专利名称：一种定点密封瓦斯抽采钻孔的方法
技术领域：
本发明涉及一种定点密封瓦斯抽采钻孔的方法，适用于精确控制封孔深度和封孔位置、增大瓦斯抽采钻孔的封孔深度、提高瓦斯抽采效果。
背景技术：
瓦斯是煤矿五大自然灾害之一，严重威胁着矿井的安全。为防治瓦斯灾害，保证矿 井安全生产，施工钻孔抽采煤层或采空区瓦斯是降低煤层瓦斯含量及工作面瓦斯涌出量的 有效措施。我国煤矿的瓦斯抽采率普遍较低，除了受煤层透气性系数小等地质条件的影响 夕卜，最主要的原因是钻孔的封孔质量差，造成漏气严重，瓦斯抽采浓度低。现阶段，我国煤矿主要采用聚氨酯类的高分子聚合材料密封瓦斯抽采钻孔，其中 高分子聚合材料由两种化学浆液混合后反应生成，封孔工艺主要有卷缠浆液法和压注浆液 法。由于化学浆液在混合搅拌后的很短时间(40 60s)内就开始反应，因此采用卷缠浆液 法时封孔深度只能达到4 5m，因不能有效避开巷道的松动圈而造成封孔质量较差。采用 压注浆液法封孔时，虽然可以增大封孔深度，但由于需要在瓦斯抽采管的里段安装挡盘或 绑缠棉纱，增大了瓦斯抽采管里段的横截面，若钻孔发生一定变形或成孔质量差，挡盘或面 纱在钻孔截面减小或变形处极有可能被卡住，从而不能将瓦斯抽采管送入到钻孔中的设计 位置，导致封孔效果不佳或失败。
发明内容
本发明目的是针对已有技术中的不足之处，提供一种可精确控制封孔深度和封孔 位置、增大瓦斯抽采钻孔的封孔深度、提高瓦斯抽采效果的定点密封瓦斯抽采钻孔的方法。本发明的定点密封瓦斯抽采钻孔的方法，包括抽采管和注浆管，具体步骤如下a、在抽采管的前部套装由棉布袖囊段和抗静电的防水布袖囊段组成总长度为I2 的柔性袖囊，将注浆管插入柔性袖囊内，然后将柔性袖囊的两端捆绑封口固定在抽采管 上；b、将固定有柔性袖囊的抽采管及注浆管送入瓦斯抽采钻孔内，使柔性袖囊的外端 与瓦斯抽采钻孔的孔口距离I1不小于8m ；C、通过注浆管向封口的柔性袖囊内注入密封充填材料，直至充满柔性袖囊，密封 充填材料膨胀后完成封孔。所述的棉布袖囊段的孔隙大小为0. 3 2mm ；所述柔性袖囊的总长度I2大于2m， 其中抗静电的防水布袖囊段的长度为0. 3 Im ；所述柔性袖囊的直径大于瓦斯抽采钻孔的 直径；所述的密封充填材料为聚氨酯类的高分子聚合材料。有益效果本发明与现有技术相比(1)消除了高分子聚合材料反应速度快对封孔工艺的影响，显著增大瓦斯抽采钻 孔的封孔深度，同时精确控制封孔位置，使封孔段有效避开了巷道的松动圈，提高了封孔效 果；
(2)采用密闭的柔性袖囊限制了高分子聚合材料的自由膨胀，使其主要沿钻孔径向膨胀，既提高了柔性袖囊及高分子聚合材料与钻孔粘合的紧密程度，又增强了高分子聚 合材料的致密性；(3)消除了瓦斯抽采钻孔成孔质量差等因素对置入抽采管的影响，可实现顺利置 入抽采管。(4)可增大封孔深度、提高封孔质量，封孔效果好，抽采瓦斯浓度高，可延长有效抽 采期约1 2个月，其方法简单，操作方便、迅速。
图1是本发明对上行孔封孔的示意图；图2是本发明对下行孔封孔的示意图。图中瓦斯抽采钻孔1，抽采管2，注浆管3，密封充填材料4，柔性袖囊5，棉布袖囊 5-1，防水布袖囊5-2。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的实例作进一步描述实施例一、图1所示，上行孔封孔方法在准备插入瓦斯抽采孔1内的抽采管2的 前部套装由棉布袖囊段5-2和抗静电的防水布袖囊段5-1组成总长度I2为2 4m的柔性 袖囊5，柔性袖囊5的直径大于瓦斯抽采钻孔1的直径，使密封充填材料4膨胀后能与瓦斯 抽采钻孔1的孔壁接触。棉布袖囊段5-2向内，抗静电的防水布袖囊段5-1段向外，棉布袖 囊段5-2的孔隙大小为0. 3 2mm，可使液态的密封充填材料4在棉布上流动时能进行少量 渗透，有利与抽采孔壁结合；抗静电的防水布袖囊段5-1的长度为0. 