专利名称：上向钻孔的封孔方法
技术领域：
本发明涉及矿井的钻孔封孔技术领域，尤其涉及一种上向钻孔的封孔方法。
背景技术：
在煤矿井下测定煤层瓦斯压力过程中，经常会需要施工上向钻孔。为了对煤层进行准确测压。需要先对上向钻孔进行封孔，然后通过在封孔后的上向钻孔的孔口处设置压力表，该压力表与封装在孔中、且上端处于煤层中的测压花管相连通，从而对煤层散放的气体进行测压。现有的上向钻孔的封孔工艺通常采用无压注浆，从而不能封堵煤系底板砂岩裂隙水，造成裂隙水进入测压管，作用于压力表，使压力表测定的瓦斯压力失去真实性，不能为煤层突出危险性区域划分提供准确数据。煤矿工程技术人员也无法据此采取针对性措施治理煤层瓦斯。因此，亟需一种封孔质量较高的上向钻孔的封孔方法，以提高上向钻孔的孔口处压力表的测压准确度。
发明内容
本发明提供一种上向钻孔的封孔方法，用以提高上向钻孔的封孔质量，以助于提高上向钻孔的孔口处压力表的测压准确度。本发明提供一种上向钻孔的封孔方法，包括在测压管的预伸入至上向钻孔内测压煤层的底板下lm-aii的位置处，和第一注浆管上的预伸入至所述上向钻孔内所述测压煤层的底板下lm-aii、且距所述第一注浆管的上部管口 0. 2m-0. 3m的位置处缠绕棉纱；在所述测压管的前端连接测压花管，并向所述上向钻孔内下入所述测压管和所述第一注浆管，以使得所述测压花管伸入至所述测压煤层，所述棉纱位于所述测压煤层的底板下lm-aii的位置处；通过所述第一注浆管向所述上向钻孔内注入水泥浆，直至所述测压管返浆停止注浆；向所述上向钻孔的孔口插入第二注浆管，并封堵所述上向钻孔的孔口 ；通过所述第二注浆管向所述上向钻孔内注入水泥浆，直至无法注浆停止注浆；然后通过所述第二注浆管向所述上向钻孔内进行带压注浆；所述带压注浆的压力大小为3-4MPa ；所述带压注浆的注浆时间长度为20分钟到40分钟。本发明的上向钻孔的封孔方法，通过在测压管的预伸入至上向钻孔内、测压煤层的底板下lm-aii的位置处，和第一注浆管伸入所述上向钻孔的上部管口下方0. 2m-0. : 位置处缠绕棉纱；在测压管的前端连接测压花管，并向上向钻孔内下入测压管和第一注浆管， 以使得测压花管伸入至测压煤层，棉纱位于测压煤层的底板下lm-aii的位置处；通过第一注浆管向上向钻孔内注入水泥浆，直至测压管返浆停止注浆；向上向钻孔的孔口插入第二注浆管，并封堵上向钻孔的孔口 ；通过第二注浆管向上向钻孔内注入水泥浆，直至无法注浆停止注浆；通过所述第二注浆管向上向钻孔内进行带压注浆；带压注浆的压力大小为 3-4MPa ；带压注浆的注浆时间长度为20分钟到40分钟。能够有效地提高钻孔的封孔质量。 采用本发明的上向钻孔的封孔方法，能够有效地利用水泥浆封堵煤层底板砂岩裂隙水，避免在压力测试的时候裂隙水进入测压管。而且，采用本实施例的上向钻孔的封孔方法，在加压注浆过程中测压煤层的底板和棉纱之间形成的Im an长的水泥柱能够依赖自身重力和该段水泥柱与上向钻孔的孔壁产生的摩擦力来封堵带压注入的水泥浆液，从而有效地提高上向钻孔封孔的密实性，从而保证压力表测定的瓦斯压力的真实性，为煤层突出危险性区域划分提供准确数据，以便于煤矿工程技术人员据此采取针对性措施治理煤层瓦斯。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明实施例一提供的上向钻孔的封孔方法的流程图。图2为本发明实施例二提供的上向钻孔的封孔方法的流程图。图3为本发明实施例提供的上向钻孔的结构示意图。
