一種點注式封孔方法及其裝置的制造方法
【專利摘要】本發明提供的一種點注式封孔方法，包括以下步驟：1)下管：孔口往里依次下第一花管、第二花管、第一實管、第二實管、第三實管、第四實管；所述第二花管處于煤層段；所述第一花管前端帶有尖錐；第二實管和第四實管上分別固定有第一囊袋和第二囊袋；2)穿入兩根膠管：一根依次穿過第二囊袋、第一囊袋伸入至煤層段的第二花管內，為抽采管；另一根進入第二囊袋、第一囊袋中，為注漿管；3)注漿：用注漿管進行注漿，當注漿壓力穩定在2MPa及以上時，注漿結束。與現有技術相比，本方法相較于傳統方法，因用材少，工序簡單，施工更方便。
【專利說明】
-種點注式封孔方法及其裝置
技術領域
[0001] 本發明設及煤礦瓦斯治理技術領域，具體來說是一種點注式封孔方法及其裝置。
【背景技術】
[0002] 瓦斯抽采是煤礦瓦斯治理的重要途徑之一。
[0003] 在底板巷穿層鉆孔采用傳統方法封孔過程中，由于未進行噴注漿、地層破碎及材 料打運困難等原因，造成封孔濃度低下，抽采效果差。傳統的"兩堵一注"封孔方法中"外堵 頭"一般在1~2m處，"內堵頭"一般不超過20m，其存在的主要不足有：因為巷道均有一松動 圈，所W必須在施工地點對巷道進行噴、注漿，其工程量大，且往往達不到理想效果;在進行 "兩堵一注"帶壓注漿過程中，由于地層裂隙及松動圈原因，封孔材料用量大，材料消耗嚴 重；由于水泥有一定的收縮比，一般要對鉆孔進行多次復注，若因打運等原因造成封孔材料 供應不及時，將嚴重影響鉆孔封孔質量。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的是為了解決現有技術中封孔密實性差等缺陷，提供一種點注式封孔 方法來解決上述問題。
[0005] 本發明是通過W下技術方案來實現上述技術目的：
[0006] -種點注式封孔方法，包括W下步驟：
[0007] 1)下管:孔口往里依次下第一花管、第二花管、第一實管、第二實管、第=實管、第 四實管;所述第二花管處于煤層段;所述第一花管前端帶有尖錐;第二實管和第四實管上分 別固定有第一囊袋和第二囊袋；
[000引2)穿入兩根膠管:一根依次穿過第二囊袋、第一囊袋伸入至煤層段的第二花管內， 為抽采管;另一根進入第二囊袋、第一囊袋中，為注漿管；
[0009] 3)注漿:用注漿管進行注漿，當注漿壓力穩定在2M化及W上時，注漿結束。
[0010] 優選的，其中步驟1)中，在第一囊袋和第二囊袋的前后端均固定有擋板;且所述第 一囊袋靠近煤層且距煤層1~2m。
[0011] 優選的，所述步驟3)中注漿采用的是0.7:1比例攬拌均勻的水泥漿。
[0012] 本發明還提供用于上述方法的點注式封孔裝置，包括抽采段、封孔段;所述抽采段 包括依次同軸連接的第一花管、第二花管;所述封孔段包括依次同軸連接的第一實管、第二 實管、第=實管、第四實管;所述第一花管前端帶有尖錐;所述第二花管與所述所述第一實 管同軸連接;在所述第二實管、第四實管上分別固定有第一囊袋、第二囊袋;所述第一囊袋、 所述第二囊袋的前后端均具有擋板;所述第一囊袋、所述第二囊袋的前后端的擋板分別固 定在所述第二實管、第四實管上；
[0013] 所述裝置還包括抽采管、注漿管;所述抽采管依次穿過第二囊袋、第一囊袋伸入所 述第二花管內；所述注漿管依次穿過所述第二囊袋、第一囊袋;所述第一囊袋靠近煤層且距 煤層1~2m。
[0014] 優選的，所述第一囊袋、所述第二囊袋分別包裹在所述第二實管、所述第四實管的 四周。
[0015] 優選的，所述注漿管處于所述第一囊袋和所述第二囊袋內的管體上均設置有逆止 閥。
