管与大钻孔壁面之间的空隙内，自动充填并压实PVC套管与大钻孔之间的空隙；
[0009]e.小钻头钻进到预定位置后，将钻头和钻杆退出，将PVC套管管口与瓦斯抽放管网连接，完成整个封孔过程。
[0010]所述的注浆管最外端设有实时监测注浆管内压力的压力表。
[0011]所述的PVC套管总长度为12m。
[0012]所述的囊袋的长度为0.Sm，囊袋的位置根据实际情况加以调节。
[0013]所述的囊袋采用高水材料浆液透不过的防水、阻燃、防静电的三防布材料制成。
[0014]所述的大钻孔的直径为113mm，孔深为13m。
[0015]所述的小钻孔直径为75mm。
[0016]所述的花管内端距离孔底0.5m，PVC套管外端距离孔口 0.5m。
[0017]有益效果:由于采用上述技术方案，与现有技术相比，本发明运用囊袋和钻进过程中排出的钻肩自动完成封孔过程，钻肩填充压实了 PVC套管与大钻孔壁面之间的空隙，实现了钻进封孔一体化。特制囊袋与PVC套管结合使用简化了注浆过程，减少了高水材料的使用量。囊袋起到了封孔器的作用且能够很好的防止高水材料的渗出。本发明操作简单，封孔效果良好，适用于近水平钻孔。利用囊袋和钻进过程排出的钻肩即可完成封孔，降低了封孔成本，提高了封孔效率。其操作简单，封孔效果良好，具有广泛的实用性。
【附图说明】
[0018]图1是本发明的近水平瓦斯抽放钻孔钻肩与囊袋组合封孔的方法示意图；
[0019]图2是图1中的A-A结构示意图。
[0020]图中:1 - PVC套管，2 —注浆管，3 —压力表，4 一囊袋，5 —大钻孔，6 —小钻孔，7 —单向阀，8 —爆破阀，9 一钻肩，10 一花管。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步的描述:
[0022]如图1所示，本发明的近水平瓦斯抽放钻孔钻肩与囊袋组合封孔的方法，包括采用Φ113πιπι的大钻头、Φ75.ι的小钻头、Φ42.ι钻杆、PVC套管、花管、囊袋、注浆管、压力表，使用的封堵材料为高水材料和钻肩。为了保证近水平瓦斯抽放钻孔顺利的施工和钻肩能够准确落入预定的位置，做好前期准备:
[0023](I)采用地质罗盘仪确定钻机钻进的方位和倾角；
[0024](2)直接采用井下风管供风排粉；
[0025](3)连接上钻杆及钻头，开动钻机进行钻孔作业。
[0026]具体步骤如下:
[0027]a.用Φ 113mm的大钻头向近水平的煤体中施工一个大钻孔5，开孔深度至13m处时，退出钻杆和大钻头；
[0028]b.退钻后，向大钻孔5内装入前端带有花管10的PVC套管1，同时装入固定于PVC套管I下部的注浆管2，并在注浆管2的前部设置一爆破阀8，在位于孔口段的PVC套管I和注浆管2上缠绕封孔的囊袋4，并在注浆管2后部位于囊袋4中设置一单向阀7 ;PVC套管I前端的花管10的长度为lm，PVC套管I的总长度为12m，固定有囊袋4的PVC套管I插入到大钻孔5中，囊袋4的长度为0.Sm，囊袋4的位置根据实际情况加以调节，使得花管10里端距离孔底0.5m，PVC套管I外端距离孔口 0.5m。
[0029]c.通过与囊袋4绑定的注浆管2向囊袋4内注入高水材料，实现PVC套管I外端部分与大钻孔5之间空隙的封堵，同时单向阀7在注浆压力的作用下自动打开，向囊袋4内注浆，随着高水材料的注入，压力表3的示数由O逐渐增加，当压力表3示数达到2MP时，注浆管2前端的爆破阀8爆破，防止囊袋4因压力过大被撑破，压力表3的示数迅速降至为0，此时完成注楽;
[0030]d.待高水材料凝固后，用?75mm的小钻头沿着大钻孔5的孔底继续向里施工一个小钻孔6，保证小钻孔6与大钻孔5同心，钻进过程中排出的钻肩9落至PVC套管I与大钻孔壁面之间的空隙内，自动充填并压实PVC套管I与大钻孔5之间的空隙