具体实施例方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。图1为本发明实施例一提供的上向钻孔的封孔方法的流程图。如图1所示，本实施例的上向钻孔的封孔方法，具体可以包括步骤100、在测压管的预伸入至上向钻孔内测压煤层的底板下lm-aii的位置处，和第一注浆管上的预伸入至上向钻孔内测压煤层的底板下lm-aii、且距第一注浆管的上部管口 0. 2m-0. 3m的位置处缠绕棉纱；这里的第一注浆管的上部端口指的是第一注浆管伸入上向钻孔内的一端的端口。 本步骤中缠绕棉纱也就是在测压管的上述位置和第一注浆管的上述位置上同时缠绕。步骤101、在测压管的前端连接测压花管，并向上向钻孔内下入测压管和第一注浆管，以使得测压花管伸入至测压煤层，棉纱位于测压煤层的底板下lm-aii的位置处；步骤102、通过第一注浆管向上向钻孔内注入水泥浆，直至测压管返浆停止注浆；这样，可以在测压煤层的地板和棉纱之间形成lm-aii的水泥柱。步骤103、向上向钻孔的孔口插入第二注浆管，并封堵上向钻孔的孔口 ；步骤104、通过第二注浆管向上向钻孔内注入水泥浆，直至无法注浆停止注浆；步骤105、通过第二注浆管向所述上向钻孔内进行带压注浆；带压注浆的压力大小为3-4MPa ；带压注浆的注浆时间长度为20分钟到40分钟。
具体地，在被封堵的钻孔的孔口和棉纱上端的水泥柱之间进行无压注浆之后，再进行加压注浆。这样棉纱上端的水泥柱与上向钻孔的孔壁产生的摩擦力来封堵加压注入的水泥浆液，以使得水泥浆液充分填入孔口附近的每一处裂隙，从而提高封孔质量。本实施例的上向钻孔的封孔方法，通过在测压管的预伸入至上向钻孔内、测压煤层的底板下lm-aii的位置处，和第一注浆管伸入所述上向钻孔的管口下方0. 2m-0. : 位置处缠绕棉纱；在测压管的前端连接测压花管，并向上向钻孔内下入测压管和第一注浆管， 以使得测压花管伸入至测压煤层，棉纱位于测压煤层的底板下lm-aii的位置处；通过第一注浆管向上向钻孔内注入水泥浆，直至测压管返浆停止注浆；向上向钻孔的孔口插入第二注浆管，并封堵上向钻孔的孔口 ；通过第二注浆管向上向钻孔内注入水泥浆，直至无法注浆停止注浆；通过所述第二注浆管向上向钻孔内进行带压注浆；带压注浆的压力大小为 3-4MPa ；带压注浆的注浆时间长度为20分钟到40分钟。能够有效地提高钻孔的封孔质量。 采用本实施例的上向钻孔的封孔方法，能够有效地利用水泥浆封堵煤层底板砂岩裂隙水， 避免在压力测试的时候裂隙水进入测压管。而且，采用本实施例的上向钻孔的封孔方法，在加压注浆过程中测压煤层的底板和棉纱之间形成的Im an长的水泥柱能够依赖自身重力和该段水泥柱与上向钻孔的孔壁产生的摩擦力来封堵带压注入的水泥浆液，从而有效地提高上向钻孔封孔的密实性，从而保证压力表测定的瓦斯压力的真实性，为煤层突出危险性区域划分提供准确数据，以便于煤矿井下工程技术人员据此采取针对性措施治理煤层瓦斯。图2为本发明实施例二提供的上向钻孔的封孔方法的流程图。本实施例的上向钻孔的封孔方法可以在矿井下的巷道内进行。这里的矿井下的巷道具体可以为拱形、矩形、梯形、马蹄形等其他任意形状。如图2所示，本实施例的上向钻孔的封孔方法，具体可以包括步骤200、根据施工的上向钻孔中测压煤层的位置，确定需要下入上向钻孔的测压管和注浆管的长度；具体地，在施工上向钻孔过程中，可以根据钻入的深度确定钻孔中测压煤层的位置、位于测压煤层下方的煤层底板的位置等等。因为封堵上向钻孔主要是为了测定测压煤层中的瓦斯压力，所以，当钻进完上向钻孔，便可以确定上向钻孔孔口距离上向钻孔中测压煤层的距离，从而可以确定需要下入上向钻孔的测压管和注浆管的长度。步骤201、在测压管的预伸入至上向钻孔内测压煤层的底板下lm-aii的位置处，和第一注浆管上的预伸入至上向钻孔内测压煤层的底板下lm-aii、且距第一注浆管的上部管口 0. 2m-0. 3m的位置处同时缠绕棉纱；该步骤也为准备工作。根距步骤200能够确定测压煤层的位置之后，在测压管的预伸入至上向钻孔内、测压煤层的底板下lm-aii的位置处，和第一注浆管伸入所述上向钻孔的管口下方0. 2m-0. : 位置处缠绕棉纱；这里还需要将棉纱的上端固定捆扎在测压管和第一注浆管上。