本發(fā)明涉及煤礦瓦斯抽采技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種順層瓦斯抽采鉆孔封孔方法及其封孔結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

我國(guó)是世界上的主要產(chǎn)煤國(guó)，也是世界上煤與瓦斯突出最嚴(yán)重的國(guó)家之一，煤炭生產(chǎn)量95％來(lái)自井工開(kāi)采，而高瓦斯、突出礦井煤炭產(chǎn)量約占30％以上。同時(shí)，由于我國(guó)煤礦開(kāi)采每年仍以10-40m的速度向深部延伸，隨著礦井開(kāi)采深度的增加，越來(lái)越多的礦井、煤層轉(zhuǎn)變?yōu)橥怀龅V井、煤層。而現(xiàn)有的《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》中規(guī)定，突出煤層的瓦斯治理需要遵循“區(qū)域防突措施先行、局部防突措施補(bǔ)充”的原則，其中，區(qū)域防突措施主要包括開(kāi)采保護(hù)層和預(yù)抽煤層瓦斯兩類(lèi)，對(duì)于單一突出煤層，無(wú)保護(hù)層開(kāi)采條件，只能采用預(yù)抽煤層瓦斯區(qū)域措施，而在預(yù)抽煤層瓦斯區(qū)域防突措施領(lǐng)域，按使用的工程類(lèi)別分為有地面井預(yù)抽、穿層鉆孔預(yù)抽、順層鉆孔預(yù)抽，而在煤層巷道開(kāi)挖后施工順層鉆孔預(yù)抽煤層瓦斯是工作面治理瓦斯常用措施。

煤層巷道開(kāi)掘過(guò)程中，引起周邊應(yīng)力重新分布，巷幫形成一定深度的卸壓區(qū)、應(yīng)力集中區(qū)、原巖應(yīng)力區(qū)，對(duì)順層抽采鉆孔的封孔影響較大。若煤層巷道破壞范圍內(nèi)存在的裂隙得不到有效的充填，導(dǎo)致其與瓦斯預(yù)抽鉆孔間存在裂隙，易形成漏氣通道。目前常規(guī)順層鉆孔采用水泥砂漿封孔方法，主要存在問(wèn)題：徑向作用力較小，封孔范圍小，無(wú)法解決鉆孔周邊裂隙的封堵，密封效果不佳，導(dǎo)致瓦斯抽采濃度低；鉆孔傾角較小，封孔長(zhǎng)度大，一般封孔長(zhǎng)度在20m以上，水泥砂漿凝固后易形成收縮縫，造成鉆孔漏氣。

因此，需要對(duì)現(xiàn)有的順層瓦斯抽采鉆孔封孔方法進(jìn)行改進(jìn)，在操作方便，施工容易的基礎(chǔ)上，可大大提高對(duì)鉆孔周邊裂隙的封堵效果，并盡可能的在縮短封孔長(zhǎng)度的同時(shí)達(dá)到保證封孔效果的目的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供一種順層瓦斯抽采鉆孔封孔方法，在操作方便，施工容易的基礎(chǔ)上，可大大提高對(duì)鉆孔周邊裂隙的封堵效果，并盡可能的在縮短封孔長(zhǎng)度的同時(shí)達(dá)到保證封孔效果的目的。

本發(fā)明的順層瓦斯抽采鉆孔封孔方法，包括以下步驟：

a、進(jìn)行順層瓦斯抽采鉆孔；

c、對(duì)鉆孔周?chē)拿后w進(jìn)行切割形成與鉆孔相通的環(huán)形縫槽，環(huán)形縫槽沿鉆孔軸向形成至少一條；

d、對(duì)鉆孔進(jìn)行注漿封孔，封孔過(guò)程中環(huán)形縫槽被注漿液填充形成封堵墻。

進(jìn)一步，環(huán)形縫槽的外徑與鉆孔的孔徑大小比值為。

進(jìn)一步，環(huán)形縫槽在距鉆孔的孔口距離5-18m范圍內(nèi)設(shè)置。

進(jìn)一步，每一環(huán)形縫槽的半徑為0.5-3m，軸向?qū)挾葹?-20cm。

進(jìn)一步，步驟a的鉆孔和所述步驟c的環(huán)形縫槽均通過(guò)高壓水力割縫裝置實(shí)現(xiàn)；

在步驟c之前，還包括：步驟b、通過(guò)高壓水力割縫裝置進(jìn)行鉆孔施工完成后，不退鉆，直接通入高壓水對(duì)煤體進(jìn)行切割，對(duì)鉆孔周邊煤體卸壓增透。

進(jìn)一步，步驟d包括:

使用帶上端堵頭和下端堵頭的封孔管對(duì)鉆孔進(jìn)行封孔；

穿過(guò)封孔管的上端堵頭對(duì)鉆孔進(jìn)行注漿，注漿液填充滿上端堵頭和下端堵頭間空間并使環(huán)形縫槽填充滿形成所述封堵墻。

進(jìn)一步，在步驟d中，封孔管的前、后端的堵頭長(zhǎng)度不小于1m；在步驟d中，封孔管前端的堵頭與位于鉆孔最上端的環(huán)形縫槽間的距離超過(guò)1-2m。

進(jìn)一步，在步驟d中，注漿的注漿壓力不小于2MPa。

本發(fā)明還公開(kāi)了一種利用順層瓦斯抽采鉆孔封孔方法的順層瓦斯抽采鉆孔封孔結(jié)構(gòu)，包括封孔管，封孔管上設(shè)置有上端堵頭和下端堵頭，封孔管設(shè)置在所述鉆孔內(nèi)，上端堵頭和下端堵頭之間設(shè)置有封堵體，封堵體包括封堵主體和與封堵主體連接并沿鉆孔徑向的封堵墻，封堵墻沿封堵主體軸向設(shè)置至少一個(gè)。

進(jìn)一步，封堵體由注漿液填充凝固形成，封堵墻的注漿液填充空間為沿鉆孔徑向切割煤體形成的環(huán)形縫槽。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明的順層瓦斯抽采鉆孔封孔方法及其封孔結(jié)構(gòu)，首先對(duì)煤層進(jìn)行順層鉆孔，然后對(duì)鉆孔周?chē)拿后w進(jìn)行切割形成至少一條環(huán)形縫槽，環(huán)形縫槽是沿鉆孔徑向?qū)γ后w進(jìn)行切割，最后進(jìn)行注漿封孔時(shí)，注漿液不僅將鉆孔填滿，而且將環(huán)形縫槽填充滿形成封堵墻，不僅擴(kuò)大了抽采鉆孔周邊裂隙的封堵范圍，而且封堵墻沿鉆孔軸向形成至少一條，對(duì)順層鉆孔的封堵效果大大提高，同時(shí)，縮短了封堵長(zhǎng)度，提高了封孔質(zhì)量，減少了抽采鉆孔封孔工程量；本發(fā)明的方法操作簡(jiǎn)便，施工容易，封孔效果好，提高了瓦斯抽采效果，具有較高的推廣運(yùn)用價(jià)值。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。

圖1為本發(fā)明方法的施工結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

圖1為本發(fā)明方法的施工結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示：本實(shí)施例的順層瓦斯抽采鉆孔封孔方法，包括以下步驟：

a、進(jìn)行順層瓦斯抽采鉆孔；即根據(jù)順層瓦斯抽采鉆孔設(shè)計(jì)要求進(jìn)行施工，可采用現(xiàn)有鉆孔設(shè)備進(jìn)行鉆孔；

c、對(duì)鉆孔1周?chē)拿后w2進(jìn)行切割形成與鉆孔1相通的環(huán)形縫槽(圖中為環(huán)形縫槽3和環(huán)形縫槽3a)，環(huán)形縫槽(圖中為環(huán)形縫槽3和環(huán)形縫槽3a)沿鉆孔1軸向形成至少一條；環(huán)形縫槽(圖中為環(huán)形縫槽3和環(huán)形縫槽3a)由對(duì)鉆孔1周?chē)拿后w2進(jìn)行經(jīng)向切割且繞鉆孔1圓周形成，環(huán)形縫槽(圖中為環(huán)形縫槽3和環(huán)形縫槽3a)設(shè)置至少一條，可為一條、兩條、三條或四條，本實(shí)施例中設(shè)置兩條

d、對(duì)鉆孔1進(jìn)行注漿封孔，封孔過(guò)程中環(huán)形縫槽(圖中為環(huán)形縫槽3和環(huán)形縫槽3a)被注漿液填充形成封堵墻；待鉆孔1和環(huán)形縫槽(圖中為環(huán)形縫槽3和環(huán)形縫槽3a)施工完成后，通過(guò)對(duì)鉆孔1注漿封孔，注漿液會(huì)將鉆孔1填充滿，同時(shí)會(huì)將環(huán)形縫槽(圖中為環(huán)形縫槽3和環(huán)形縫槽3a)填充滿，這樣就使得環(huán)形縫槽(圖中為環(huán)形縫槽3和環(huán)形縫槽3a)形成封堵墻結(jié)構(gòu)，封堵墻相當(dāng)于插入鉆孔1周?chē)拿后w2中，解決了鉆孔1周邊裂隙的封堵問(wèn)題，具有相當(dāng)好的密封效果，保證了瓦斯抽采的濃度；且采用環(huán)形縫槽(圖中為環(huán)形縫槽3和環(huán)形縫槽3a)填充滿形成封堵墻的結(jié)構(gòu)，縮短了鉆孔1封堵長(zhǎng)度，克服了現(xiàn)有水泥砂漿凝固后易形成收縮縫的問(wèn)題，鉆孔1不會(huì)漏氣。

