一種井下高應力松軟煤層可重復掏孔抽采瓦斯方法
【專利摘要】本發明公開了一種井下高應力松軟煤層可重復掏孔抽采瓦斯方法，包括以下步驟：在巖石巷道鉆場中，施工巖石鉆孔；將無縫鋼管推入巖石鉆孔，無縫鋼管末端露出巖石鉆孔孔口，并在無縫鋼管末端安裝帶有高壓閥門的法蘭蓋板；固定無縫鋼管；向無縫鋼管中注入水泥漿；待水泥漿凝固后，在無縫鋼管中施工抽采鉆孔；對抽采鉆孔進行耐壓試驗；繼續施工抽采鉆孔，直至穿過煤層，進入巖層，高壓閥門連接抽放系統，進行抽采；如發現瓦斯流量或瓦斯濃度明顯下降，對抽采鉆孔重新掃孔，直至抽采范圍內抽采瓦斯量達到預定值。本發明能在保證鉆孔密封前提下，對鉆孔重復掏孔，提高抽放濃度，同時，可顯著降低區域的地應力，降低煤層的煤與瓦斯突出危險。
【專利說明】
一種井下高應力松軟煤層可重復掏孔抽采瓦斯方法
技術領域
[0001]本發明涉及井下巖孔抽采技術，尤其是一種井下高應力松軟煤層可重復掏孔抽采瓦斯方法。
【背景技術】
[0002]目前井下巖孔抽采方法是根據現有抽采規范進行的。《煤礦瓦斯抽采工程設計規范》中第5.5條及《煤礦瓦斯抽采規范》中第7.5條對瓦斯抽采的封孔方法作了規定:巖壁鉆孔，宜采用封孔器封孔;封孔器械應滿足密封性能好、操作便捷、封孔速度快的要求;孔口段圍巖條件好，構造簡單、孔口負壓中等時，封孔長度可取2m?3m;孔口段圍巖裂隙較發育或孔口負壓高時，封孔長度可4m?6m。
[0003]在使用這種封孔方法時，礦井在封孔抽采時發現封孔器械雖然可重復利用，但密封難度大，鉆孔漏風嚴重，瓦斯濃度較低。為克服這種缺點，多數礦井改用聚氨酯或者水泥進行長距離封孔，這雖然能在一定程度上解決漏風問題，但鉆孔封堵后無法進行后續處理。高應力松軟煤層，由于煤體強度低，在高應力作用下，鉆孔一般2?3天就會產生嚴重縮孔，甚至鉆孔完全消失，從而造成抽采流量接近O，抽采瓦斯濃度急劇下降，不能按期完成抽采瓦斯任務，這已為現場的大量實際所驗證，成為高應力松軟煤層抽采瓦斯的主要難題。
【發明內容】
[0004]發明目的:本發明的目的是要克服已有技術中存在的問題，提供一種方法簡便、可靠的井下高應力松軟煤層可重復掏孔抽采方法。
[0005]為了實現上述目的，本發明采用了如下的技術方案:一種井下高應力松軟煤層可重復掏孔抽采瓦斯方法，包括以下步驟:
[0006]第一步，在巖石巷道鉆場中，施工巖石鉆孔；
[0007]第二步，將無縫鋼管推入巖石鉆孔，無縫鋼管末端露出巖石鉆孔孔口，并在無縫鋼管末端安裝帶有高壓閥門的法蘭蓋板；
[0008]第三步，固定無縫鋼管；
[0009]第四步，向無縫鋼管中注入水泥漿；
[0010]第五步，待水泥漿凝固后，在無縫鋼管中施工抽采鉆孔；
[0011]第六部，對抽采鉆孔進行耐壓試驗，耐壓合格后，進行第七部，若耐壓不合格，則返回步驟第四步；
[0012]第七步，繼續施工抽采鉆孔，直至穿過煤層，進入巖層，高壓閥門連接抽放系統，進行抽米；
[0013]第八步，定時對抽放系統進行監測，如發現瓦斯流量或瓦斯濃度明顯下降，則斷開抽放系統，對抽采鉆孔重新掃孔，然后繼續進行抽采，直至抽采范圍內抽采瓦斯量達到預定值。
[0014]優選的，第二步中，將無縫鋼管截成2?3段，分段推入巖石鉆孔，各段無縫鋼管之間用公、母螺絲扣連接。
[0015]優選的，第三步中，固定無縫鋼管的具體步驟如下:首先將無縫鋼管從巖石鉆孔中抽出一端距離，利用鐵絲將對折的編織袋擰緊固定至無縫鋼管外側，將聚氨酯發泡材料A、B料混合后迅速倒入編織袋對折空間，快速將無縫鋼管推入巖石鉆孔，并使無縫鋼管末端露出巖石鉆孔孔口，如發現有發泡材料流出巖石鉆孔，利用面紗或者毛巾進行封堵，1min后完成固定。
