提高煤层钻孔瓦斯抽放浓度的二次封孔方法

摘要

一种提高煤层钻孔瓦斯抽放浓度的二次封孔方法，尤其适用于回采工作面、石门见煤处、煤巷等地点的瓦斯抽放。当瓦斯抽放浓度低于16％时，在第一次钻孔封孔的基础上将与压缩空气管相连的花管插入煤层钻孔内，使其靠近第一次聚氨酯的封孔处；用压缩空气以一定压力将微细膨胀粉料吹入煤层钻孔内，直至微细膨胀粉料充满煤层钻孔，抽出花管，迅速用速凝水泥密封煤层钻孔的孔口。经过二次封孔后可以大幅度提高瓦斯抽放浓度，延长抽放钻孔的有效抽放期，不仅提高了钻孔的利用率，而且显著提高了瓦斯的抽放效果，并确保了瓦斯抽放系统的安全性。

说明书

技术领域

本发明涉及瓦斯抽放浓度的封孔方法，尤其是一种提高煤层钻孔瓦斯抽放浓度的二次封孔方法。

背景技术

在煤矿瓦斯抽放工作中，钻孔的封孔质量是抽放效果的关键因素。目前，瓦斯抽放封孔最常用的方法主要是用聚胺脂进行封孔，即将缠绕聚氨脂材料的封孔器放入煤层钻孔内约10m深处，依靠聚胺脂发生化学反应膨胀，实现对钻孔封孔的目的，然后进行瓦斯的抽放。由于经过一定时期的瓦斯抽放，煤层会因变形、位移，导致钻孔周边煤层的孔(裂)隙扩张、发育，这时外界的空气就会从裂隙通道进入抽气钻孔内，从而导致瓦斯抽放浓度明显下降，缩短了抽放钻孔的有效抽放期，降低了钻孔的利用率。另外，当被抽排的瓦斯浓度降低到瓦斯爆炸极限值16％以内时，会严重影响瓦斯抽放系统的安全。

发明内容

针对已有技术中的不足之处，本发明的目的是提供一种方法简单，使用效果好，能延长瓦斯抽放期，提高煤层钻孔瓦斯抽放浓度的二次封孔方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：当瓦斯抽放浓度低于16％时，在第一次钻孔封孔的基础上实施第二次封孔，具体步骤如下：

a.将与压缩空气管相连的花管插入煤层钻孔内，使其靠近第一次聚氨酯的封孔处；

b.用压缩空气以一定压力将微细膨胀粉料吹入煤层钻孔内，直至微细膨胀粉料充满煤层钻孔，抽出花管，

c.迅速用速凝水泥密封煤层钻孔的孔口。

所述压缩空气的压力为0.1～0.2MPa。

所述的微细膨胀粉料为水泥、粉煤灰、细沙、石灰粉、滑石粉和淀粉其中一种或几种组合而成。

本发明的二次封孔方法，在第一次钻孔封孔的基础上，利用压缩空气以一定压力将微细膨胀粉料送入煤层钻孔内，微细膨胀粉料在瓦斯抽放系统负压的作用下渗入煤层周围的孔(裂)隙区域，微细粉料进入裂隙之后，增加裂隙内气体的流动阻力，阻隔外界空气的进入，使钻孔内的漏风量明显减少，从而大幅度提高钻孔内瓦斯抽放的浓度，显著地改善了瓦斯抽放效果，确保了瓦斯抽放系统的安全性。最适用于回采工作面、石门见煤处、煤巷等地点的瓦斯抽放，经过二次封孔后可以大幅度提高瓦斯抽放浓度，延长抽放钻孔的有效抽放期，不仅提高了钻孔的利用率，而且显著提高了瓦斯的抽放效果。

附图说明：

附图是本发明实施的结构示意图。

图中：煤层钻孔-1，抽放管-2，花管-3，阀门-4，聚氨酯-5，微细膨胀粉料-6，裂隙群-7，煤体-8。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的一个实例作进一步说明：

附图所示，第一次封孔是在工作面煤体8上向煤层钻孔，直至达到设计深度要求为止并插入抽放管2，将聚氨酯5均匀涂抹在麻袋上，涂抹的同时迅速把麻袋缠绕在封孔器上，然后送入煤层钻孔1约10m处，此时依靠聚胺酯5发生化学反应而膨胀，将钻孔密封堵住，这时打开抽放管2上的阀门4即可实施瓦斯抽放。经过一定时期的瓦斯抽放，由于煤层的变形、位移，导致钻孔周边煤层的孔(裂)隙扩张、发育，外界空气易由裂隙通道进入孔底，使得瓦斯抽放浓度明显下降，当浓度降低到16％以内时，将与压缩空气管相连的花管3插入煤层钻孔1内，使其靠近第一次聚氨酯5的封孔处，打开花管3上的阀门4，用压缩空气以0.1～0.2MPa的压力将微细膨胀粉料6吹入煤层钻孔1内，直至微细膨胀粉料6充满煤层钻孔1，抽出花管(3)，然后迅速用速凝水泥9密封煤层钻孔1的孔口。微细膨胀粉料6为水泥、粉煤灰、细沙、石灰粉、滑石粉和淀粉其中一种或几种组合而成，几种组合而成的微细膨胀粉料6可以是水泥、粉煤灰按1∶1的比例混合而成，或是细沙、石灰粉、水泥按1∶1∶3的比例混合而成，或是淀粉、滑石粉、水泥按1∶2∶3的比例混合而成。微细膨胀粉料在瓦斯抽放系统负压的作用下渗入煤层周围的裂隙群7内，微细膨胀粉料6进入裂隙群7之后，增加了裂隙内气体的流动阻力，阻隔了外界空气的进入，使钻孔内的漏风量明显减少，从而大幅度提高钻孔内瓦斯抽放的浓度，显著地改善了瓦斯抽放效果，确保了瓦斯抽放系统的安全性。

其工作原理：由于聚氨酯封孔是在距孔口一定距离处封孔，所以孔口到封孔段之间的钻孔是空的，这一段钻孔处在松动圈之内，把二次封孔材料以一定压力填充这一段钻孔，同时二次封孔材料在抽放负压作用下渗入钻孔周围的裂隙中，可以有效地阻断巷道中空气在抽放负压作用下漏入到抽放管路中，提高抽放瓦斯浓度。