一种近距离煤层底板穿层卸压钻孔封孔系统

1.本实用新型涉及矿井瓦斯抽采技术领域，特别涉及一种近距离煤层底板穿层卸压钻孔封孔系统。


背景技术：

2.近距离煤层上保护层开采条件下，为防止被保护层卸压瓦斯在采动影响下大量快速涌入保护层开采工作面，造成瓦斯超限事故，影响保护层工作面的掘进和回采安全，故需要对近距离被保护层卸压瓦斯进行超前抽采，但是位于沿空留巷内的被保护层卸压瓦斯抽采钻孔会受到采动影响造成钻孔围岩产生裂隙，甚至造成塌孔，影响抽采的质量，因此需要对近距离煤层底板穿层卸压瓦斯抽采钻孔封孔进行改进。


技术实现要素：

3.为解决上述问题，本实用新型旨在提出一种近距离煤层底板穿层卸压钻孔封孔系统，通过采取下放具有多孔式花管的pvc材质护孔管进行护孔，防止上部煤层采动影响造成围岩裂隙发育甚至塌孔，解决了由于上部煤层采动的影响，两煤层间的岩体破碎产生裂隙，导致穿层瓦斯抽采钻孔在抽采过程中封孔效果受到不利影响，进而导致抽采效率较低的问题。
4.为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
5.一种近距离煤层底板穿层卸压钻孔封孔系统，涉及到底板卸压钻孔，所述钻孔内安装有护孔管，所述护孔管的深入煤层的采集端设有多孔式花管用于抽采瓦斯；由内向外沿瓦斯抽采方向上的护孔管外周的钻孔内依次设有聚氨酯封堵层、水泥砂浆层用于封堵钻孔。
6.进一步的，还包括细砂层，所述细砂层位于水泥砂浆层上方用于填充封堵采动影响所产生的围岩裂隙。
7.进一步的，所述细砂层的深度为5m，细砂的粒径为0.125mm～0.25mm。
8.进一步的，所述护孔管为pvc材质护孔管，所述多孔式花管与护孔管一体成型，所述多孔式花管位于煤层瓦斯富集空间并深入煤层0.5m。
9.进一步的，还包括瓦斯浓度在线监测装置，所述护孔管在钻孔外连接有矿井瓦斯抽采主管路，所述矿井瓦斯抽采主管路上安装瓦斯浓度在线监测装置用于监测钻孔内瓦斯浓度，所述瓦斯浓度在线监测装置与地面调度中心有线相连。
10.进一步的，所述瓦斯浓度在线监测装置将瓦斯浓度数据信号通过光纤传输到终端服务器，地面调度中心与终端服务器相连用于在线显示钻孔内瓦斯浓度。
11.进一步的，当钻孔内瓦斯浓度较低时，位于地面的调度中心在线显示浓度较低，表明封孔效果不良。
12.进一步的，所述聚氨酯封堵层包括异氰酸酯与聚醚多元醇，所述聚氨酯封堵层为囊袋包装的异氰酸酯与聚醚多元醇以1∶1比例混合在膨胀前注入到钻孔内形成的聚氨酯封
堵层。
13.进一步的，所述水泥砂浆层为通过注浆管向钻孔内注入水泥砂浆凝固而形成的水泥砂浆层。
14.为了实现上述目的，本实用新型还提供了一种近距离煤层底板穿层卸压钻孔封孔方法，包括以下步骤：
15.s1、实施钻孔，钻孔穿过煤层0.5m，排出钻孔内积水和煤渣，在钻孔内下放pvc材质护孔管；
16.s2、在护孔管与钻孔间以1∶1比例注入囊袋包装的异氰酸酯与聚醚多元醇形成聚氨酯封堵层；
17.s3、聚氨酯封堵层凝固后通过注浆管注入水泥砂浆形成水泥砂浆层，水泥砂浆层在聚氨酯封堵层之上；
18.s4、在水泥砂浆层凝固后灌注深度为5m、粒径0.125mm～0.25mm细砂，填充至钻孔口内形成细砂层，及时填充封堵采动影响所产生的围岩裂隙。
19.有益效果：本实用新型通过采取下放具有多孔式花管的pvc材质护孔管进行护孔，防止上部煤层采动影响造成围岩裂隙发育甚至塌孔；本实用新型还通过采用在护孔管外灌注深度为5m的粒径0.125mm～0.25mm细砂的封孔工艺，使得采动影响下产生的围岩裂隙能够通过细砂的下沉得到及时的填充，保证了卸压瓦斯抽采浓度和抽采纯量。本实用新型提高了瓦斯抽采效率，抽采瓦斯的密封性更好，抽采效果更佳，并有效降低被抽采煤层瓦斯含量，保证了被抽采煤层采掘安全。
附图说明
20.构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
21.图1为本实用新型实施例所述的近距离煤层底板穿层卸压钻孔封孔系统的结构示意图；
22.图2为本实用新型实施例所述的近距离煤层底板穿层卸压钻孔封孔方法的流程图。
具体实施方式
23.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