3 lm，以保证浆液不 外漏。将注浆管3插入柔性袖囊5内，然后将柔性袖囊5的两端捆绑封口固定在抽采管2 上；捆扎应牢固，以保证密封充填材料4膨胀时受到柔性袖囊5两端的约束而沿径向膨胀， 使其与瓦斯抽采钻孔1的孔壁紧密粘合，同时由于密封充填材料4的膨胀空间有限，可增强 其膨胀后的致密性。密封时，先将固定有柔性袖囊5的抽采管2及注浆管3 —并送入按常 规开挖好的瓦斯抽采钻孔1内，使柔性袖囊5的外端与瓦斯抽采钻孔1的孔口距离I1不小 于8m，以保证封孔段避开巷道的松动圈，以提高封孔质量并延长有效抽采时间。最后通过 注浆泵注浆，在注浆泵输运压力作用下，密封充填材料4通过注浆管3向封口的柔性袖囊5 内注入，直至充满柔性袖囊5。密封充填材料4采用聚氨酯类的高分子聚合材料。进入柔性 袖囊5内的聚氨酯类的高分子聚合材料在流动过程中先流入低处的抗静电的防水布袖囊 段5-1，再逐渐集聚至棉布袖囊段5-2，此时少量的密封充填材料4从棉布袖囊段5-2的孔 隙渗透出，与瓦斯抽采钻孔1的粘合，提高柔性袖囊5密封效果。当充填材料4反应膨胀后 即完成封孔。实施例二、图2所示，下行孔封孔方法由于密封孔的角度方向向下，与上行密封 孔的角度方向相反，套装在抽采管2前部的由棉布袖囊段5-2和抗静电的防水布袖囊段5-1 构成的总长度I2为2 4m的柔性袖囊5也相反，即棉布袖囊段5-2向外，抗静电的防水布 袖囊段5-1段向内，其它均与实施例一相同，相同部分略。
权利要求
一种定点密封瓦斯抽采钻孔的方法，包括抽采管(2)和注浆管(3)，其特征在于a、在抽采管(2)的前部套装由棉布袖囊段(5-2)和抗静电的防水布袖囊段(5-1)组成总长度为l2的柔性袖囊(5)，将注浆管(3)插入柔性袖囊(5)内，然后将柔性袖囊(5)的两端捆绑封口固定在抽采管(2)上；b、将固定有柔性袖囊(5)的抽采管(2)及注浆管(3)送入瓦斯抽采钻孔(1)内，使柔性袖囊(5)的外端与瓦斯抽采钻孔(1)的孔口距离l1不小于8m；c、通过注浆管(3)向封口的柔性袖囊(5)内注入密封充填材料(4)，直至充满柔性袖囊(5)，密封充填材料(4)膨胀后完成封孔。
2.根据权利要求1所述的定点密封瓦斯抽采钻孔的方法，其特征在于所述的棉布袖 囊段(5-2)的孔隙大小为0. 3 2mm。
3.根据权利要求1所述的定点密封瓦斯抽采钻孔的方法，其特征在于所述柔性袖囊 (5)的总长度I2大于2m，其中抗静电的防水布袖囊段(5-1)的长度为0. 3 lm。
4.根据权利要求1所述的定点密封瓦斯抽采钻孔的方法，其特征在于所述柔性袖囊 (5)的直径大于瓦斯抽采钻孔⑴的直径。
5.根据权利要求1所述的定点密封瓦斯抽采钻孔的方法，其特征在于所述的密封充 填材料(4)为聚氨酯类的高分子聚合材料。
全文摘要
一种定点密封瓦斯抽采钻孔的方法，包括抽采管、注浆管和柔性袖囊，在抽采管的前部套装柔性袖囊，将注浆管插入柔性袖囊内，然后把柔性袖囊的两端捆绑封口固定在抽采管上；把抽采管及注浆管一并送入到瓦斯抽采钻孔的指定位置，通过注浆管向密闭的柔性袖囊内注入密封充填材料，直至充满，充填材料膨胀后完成封孔。柔性袖囊的外端与钻孔孔口的距离大于8m，柔性袖囊的长度大于2m；柔性袖囊由棉布袖囊段和抗静电的防水布袖囊段组成，其防水布用以防止密封充填材料渗透；柔性袖囊的直径大于瓦斯抽采钻孔的直径，保证密封充填材料径向膨胀后与钻孔的孔壁紧密结合。该方法封孔效果好，抽采瓦斯浓度高、有效抽采时间长，操作简便、快速。
文档编号E21B33/13GK101845944SQ20101017472
公开日2010年9月29日 申请日期2010年5月8日 优先权日2010年5月8日
发明者刘应科, 周福宝, 张云峰, 胡东亮, 胡胜勇 申请人:中国矿业大学