由于测压管和第一注浆管都是采用an左右的镀锌铁管采用管箍连起来的。 这里具体地可以将棉纱固定捆扎在测压管或者第一注浆管的管箍上。为了保证测压管和第一注浆管的连接严密性，在任意两个连接的管子之间用生胶带缠绕密实后才能用管箍进行连接。本实施例的中缠绕的棉纱的长度为0.8m-l.aii，优选长度为lm。且缠绕棉纱的方向为绕着测压管和第一注浆管的顺时针方向。步骤202、在测压管的前端连接测压花管，并向上向钻孔内下入测压管和第一注浆管，以使得测压花管伸入至测压煤层，棉纱位于测压煤层的底板下lm-aii的位置处；步骤203、顺时针旋转测压管和注浆管8-10圈；并下拉注浆管和测压管 0. 3m-0. 5m，使得棉纱蓬松；具体地，这里还需要将测压管和注浆管在上向钻孔的孔口处，例如拱形巷道的巷帮上固定。具体地要求棉纱蓬松状态的体积为棉花所占用的钻孔腔体体积的2倍，这样可以保证棉纱密实封堵该段钻孔腔体的空间，后续在棉纱上端注入水泥砂浆也不会漏浆。步骤204、通过第一注浆管向上向钻孔内注入水泥浆，直至水泥浆由测压花管进入测压管开始返浆停止注浆；步骤205、向上向钻孔的孔口插入第二注浆管，并采用聚胺脂和彩条布封堵上向钻孔的孔口 ；步骤206、在步骤204停止注浆36小时之后，通过第二注浆管向上向钻孔内注入水泥浆，直至无法注浆停止注浆；步骤207、通过第二注浆管向上向钻孔内进行带压注浆；带压注浆的压力大小为 3-4MPa ；带压注浆的注浆时间长度为20分钟到40分钟。这样封孔完毕之后，后续可以在钻孔孔口处的测压管上连接压力表，以测定测压煤层的瓦斯压力。上述实施例中的水泥浆中水和水泥的比例为1 0.75。本实施例的上向钻孔的封孔方法，能够有效地利用水泥浆封堵煤层底板砂岩裂隙水，避免在压力测定的时候裂隙水进入测压管。而且，采用本实施例的上向钻孔的封孔方法，在加压注浆过程中测压煤层的底板和棉纱之间形成的Im an长的水泥柱能够依赖自身重力和该段水泥柱与上向钻孔的孔壁产生的摩擦力来封堵带压注入的水泥浆液，从而能够有效地提高上向钻孔封孔的密实性，从而保证压力表测定的瓦斯压力的真实性，为煤层突出危险性区域划分提供准确数据，以便于煤矿井下工程技术人员据此采取针对性措施治理煤层瓦斯。按照上述如2所示实施例的上向钻孔的封孔方法可以实现对图3所示的上向钻孔进行封孔。如图3所示，在拱形巷道12中实施上述实施例的步骤从而实现对上向钻孔1进行封孔。具体地上向钻孔1的口径为75mm。测压管6与测压花管4通过管箍3连接。测压管6和第一注浆管7上缠绕的棉纱5伸入至测压煤层2的底板下lm-aii的位置处。按照上述实施例的步骤204注浆之后，采用第一闸阀11关闭第一注浆管7的管口。然后按照上述实施例的步骤205，在上向钻孔1的孔口插入第二注浆管13 ；并按照步骤206和207进行注浆之后，采用第二闸阀14关闭第二注浆管13的管口。并用聚胺脂8封堵上向钻孔的孔口。 再在测压管6的端口上安装机械式压力表10，用于检测测压煤层2的瓦斯压力。三通9设置在测压管6的管口附近。具体实施封孔的过程可以参考上述实施例二的记载，在此不再赘述。采用本实施例的上向钻孔的封孔方法，能够有效地提高上向钻孔封孔的密实性， 从而保证压力表测定的瓦斯压力的真实性，为煤层突出危险性区域划分提供准确数据，以便于煤矿工程技术人员据此采取针对性措施治理煤层瓦斯。最后应说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
权利要求