[0016]優選的，第四步中，向無縫鋼管中注入水泥漿的具體步驟如下:
[0017]I)配備水灰比為1:1的水泥漿；
[0018]2)將法蘭蓋板的高壓閥門連接高壓注漿栗，打開高壓閥門和注漿栗，緩慢注入水泥楽，一邊注楽一邊觀察；
[0019]3)待注漿壓力上升至2MPa并且巖石鉆孔孔口不漏漿時，關閉高壓閥門停止注漿，如發現漏漿，關閉高壓閥門，等待20min后，打開高壓閥門，繼續注漿，如此反復，直至注漿壓力達到2MPa，且不漏漿，為加快水泥漿凝固，在注漿時可加入少量水泥速凝劑。
[0020]優選的，第六步中，對抽采鉆孔進行耐壓試驗的具體步驟如下:
[0021]I)抽采鉆孔施工完畢后，清除鉆孔中污水與鉆渣，準備清水；
[0022]2)將法蘭蓋板的高壓閥門連接高壓注漿栗，打開高壓閥門注漿栗，通過注漿栗緩慢注入清水，一邊注漿一邊觀察；
[0023]3)待注漿壓力上升至3MPa，關閉注漿栗，利用秒表計時，如果在1min內壓力不下降，則耐壓試驗合格。
[0024]有益效果:應用本發明提供的抽采瓦斯方法，能在保證鉆孔密封前提下，在抽放濃度降低時，對鉆孔重復掏孔，使鉆孔直徑及抽放瓦斯作用面恢復至原始大小，提高抽放濃度，同時，可顯著降低區域的地應力，降低煤層的煤與瓦斯突出危險;該方法選用材料均為礦井普通材料，成本低廉，易于操作。
【具體實施方式】
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[0025]下面對本發明做更進一步的解釋。
[0026]本發明的一種井下高應力松軟煤層可重復掏孔抽采瓦斯方法，包括以下步驟:
[0027]第一步，在巖石巷道鉆場中，根據巖層抽采鉆孔設計的方位角和傾角，施工133mm巖石鉆孔5m，鉆進時帶導向，要求鉆孔平直，同時將鉆孔中污水鉆渣進行清理；
[0028]第二步，將5.5m長的D108 X 5mm無縫鋼管推入巖石鉆孔，無縫鋼管末端露出巖石鉆孔孔口0.5m，并在無縫鋼管末端安裝帶有高壓閥門的法蘭蓋板，該步驟中，為了便于運輸，可將無縫鋼管截成2?3段，分段推入巖石鉆孔，各段無縫鋼管之間用公、母螺絲扣連接；
[0029]第三步，固定無縫鋼管，固定無縫鋼管的具體步驟如下:首先將無縫鋼管從巖石鉆孔中抽出lm，利用8#鐵絲將對折的編織袋擰緊固定至無縫鋼管外側，將100ml聚氨酯發泡材料A、B料混合后迅速倒入編織袋對折空間，快速將無縫鋼管推入巖石鉆孔，并使無縫鋼管末端露出巖石鉆孔孔口0.5m，如發現有發泡材料流出巖石鉆孔，利用面紗或者毛巾進行封堵，I Omin后完成固定；
[0030]第四步，向無縫鋼管中注入水泥漿，向無縫鋼管中注入水泥漿的具體步驟如下:[0031 ] I)配備水灰比為1:1的水泥漿100L;
[0032]2)將法蘭蓋板的高壓閥門連接高壓注漿栗，打開高壓閥門和注漿栗，緩慢注入水泥楽，一邊注楽一邊觀察；
[0033]3)待注漿壓力上升至2MPa并且巖石鉆孔孔口不漏漿時，關閉高壓閥門停止注漿，如發現漏漿，關閉高壓閥門，等待20min后，打開高壓閥門，繼續注漿，如此反復，直至注漿壓力達到2MPa，且不漏漿，為加快水泥漿凝固，在注漿時可加入少量水泥速凝劑；
[0034]第五步，待水泥漿凝固后24h，拆除法蘭蓋板，按照抽采鉆孔設計的方位角和傾角，在無縫鋼管中施工94mm抽采鉆孔6m ；
[0035]第六部，對抽采鉆孔進行耐壓試驗，耐壓合格后，進行第七部，若耐壓不合格，則返回步驟第四步，抽采鉆孔進行耐壓試驗的具體步驟如下:
[0036I I)抽采鉆孔施工完畢后，清除鉆孔中污水與鉆渣，準備清水100L;
[0037]2)安裝法蘭蓋板，將法蘭蓋板的高壓閥門連接高壓注漿栗，打開高壓閥門注漿栗，通過注漿栗緩慢注入清水，一邊注漿一邊觀察；