[0016] 優選的，所述注漿管處于所述第一囊袋和所述第二囊袋之間的位置還設置有爆破 閥。
[0017] 優選的，所述擋板為套設在所述第二實管或所述第四實管上的圓錐體。
[0018] 優選的，所述第一花管為至少一根2ml寸的PVC花管首尾同軸連接;所述第二花管 為至少一根2ml寸的PVC拉絲花管首尾同軸連接。
[0019] 優選的，所述第一實管為至少一根2ml寸PVC實管首尾同軸連接;所述第二實管為 至少一根1ml寸PVC實管首尾同軸連接;所述第S實管為至少一根4ml寸PVC實管首尾同軸連 接;所述第四實管為至少一根1ml寸PVC實管首尾同軸連接。
[0020] 本發明與現有技術相比，具有W下有益效果：
[0021 ]本方法相較于傳統方法，因用材少，工序簡單，施工更方便；
[0022]本發明提供的裝置，相較于傳統的封孔裝置，密封性好，且節省材料，單孔封孔成 本降低；
[0023]提局了抽義效率，抽義濃度局；
[0024] 兩個囊袋分別固定在兩根Im長帶檔板PVC實管上，兩頭用擋板是保證囊袋下入過 程中不被破壞。
【附圖說明】
[0025] 圖1為本發明實施例1的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0026] 為使對本發明的結構特征及所達成的功效有更進一步的了解與認識，用W較佳的 實施例及附圖配合詳細的說明，說明如下：
[0027] 本發明所提到的"前方"、"前端"均為朝向鉆孔里口方向。
[0028] 實施例1
[0029] 如圖1所示，一種點注式封孔裝置，包括抽采段1、封孔段2;所述抽采段1包括依次 同軸連接的第一花管11、第二花管12;封孔段2包括依次同軸連接的第一實管21、第二實管 22、第=實管23、第四實管24;第一花管11前端帶有尖錐111;第二花管12與第一實管21同軸 連接;在第二實管22、第四實管24上分別固定有第一囊袋221、第二囊袋241;在第一囊袋 221、第二囊袋241的前后端均固定有擋板25。第一囊袋221、第二囊袋241的前后端擋板25分 別固定在第二實管22、第四實管24上。
[0030] 裝置還包括抽采管31、注漿管32;擋板25上具有供抽采管31、注漿管32穿過的孔。 抽采管31依次穿過擋板25、第二囊袋241、擋板25、擋板25、第一囊袋221、擋板25后伸入第二 花管12內；注漿管32依次穿過擋板25、第二囊袋241、擋板25、擋板25、第一囊袋221;且注漿 管32的前端有堵頭321。第一囊袋221靠近煤層段4且距煤層段1~2m，使封堵效果更好。
[0031] 第一囊袋221、第二囊袋241分別包裹在第二實管22、第四實管24的四周。
[0032] 注漿管32處于第一囊袋221和第二囊袋241內的管體上均設置有逆止閥（圖中未示 出）。
[0033] 注漿管32處于第一囊袋221和第二囊袋241之間的位置還設置有爆破閥322。
[0034] 擋板25為套設在第二實管22或第四實管24上的圓錐體。
[0035] 第一花管11為至少一根2ml寸的PVC花膠管首尾同軸連接;第二花管12為至少一根 2ml寸的PVC拉絲花管首尾同軸連接。
[0036] 第一實管21為至少一根2ml寸PVC實管首尾同軸連接;第二實管22為至少一根1ml 寸PVC實管首尾同軸連接;第S實管23為至少一根4ml寸PVC實管首尾同軸連接;第四實管24 為至少一根1ml寸PVC實管首尾同軸連接。
[0037] 實施例2
[0038] 一種點注式封孔方法，包括W下步驟：