1.一种上向钻孔的封孔方法，其特征在于，包括在测压管的预伸入至上向钻孔内测压煤层的底板下lm-aii的位置处，和第一注浆管上的预伸入至所述上向钻孔内所述测压煤层的底板下lm-aii、且距所述第一注浆管的上部管口 0. 2m-0. 3m的位置处缠绕棉纱；在所述测压管的前端连接测压花管，并向所述上向钻孔内下入所述测压管和所述第一注浆管，以使得所述测压花管伸入至所述测压煤层，所述棉纱位于所述测压煤层的底板下 lm-2m的位置处；通过所述第一注浆管向所述上向钻孔内注入水泥浆，直至所述测压管返浆停止注浆；向所述上向钻孔的孔口插入第二注浆管，并封堵所述上向钻孔的孔口 ；通过所述第二注浆管向所述上向钻孔内注入水泥浆，直至无法注浆停止注浆；然后通过所述第二注浆管向所述上向钻孔内进行带压注浆；所述带压注浆的压力大小为3-4MPa ；所述带压注浆的注浆时间长度为20分钟到40分钟。
2.根据权利要求1所述的上向钻孔的封孔方法，其特征在于，在测压管的预伸入至上向钻孔内、测压煤层的底板下lm-aii的位置处，和第一注浆管伸入所述上向钻孔的上部管口下方0. 2m-0. :3m位置处缠绕棉纱之前，还包括根据施工的所述上向钻孔中测压煤层的位置，确定需要下入所述上向钻孔的测压管和注浆管的长度。
3 根据权利要求1所述的上向钻孔的封孔方法，其特征在于，在测压管的预伸入至上向钻孔内测压煤层的底板下lm-aii的位置处，和第一注浆管上的预伸入至所述上向钻孔内所述测压煤层的底板下lm-aii、且距所述第一注浆管的上部管口 0. 2m-0. 3m的位置处缠绕棉纱之后，在所述测压管的前端连接测压花管，并向所述上向钻孔内下入所述测压管和所述第一注浆管之前，还包括将所述棉纱的上端固定捆扎在所述测压管和所述第一注浆管上。
4.根据权利要求1所述的上向钻孔的封孔方法，其特征在于，所述通过所述第一注浆管向所述上向钻孔内注入水泥浆，直至所述测压管返浆停止注浆，具体包括通过所述第一注浆管向所述上向钻孔内注入水泥浆，直至水泥浆由所述测压花管进入所述测压管开始返浆停止注浆。
5.根据权利要求1所述的上向钻孔的封孔方法，其特征在于，所述向所述上向钻孔的孔口插入第二注浆管，并封堵所述上向钻孔的孔口，具体为向所述上向钻孔的孔口插入第二注浆管，并采用聚胺脂和彩条布封堵所述上向钻孔的孔口。
6.根据权利要求1所述的上向钻孔的封孔方法，其特征在于，所述通过所述第二注浆管向所述上向钻孔内注入水泥浆是在所述通过所述第一注浆管向所述上向钻孔内注入水泥浆，注浆停止后的36小时之后进行。
7.根据权利要求1所述的上向钻孔的封孔方法，其特征在于，在所述测压管的前端连接测压花管，并向所述上向钻孔内下入所述测压管和所述第一注浆管之后，通过所述第一注浆管向所述上向钻孔内注入水泥浆之前，还包括顺时针旋转所述测压管和所述第一注浆管8-10圈；下拉所述注浆管和所述测压管0. 3m-0. 5m，使得所述棉纱蓬松；将所述测压管和所述注浆管在所述上向钻孔的孔口处固定。
8.根据权利要求1-7任一所述的上向钻孔的封孔方法，其特征在于，所述棉纱的长度为 0. 8m-1. 2mο
全文摘要
本发明提供一种上向钻孔的封孔方法。该方法包括在测压管的预伸入至上向钻孔内测压煤层的底板下1m-2m的位置处，和第一注浆管上的预伸入至上向钻孔内测压煤层的底板下1m-2m、且距第一注浆管的上部管口0.2m-0.3m的位置处缠绕棉纱；在测压管前端连接测压花管，并向上向钻孔内下入测压管和第一注浆管；通过第一注浆管向上向钻孔内注入水泥浆，直至返浆；向上向钻孔的孔口插入第二注浆管，并封堵上向钻孔的孔口；通过第二注浆管向上向钻孔内注入水泥浆，直至无法注浆；然后通过第二注浆管向上向钻孔内进行带压注浆。本发明的上向钻孔的封孔方法，能够有效地利用水泥浆封堵煤层底板砂岩裂隙水，避免在压力测试的时候裂隙水进入测压管。
文档编号E21B33/13GK102536158SQ201010598889
公开日2012年7月4日 申请日期2010年12月10日 优先权日2010年12月10日
发明者刘结高, 李应辉, 李彬, 李秀山, 汪有清, 沈强, 王峻涛, 程双礼, 郑继兰 申请人:淮南矿业(集团)有限责任公司