[0031]e.小钻头钻至预定位置后，将钻头和钻杆退出，将PVC套管I与瓦斯抽放管网连接，完成整个封孔过程。
[0032]上述实施例仅表达了本发明的一种实施方式，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种近水平瓦斯抽放钻孔钻肩与囊袋组合封孔的方法，其特征在于包括如下步骤: a.用大钻头向近水平的煤体中施工一个大钻孔(5); b.退钻后，向大钻孔(5)内装入前端带有花管(10)的PVC套管(1)，同时装入固定于PVC套管(I)下部的注浆管(2)，并在注浆管(2)的前部设置一爆破阀(8)，在位于孔口段的PVC套管(I)和注浆管(2)上缠绕封孔的囊袋(4)，并在注浆管(2)后部位于囊袋(4)中设置一单向阀(7)； c.通过注浆管(2)注入高水材料，实现PVC套管(I)外端部分与大钻孔(5)之间空隙的封堵，同时单向阀(7)在注浆压力的作用下自动打开，向囊袋⑷内注楽，当压力表(3)示数达到2MP时注浆管(2)前端的爆破阀(8)爆破，防止囊袋(4)因压力过大被撑破，此时完成注楽.; d.待高水材料凝固后，用小钻头沿着大钻孔(5)的孔底向内施工一个小钻孔(6)，保证小钻孔(6)与大钻孔(5)同心，钻进过程中排出的钻肩(9)落至PVC套管(I)与大钻孔(5)壁面之间的空隙内，自动充填并压实PVC套管(I)与大钻孔(5)之间的空隙； e.小钻头钻进到预定位置后，将钻头和钻杆退出，将PVC套管(I)管口与瓦斯抽放管网连接，完成整个封孔过程。
2.根据权利要求1所述的一种近水平瓦斯抽放钻孔钻肩与囊袋组合封孔的方法，其特征在于:所述的注浆管(2)最外端设有实时监测注浆管(2)内压力的压力表(3)。
3.根据权利要求1所述的一种近水平瓦斯抽放钻孔钻肩与囊袋组合封孔的方法，其特征在于:所述的PVC套管(I)总长度为12m。
4.根据权利要求1所述的一种近水平瓦斯抽放钻孔钻肩与囊袋组合封孔的方法，其特征在于:所述的囊袋(4)的长度为0.8 m，囊袋(4)的位置根据实际情况加以调节。
5.根据权利要求1或4所述的一种近水平瓦斯抽放钻孔钻肩与囊袋组合封孔的方法，其特征在于:所述的囊袋(4)采用高水材料浆液透不过的防水、阻燃、防静电的三防布材料制成。
6.根据权利要求1所述的一种近水平瓦斯抽放钻孔钻肩与囊袋组合封孔的方法，其特征在于:所述的大钻孔(5)的直径为113mm，孔深为13m。
7.根据权利要求1所述的一种近水平瓦斯抽放钻孔钻肩与囊袋组合封孔的方法，其特征在于:所述的小钻孔(6)直径为75mm。
8.根据权利要求1所述的一种近水平瓦斯抽放钻孔钻肩与囊袋组合封孔的方法，其特征在于:所述的花管(10)内端距离孔底0.5m，PVC套管⑴外端距离孔口 0.5m。
【专利摘要】一种近水平瓦斯抽放钻孔钻屑与囊袋组合封孔的方法，适用于近水平钻孔。在煤体上施工一个大钻孔，插入前端有花管的PVC套管，退钻后将固定有囊袋的PVC套管插入到大钻孔中。通过与囊袋绑定的注浆管向囊袋内注入高水材料，注浆管的里端用铁丝与PVC套管绑定在一起。高水材料凝固后用小钻头沿大钻孔继续向里施工一段距离，钻进过程中风钻排出的钻屑由于风力的作用下落至PVC套管与大钻孔壁面之间的空隙内，自动填实了PVC套管与大钻孔之间的空隙，实现了打钻封孔一体化。通过囊袋起到了封孔器的作用且能够很好的防止高水材料的渗出，利用囊袋和钻进过程排出的钻屑即可完成封孔，降低了封孔成本，提高了封孔效率。其操作简单，封孔效果良好。
【IPC分类】E21B33-13
【公开号】CN104863542
【申请号】CN201510299732
【发明人】郝志勇, 宋吴兵, 苏云龙, 孙炜浩, 李博洋
【申请人】中国矿业大学
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年6月3日