本實(shí)施例中，環(huán)形縫槽(圖中為環(huán)形縫槽3和環(huán)形縫槽3a)的外徑與鉆孔1的孔徑大小比值為不小于5：1；在此比值范圍下，即具有較大的徑向作用力，又保證了封孔范圍，解決了鉆孔1周邊裂隙的封堵。

本實(shí)施例中，環(huán)形縫槽(圖中為環(huán)形縫槽3和環(huán)形縫槽3a)在距鉆孔1的孔口距離5-18m范圍內(nèi)設(shè)置；可留設(shè)出安全距離，距離孔口不會(huì)太近，防止割縫裝置造成安全隱患，且滿足正常封孔的需求。

本實(shí)施例中，每一環(huán)形縫槽(圖中為環(huán)形縫槽3和環(huán)形縫槽3a)的半徑為0.5-3m，軸向?qū)挾葹?-20cm。

本實(shí)施例中，步驟a的鉆孔1和所述步驟c的環(huán)形縫槽(圖中為環(huán)形縫槽3和環(huán)形縫槽3a)均通過(guò)高壓水力割縫裝置實(shí)現(xiàn)；

在步驟c之前，還包括：步驟b、通過(guò)高壓水力割縫裝置進(jìn)行鉆孔1施工完成后，不退鉆，直接通入高壓水對(duì)煤體2進(jìn)行切割，對(duì)鉆孔1周邊煤體2卸壓增透；即對(duì)鉆孔1周邊煤體2進(jìn)行卸壓增透，減少壓力，保證封堵效果。

本實(shí)施例中，步驟d包括:

使用帶上端堵頭5和下端堵頭6的封孔管4對(duì)鉆孔1進(jìn)行封孔；

穿過(guò)封孔管4的上端堵頭5對(duì)鉆孔1進(jìn)行注漿，注漿液填充滿上端堵頭5和下端堵頭6間空間并使環(huán)形縫槽(圖中為環(huán)形縫槽3和環(huán)形縫槽3a)填充滿形成所述封堵墻；

即，封孔管4的上端設(shè)置有上端堵頭5，下端設(shè)置有下端堵頭6，封孔管4的上端是指在鉆孔1中位于上方的一端，下端是指在鉆孔1中位于下方的一端，封孔管4插入鉆孔1中后，上端堵頭5和下端堵頭6將鉆孔1形成填充封堵，上端堵頭5和下端堵頭6之間封堵空間，注漿管7穿過(guò)上端堵頭5與封堵空間連通，注漿液注入封堵空間內(nèi)進(jìn)行封孔填充；另外，封孔后待水泥砂漿凝固6-8h，封孔管4與瓦斯抽采管路相連進(jìn)入礦井瓦斯抽采系統(tǒng)進(jìn)行瓦斯抽采，即做瓦斯抽采管使用。

本實(shí)施例中，在步驟d中，封孔管4的前、后端的堵頭長(zhǎng)度不小于1m。

本實(shí)施例中，在步驟d中，封孔管4前端的堵頭與位于鉆孔1最上端的環(huán)形縫槽(圖中為環(huán)形縫槽3和環(huán)形縫槽3a)間的距離超過(guò)1-2m。

本實(shí)施例中，在步驟d中，注漿的注漿壓力不小于2MPa。

也即，本發(fā)明公開(kāi)了一種順層瓦斯抽采鉆孔1封孔結(jié)構(gòu)，包括封孔管4，封孔管4上設(shè)置有上端堵頭5和下端堵頭6，封孔管4設(shè)置在所述鉆孔1內(nèi)，上端堵頭5和下端堵頭6之間設(shè)置有封堵體，封堵體包括封堵主體8和與封堵主體連接并沿鉆孔1徑向的封堵墻9，封堵墻沿封堵主體軸向設(shè)置至少一個(gè)；封堵體由注漿液填充凝固形成，封堵墻的注漿液填充空間為沿鉆孔1徑向切割煤體2形成的環(huán)形縫槽(圖中為環(huán)形縫槽3和環(huán)形縫槽3a)。

最后說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。