一种裂隙钻孔测压的施工方法与流程

本发明涉及煤矿开采，具体涉及一种裂隙钻孔测压的施工方法。

背景技术：

1、矿井瓦斯事故是煤矿中最严重的自然灾害之一，煤层瓦斯压力是瓦斯涌出和突出的动力，是煤体瓦斯含量多少的标志，也是煤与瓦斯突出危险性的一个主要参数。准确测定煤层瓦斯压力对矿井有效而合理地制定瓦斯防治措施、预测预报煤与瓦斯突出的危险性，都具有重要意义。

2、目前，国内外测定煤层瓦斯压力都是从岩巷向煤层打钻孔，测压过程中的封孔方法包括黄泥或水泥砂浆封孔、聚胺脂封孔、胶囊或胶圈封孔、胶圈-压力粘液封孔等，但已有的封孔方法共同存在着操作复杂的问题，其封孔质量难以长时间保证，且缺乏灵活性。目前常用的封孔器封孔、胶囊或胶圈封孔、胶圈-压力粘液封孔等封孔法虽然封孔工艺简单、其封孔器能重复使用，但封孔成本高、对封孔段的钻孔质量要求相当严格，要求钻孔的孔壁光滑、规则，钻孔无变形、无塌孔现象等。也正是因此，这类方法仅适于封孔段岩层坚硬致密的情况。

3、对于封孔段岩层为松软砂岩、钻孔周围存在微裂隙或直接在煤层打测压钻孔时，封孔物不能严密封闭钻孔周边的裂隙，容易漏气，同时封孔深度不够，达不到要求，用固体物或粘液封孔则难以有效封堵。而常规的封孔测压方法，准备工作量大，封孔工作涉及人员多，时间长，质量难以保证。测出的瓦斯压力值往往低于真实的煤层瓦斯压力。这样会导致错误的技术判断，极易造成事故隐患。一直以来，在松软煤系地层中如何封孔快速测压才能使测出的压力值真实可靠，是一个有待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种裂隙钻孔测压的施工方法，解决了松软砂岩、钻孔周围存在微裂隙或直接在煤层打测压钻孔时，封孔物不能严密封闭钻孔周边的裂隙，容易漏气的问题。

2、本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的，本发明包括以下步骤：

3、步骤一：在巷道内利用钻杆向煤岩体中钻孔直至达到煤层的层面，形成大直径钻孔，取出钻杆并向大直径钻孔下入套管直至孔底，套管与大直径钻孔的孔壁之间形成环形腔；在成环形腔内设置注浆管，并通过封口密封环形腔孔口；

4、步骤二：利用高压软管将注浆管与高压注浆泵相连通，将水泥砂浆通过搅拌池混合均匀后，运行高压注浆泵，实现向环形腔内注浆，将环形腔、位于大直径钻孔周边的裂隙群以及套管内均由水泥砂浆注实，完成封堵；

5、步骤三：待注浆料凝固后，将钻机对准套管的位置和角度，利用钻杆向套管中钻孔施工直至穿入煤层设定的尺寸，取出钻杆即形成测压孔；

6、步骤四：将测压表安装在套管的端部，实现测压。

7、优选的，在步骤一中，所述封口的材料采用快干水泥或聚氨酯，封口的长度为0.5～1m。

8、优选的，在步骤一中，所述注浆管的数量为两个。

9、优选的，步骤二具体的步骤为：向环形腔内注浆，直至浆液从套管的管口流出时，停注一分钟后再次进行注浆，待浆液再次从套管的管口流出时，将套管的管口密封，继续注浆直至不能再注为止，以确保浆液将钻孔周围的裂隙注实。