[0038]3)待注漿壓力上升至3MPa，關閉注漿栗，利用秒表計時，如果在1min內壓力不下降，則耐壓試驗合格；
[0039]第七步，按照抽采鉆孔設計的方位角和傾角，繼續施工94mm抽采鉆孔，直至穿過煤層，進入巖層0.5m，退出鉆桿，清理污水與鉆渣，高壓閥門連接抽放系統，進行抽采；
[0040]第八步，定時對抽放系統進行監測，如發現瓦斯流量或瓦斯濃度明顯下降至30%以下，則斷開抽放系統，對抽采鉆孔重新掃孔，然后繼續進行抽采，直至抽采范圍內抽采瓦斯量達到預定值。
[0041]以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。
【主權項】
1.一種井下高應力松軟煤層可重復掏孔抽采瓦斯方法，其特征在于，包括以下步驟: 第一步，在巖石巷道鉆場中，施工巖石鉆孔； 第二步，將無縫鋼管推入巖石鉆孔，無縫鋼管末端露出巖石鉆孔孔口，并在無縫鋼管末端安裝帶有高壓閥門的法蘭蓋板； 第三步，固定無縫鋼管； 第四步，向無縫鋼管中注入水泥漿； 第五步，待水泥漿凝固后，在無縫鋼管中施工抽采鉆孔； 第六部，對抽采鉆孔進行耐壓試驗，耐壓合格后，進行第七部，若耐壓不合格，則返回步驟第四步； 第七步，繼續施工抽采鉆孔，直至穿過煤層，進入巖層，高壓閥門連接抽放系統，進行抽米； 第八步，定時對抽放系統進行監測，如發現瓦斯流量或瓦斯濃度明顯下降，則斷開抽放系統，對抽采鉆孔重新掃孔，然后繼續進行抽采，直至抽采范圍內抽采瓦斯量達到預定值。2.根據權利要求1所述的一種井下高應力松軟煤層可重復掏孔抽采瓦斯方法，其特征在于:第二步中，將無縫鋼管截成2?3段，分段推入巖石鉆孔，各段無縫鋼管之間用公、母螺絲扣連接。3.根據權利要求1所述的一種井下高應力松軟煤層可重復掏孔抽采瓦斯方法，其特征在于，第三步中，固定無縫鋼管的具體步驟如下:首先將無縫鋼管從巖石鉆孔中抽出一端距離，利用鐵絲將對折的編織袋擰緊固定至無縫鋼管外側，將聚氨酯發泡材料A、B料混合后迅速倒入編織袋對折空間，快速將無縫鋼管推入巖石鉆孔，并使無縫鋼管末端露出巖石鉆孔孔口，如發現有發泡材料流出巖石鉆孔，利用面紗或者毛巾進行封堵，1min后完成固定。4.根據權利要求1所述的一種井下高應力松軟煤層可重復掏孔抽采瓦斯方法，其特征在于，第四步中，向無縫鋼管中注入水泥漿的具體步驟如下: 1)配備水灰比為1:1的水泥漿； 2)將法蘭蓋板的高壓閥門連接高壓注漿栗，打開高壓閥門和注漿栗，緩慢注入水泥漿，一邊注楽一邊觀察； 3)待注漿壓力上升至2MPa并且巖石鉆孔孔口不漏漿時，關閉高壓閥門停止注漿，如發現漏漿，關閉高壓閥門，等待20min后，打開高壓閥門，繼續注漿，如此反復，直至注漿壓力達至lj2MPa，且不漏漿，為加快水泥漿凝固，在注漿時可加入少量水泥速凝劑。5.根據權利要求1所述的一種井下高應力松軟煤層可重復掏孔抽采瓦斯方法，其特征在于，第六步中，對抽采鉆孔進行耐壓試驗的具體步驟如下: 1)抽采鉆孔施工完畢后，清除鉆孔中污水與鉆渣，準備清水； 2)將法蘭蓋板的高壓閥門連接高壓注漿栗，打開高壓閥門注漿栗，通過注漿栗緩慢注入清水，一邊注漿一邊觀察； 3)待注漿壓力上升至3MPa，關閉注漿栗，利用秒表計時，如果在1min內壓力不下降，則耐壓試驗合格。
【文檔編號】E21B33/13GK105840231SQ201610225958
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年4月12日
【發明人】李曉偉, 唐俊, 陳裕佳, 蔣承林, 王超杰, 陳子賢, 孔卓, 孔卓一, 周震, 廖曉雪
【申請人】中國礦業大學