[0039] 步驟1.下管:孔口 5往里依次下第一花管11、第二花管12、第一實管21、第二實管 22、第=實管23、第四實管24;第二花管12處于煤層段4;
[0040] 其中第一花管11前端帶有尖錐111;第二實管22和第四實管24上分別固定有第一 囊袋221和第二囊袋241，且在第一囊袋221和第二囊袋241的前后端均固定有擋板25;
[0041] 步驟2.穿入兩根膠管:一根依次穿過第二囊袋241、第一囊袋221伸入至煤層段4的 第二花管12內，為抽采管31;另一根進入第二囊袋241、第一囊袋221中，為注漿管32;
[0042] 步驟3.注漿:用注漿管32進行注漿，當注漿壓力穩定在2M化及W上時，注漿結束。
[0043] 步驟3中注漿采用的是0.7:1比例攬拌均勻的水泥漿。
[0044] 具體工作中，要事先計算好抽采管數量，保證第一囊袋221封至煤層段4下的1~2m 位置。嚴格按照水灰比0.7:1配置水泥漿液。前期注漿要放慢注漿速度，確保囊袋漲開、爆破 閥正常打開。后續注漿時可稍微加快注漿速度。注漿壓力穩定在2M化及W上后方可停止注 漿。封孔注漿結束24h后方可合巷抽采，W免影響封孔效果。及時對單孔濃度進行測量，當單 孔濃度達不到要求時，要進行透孔，重新封孔。
[0045] 實施例3
[0046] 某軌順底板巷第二單元現場采用點注式封孔抽采施工情況：
[0047] (一)瓦斯地質情況
[004引鉆孔施工穿13-1煤層，13-1煤預計瓦斯壓力1.02Mpa，瓦斯含量6.08m3/t。13-1煤 為黑色，塊狀，粉末狀，條痕黑色，W亮煤為主，暗煤次之，少量鏡煤，玻璃光澤，屬半亮型煤， 平均煤厚4.4m。
[0049] 13-1煤頂板為微密砂質泥巖，厚度約4m;底板為致密泥巖，厚度約1.6m。鉆孔施工 開孔層為砂質泥巖。
[00加](二)鉆孔設計
[0化1 ] 某軌順第二評價單元長度327.5m，區域措施鉆孔共設計37組、370個孔，每組間距 10米，局部構造區域采取加密措施每組間距5米，每組10個鉆孔，鉆孔量約16500m。
[0化2] (S)鉆孔施工情況
[0053]某軌順第二評價單元，2015年5月8日開始施工，現已施工鉆孔141個，共計14組，其 中1-8組共計80個鉆孔采用"點注式封孔"方式進行封孔試驗，其余采用"一堵多注"方式進 行封孔。對1 -8組試驗鉆孔濃度進行考察，如下表：
[0化4] 表1:
[0化5]
[0(
[0化7] 表2
[0化引某軌順底板巷第二單元鉆孔濃度考察記錄(第2組）
[0化9]
[0060]表 3
[0061]
[C
[C
[C
[00化]表5
[0066]
[(
[(
[(
[0070]表 7
[0071]
[00巧]四、取得的效果
[0076] 1、節省材料。單孔封孔費用約360元/孔左右，囊袋封孔段2至抽采干管間，無需1時 PVC套管、2時鐵套管、注漿、2時抽采膠管及2時管卡等，而采用傳統工藝，單孔封孔及合巷費 用達1914元/孔，單孔成本降低80%，1-8組80個鉆孔，已節約材料費近12.5萬元。
[0077] 2、提高了抽采效果。實測抽采濃度單孔達70 % W上，單孔純量0.03m3/min，而第一 評價單元采用孔口封堵進行"一堵多注"工藝封孔，鉆孔抽采濃度不足20 %，單孔抽采純流 量僅0.005m3/min。
[007引五、幾種常用封孔工藝對比表
[0079] 表9幾種常用封孔工藝對比表(按孔深70m)
[0080]