10、优选的，所述高压注浆泵的注浆压力不低于6mpa。

11、优选的，所述注浆管为直径1寸的无缝钢管，长为2m，外口加工成外丝扣，外口带有阀门和高压胶管快速接头，高压胶管快速接头与高压软管连接。

12、优选的，所述套管是直径为108mm的钢管，在钢管的尾部焊接有第一法兰盘，测压表的测量端固定第二法兰盘，所述第一法兰盘与第二法兰盘螺接。

13、优选的，所述大直径钻孔穿过所测压煤层顶板或底板0.5m。

14、优选的，所述大直径钻孔的直径为127mm。

15、与现有技术比较本发明的有益效果在于：

16、1、本发明将注浆料在高压作用下注入钻孔周围煤岩体的裂隙群与钻孔外围，增加了裂隙内气体的流动阻力，阻隔了外界空气的进入，提高了钻孔周边的密实性，大大降低了岩层中裂隙水的涌出，使钻孔内的漏风量和出水量明显减少，尤其是针对松软煤系地层实现了快速准确测定煤层瓦斯压力的发明目的。

17、2、本发明在钻孔穿过煤层拆除钻杆后随即可测定煤层瓦斯压力，避免了再下测压管再次封孔的延时而影响测压的时间和准确性。

18、3、本发明解决了测压钻孔周边煤岩体裂隙发育而导致测压钻孔漏气、煤岩体裂隙水进入测压钻孔影响测压的准确性的问题；解决了多次封孔耗时长、人员多、成本高、煤层透气性低瓦斯衰减快而测不准或测不出压力的问题。

19、4、本发明方法应用在煤层钻孔中封孔测压，也能用于岩石巷道施工的钻孔中封孔测压，实现钻孔揭煤后立即测压。

技术特征：

1.一种裂隙钻孔测压的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的裂隙钻孔测压的施工方法，其特征在于，在步骤一中，所述封口的材料采用快干水泥或聚氨酯，封口的长度为0.5～1m。

3.根据权利要求1所述的裂隙钻孔测压的施工方法，其特征在于，在步骤一中，所述注浆管的数量为两个。

4.根据权利要求1所述的裂隙钻孔测压的施工方法，其特征在于，步骤二具体的步骤为：向环形腔内注浆，直至浆液从套管的管口流出时，停注一分钟后再次进行注浆，待浆液再次从套管的管口流出时，将套管的管口密封，继续注浆直至不能再注为止，以确保浆液将钻孔周围的裂隙注实。

5.根据权利要求1或4所述的裂隙钻孔测压的施工方法，其特征在于，所述高压注浆泵的注浆压力不低于6mpa。

6.根据权利要求1所述的裂隙钻孔测压的施工方法，其特征在于，所述注浆管为直径1寸的无缝钢管，长为2m，外口加工成外丝扣，外口带有阀门和高压胶管快速接头，高压胶管快速接头与高压软管连接。

7.根据权利要求1所述的裂隙钻孔测压的施工方法，其特征在于，所述套管是直径为108mm的钢管，在钢管的尾部焊接有第一法兰盘，测压表的测量端固定第二法兰盘，所述第一法兰盘与第二法兰盘螺接。

8.根据权利要求1所述的裂隙钻孔测压的施工方法，其特征在于，所述大直径钻孔穿过所测压煤层顶板或底板0.5m。

9.根据权利要求1所述的裂隙钻孔测压的施工方法，其特征在于，所述大直径钻孔的直径为127mm。

技术总结
本发明公开一种裂隙钻孔测压的施工方法，涉及煤矿开采技术领域，包括以下步骤：步骤一：在巷道内利用钻杆向煤岩体中钻孔直至达到煤层的层面，形成大直径钻孔，取出钻杆并向大直径钻孔下入套管直至孔底，套管与大直径钻孔的孔壁之间形成环形腔；在成环形腔内设置注浆管，并通过封口密封环形腔孔口；步骤二：利用高压软管将注浆管与高压注浆泵相连通；本发明将注浆料在高压作用下注入钻孔周围煤岩体的裂隙群与钻孔外围，增加了裂隙内气体的流动阻力，阻隔了外界空气的进入，提高了钻孔周边的密实性，大大降低了岩层中裂隙水的涌出，使钻孔内的漏风量和出水量明显减少，尤其是针对松软煤系地层实现了快速准确测定煤层瓦斯压力的发明目的。

技术研发人员：苏生,方晓蕾,曹明,赵文斌,吴刘洋,余陶
受保护的技术使用者：安徽恒源煤电股份有限公司祁东煤矿
技术研发日：
技术公布日：2024/3/5