24.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
25.实施例1
26.参见图1：一种近距离煤层底板穿层卸压钻孔封孔系统，涉及到底板卸压钻孔1，所述钻孔1内安装有护孔管2，所述护孔管2的深入煤层4的采集端设有多孔式花管3用于抽采瓦斯5；由内向外沿瓦斯抽采方向上的护孔管2外周的钻孔1内依次设有聚氨酯封堵层6、水泥砂浆层7用于封堵钻孔1。
27.在具体实现中，本实施例的多空式花管既能够提高瓦斯的抽采效率，又可以在抽采时通过多孔缓冲压力，减小发生塌孔的概率；
28.另外，可以理解的是，在发生塌孔时，本实施例的多孔式花管的多孔填充煤渣、碎岩块等，起到很好的缓冲效果，防止大面积塌方；本实施例的聚氨酯封堵层、水泥砂浆层能够增强封堵效果，有效防止上部煤层采动影响造成围岩裂隙发育甚至塌孔。
29.需要说明的是，本实施例的底板穿层卸压钻孔布置在沿空留巷内，在工作面回采之后，底板穿层卸压钻孔布置在沿空留巷巷道内，可以实现连续抽采被保护层卸压瓦斯。
30.在具体实例中，还包括细砂层8，所述细砂层8位于水泥砂浆层7上方用于填充封堵，所述细砂层8的深度为5m，细砂的粒径为0.125mm～0.25mm。
31.需要说明的是，本实施例的细砂起到缓冲采动影响下产生的围岩变形挤压护孔管，并能够及时填充采动影响下产生的围岩裂隙。
32.在具体实例中，所述护孔管2为pvc材质护孔管，所述多孔式花管3与护孔管2一体成型，所述多孔式花管3位于煤层瓦斯富集空间并深入煤层底板以下0.5m。
33.本实施例的钻孔穿过煤层0.5m，用以沉淀上部煤层采动影响下掉落的煤渣和裂隙渗水，多孔式花管四周设计有多个圆孔，通过抽采管路可以有效抽采负压13kpa的抽采煤层中释放的瓦斯。
34.在具体实例中，还包括瓦斯浓度在线监测装置10，所述护孔管2在钻孔1外连接有矿井瓦斯抽采主管路11，所述矿井瓦斯抽采主管路11上安装瓦斯浓度在线监测装置10用于监测钻孔1内瓦斯浓度，所述瓦斯浓度在线监测装置10与地面调度中心有线相连，所述瓦斯浓度在线监测装置10将瓦斯浓度数据信号通过光纤传输到终端服务器，地面调度中心与终端服务器相连用于在线显示钻孔1内瓦斯浓度，当钻孔1内瓦斯浓度较低时，位于地面的调度中心在线显示浓度较低，表明封孔效果不良。
35.本实施例通过在位于地面的调度中心可以随时监测底板卸压钻孔内瓦斯浓度。
36.需要说明的是，当地面调度中心监测到封孔效果不良时，可以通过人工及时补充细砂填充至孔内，达到封孔效果。
37.在具体实例中，所述聚氨酯封堵层6包括异氰酸酯与聚醚多元醇，所述聚氨酯封堵层6为囊袋包装的异氰酸酯与聚醚多元醇以1∶1比例混合在膨胀前注入到钻孔1内形成的聚氨酯封堵层6。
38.本实施例的囊袋包装的异氰酸酯与聚醚多元醇在使用之前两种材料分离开，待使用时，通过装置将异氰酸酯与聚醚多元醇以1∶1比例混合，在膨胀前快速下放至护孔管外指定位置，混合后快速膨胀以此达到封堵效果。
39.在具体实例中，所述水泥砂浆层7为通过注浆管9向钻孔1内注入水泥砂浆凝固而形成的水泥砂浆层7。
40.实施例2
41.为了实现上述目的，参见图2：本实施例还提供了一种近距离煤层底板穿层卸压钻孔封孔方法，包括以下步骤：
42.s1、实施钻孔，钻孔穿过煤层0.5m，排出钻孔内积水和煤渣，在钻孔内下放pvc材质护孔管；
43.s2、在护孔管与钻孔间以1∶1比例注入囊袋包装的异氰酸酯与聚醚多元醇形成聚
氨酯封堵层；
44.s3、聚氨酯封堵层凝固后通过注浆管注入水泥砂浆形成水泥砂浆层，水泥砂浆层在聚氨酯封堵层之上；
45.s4、在水泥砂浆层凝固后灌注深度为5m、粒径0.125mm～0.25mm细砂，填充至钻孔口内形成细砂层，及时填充封堵采动影响所产生的围岩裂隙。
46.本实施例所述近距离煤层底板穿层卸压钻孔封孔方法与上述近距离煤层底板穿层卸压钻孔封孔系统相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
47.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。