[0081] W上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特征和本發明的優點。本行業的技術 人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是本發明 的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下本發明還會有各種變化和改進，運些變化和 改進都落入要求保護的本發明的范圍內。本發明要求的保護范圍由所附的權利要求書及其 等同物界定。
【主權項】
1. 一種點注式封孔方法，其特征在于:包括以下步驟： 1) 下管:孔口往里依次下第一花管、第二花管、第一實管、第二實管、第三實管、第四實 管;所述第二花管處于煤層段;所述第一花管前端帶有尖錐;第二實管和第四實管上分別固 定有第一囊袋和第二囊袋； 2) 穿入兩根膠管:一根依次穿過第二囊袋、第一囊袋伸入至煤層段的第二花管內，為抽 采管;另一根進入第二囊袋、第一囊袋中，為注漿管； 3) 注漿:用注漿管進行注漿，當注漿壓力穩定在2MPa及以上時，注漿結束。2. 根據權利要求1所述的一種點注式封孔封孔方法，其特征在于：其中步驟1)中，在第 一囊袋和第二囊袋的前后端均固定有擋板;且所述第一囊袋靠近煤層且距煤層1~2m。3. 根據權利要求1所述的一種點注式封孔封孔方法，其特征在于:所述步驟3)中注漿采 用的是0.7:1比例攪拌均勻的水泥漿。4. 一種點注式封孔裝置，其特征在于:所述點注式封孔裝置應用于上述權利要求1至3 中任一封孔方法;包括抽采段、封孔段;所述抽采段包括依次同軸連接的第一花管、第二花 管;所述封孔段包括依次同軸連接的第一實管、第二實管、第三實管、第四實管;所述第一花 管前端帶有尖錐;所述第二花管與所述所述第一實管同軸連接;在所述第二實管、第四實管 上分別固定有第一囊袋、第二囊袋;所述第一囊袋、所述第二囊袋的前后端均具有擋板;所 述第一囊袋、所述第二囊袋的前后端的擋板分別固定在所述第二實管、第四實管上； 所述裝置還包括抽采管、注漿管;所述抽采管依次穿過第二囊袋、第一囊袋伸入所述第 二花管內；所述注漿管依次穿過所述第二囊袋、第一囊袋;所述第一囊袋靠近煤層且距煤層 1 ~2m〇5. 根據權利要求4所述的一種點注式封孔裝置，其特征在于:所述第一囊袋、所述第二 囊袋分別包裹在所述第二實管、所述第四實管的四周。6. 根據權利要求4所述的一種點注式封孔裝置，其特征在于:所述注漿管處于所述第一 囊袋和所述第二囊袋內的管體上均設置有逆止閥。7. 根據權利要求4所述的一種點注式封孔裝置，其特征在于:所述注漿管處于所述第一 囊袋和所述第二囊袋之間的位置還設置有爆破閥。8. 根據權利要求4所述的一種點注式封孔裝置，其特征在于:所述擋板為套設在所述第 二實管或所述第四實管上的圓錐體。9. 根據權利要求4所述的點注式封孔裝置，其特征在于:所述第一花管為至少一根2ml 寸的PVC花管首尾同軸連接;所述第二花管為至少一根2ml寸的PVC拉絲花管首尾同軸連接。10. 根據權利要求4所述的點注式封孔裝置，其特征在于:所述第一實管為至少一根2ml 寸PVC實管首尾同軸連接;所述第二實管為至少一根lml寸PVC實管首尾同軸連接;所述第三 實管為至少一根4ml寸PVC實管首尾同軸連接;所述第四實管為至少一根lml寸PVC實管首尾 同軸連接。
【文檔編號】E21F7/00GK106050297SQ201610499800
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月28日
【發明人】杜雷, 童碧, 方有向, 張瑞, 石德洲, 張輝, 魏濤, 婁心亮, 章恒
【申請人】淮南礦業(集團)有限責任公司