阅读说明：本技术 一种煤矿井下钻孔封孔构筑物及施工方法 (A kind of coal mine down-hole drilling sealing of hole structures and construction method ) 是由 季广瑞 王海涛 邵林金 于 2019-09-26 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种煤矿井下钻孔封孔构筑物及施工方法,在煤壁上钻设孔径比封孔管大的封装孔,随后将封孔管固定安装在封装孔内,并在封孔管两端的注浆空间内安装封堵物,又在封堵物之间灌注注浆液,形成封孔构筑物。本构筑物安装可靠,密封性好,能有效防止瓦斯泄漏。同时将安装封孔管的方法提前至钻孔全部完成之前,封装孔施工完成后进行,在封孔完成后的钻孔施工中如果出现瓦斯喷涌问题,接可以通过封孔管外接抽采设备进行抽采,有效的控制钻孔瓦斯喷涌的问题。再有,施工完封装孔后安装封孔管,解决了由于钻孔过长和煤块间应力集中而导致封装孔变形,封孔管装不进封装孔的问题,降低封装孔二次施工和成为废孔的概率。(The invention discloses a kind of coal mine down-hole drilling sealing of hole structures and construction methods, the big encapsulated holes of aperture ratio hole sealing tube are drilled on coal wall, then hole sealing tube is fixedly mounted in encapsulated holes, and plug is installed in the slip casting space at hole sealing tube both ends, injection slurry is perfused between plug again, forms sealing of hole structures.The installation of this structures is reliable, and good airproof performance can effectively prevent gas leakage.The method for installing hole sealing tube is advanced to before drilling is fully completed simultaneously, it is carried out after the completion of encapsulated holes construction, it gushs problem in drilling construction after the completion of sealing of hole if there is gas, extraction can be carried out by the external extraction equipment of hole sealing tube by connecing, effective to control the problem of drilling gas is gushed.The problem of further more, installing hole sealing tube after encapsulated holes of having constructed, solving leads to encapsulate bore deformation since the too long stress between coal cinder of drilling is concentrated, and hole sealing tube dress is not into encapsulated holes, reduce the secondary construction of encapsulated holes and the probability as useless hole.)

一种煤矿井下钻孔封孔构筑物及施工方法

技术领域

本发明涉及煤矿井下瓦斯治理领域，尤其涉及一种煤矿井下钻孔封孔构筑物及施工方法。

背景技术

在煤矿瓦斯灾害防治过程中，煤层瓦斯压力是瓦斯防治的重要参数，而对煤层进行瓦斯抽采是防治瓦斯灾害最有效、最根本的途径。封孔是瓦斯压力测定和瓦斯抽采工程的核心方法，封孔质量的高低是决定瓦斯压力测定准确性和瓦斯抽采效果的关键。影响封孔质量的因素有很多，主要包括封孔材料、封孔方法以及封孔的深度和长度等。其中封孔方法都对封孔材料的应用、封孔深度和长度的控制以及施工的方法流程的要求进行严格的把控，对封孔质量的高低起了至关重要的作用。

目前的煤矿井下封装孔封孔施工过程中，根据事先确定的封装孔深度，一次性封装孔施工到位，随后才安装封孔管并进行封孔。在进行封装孔施工过程中，由于煤矿中瓦斯存在一定的压力，会导致瓦斯喷涌，而不及时处理的话会造成瓦斯事故的发生。同时由于煤块之间应力集中的问题，在钻孔施工时，封装孔很容易发生偏位，导致封孔管安装不上去，无法达到预期的封装孔和封孔效果，封装孔需要二次施工或成为废孔。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种煤矿井下钻孔封孔构筑物及施工方法，以解决现有技术中在煤矿井下封装孔封孔时无法控制瓦斯喷涌以及封装孔封孔效果不佳的问题。

本发明的技术方案是：

一种煤矿井下钻孔封孔构筑物，它包括为抽取瓦斯而钻设的封装孔，封装孔内安装有封孔管，封装孔的内壁与封孔管的外表面之间形成注浆空间；在两端的注浆空间内固定安装有封堵物；注浆管和回浆管穿过封堵物伸进注浆空间内；注浆空间内灌注有注浆液。

封孔管的长度不小于5m，封堵物的封堵长度大于0.5m，小于1m。

封堵物为聚氨酯发泡材料。

注浆管和回浆管有一组以上，在封堵物中均匀布置。

封孔管靠近煤壁的端头处焊接有法兰盘。

一种煤矿井下钻孔封孔构筑物的施工方法，它包括以下步骤：

步骤1、使用直径大于封孔管外径的扩孔钻头进行扩孔作业，扩孔施工到预定的深度后钻机停止钻孔，在清理完封装孔内的残渣后退出钻头；

步骤2、将封孔管装入封装孔内；

步骤3、在两端的注浆空间内安装封堵物，封堵物之间预留有注浆空间；

步骤4、将注浆管和回浆管穿过封堵物并延伸至注浆空间内；

步骤5、往注浆空间内注入注浆液，待位于顶部的回浆管有浆液溢出后，停止注浆；

步骤6、注浆完成后，静置一段时间，待注浆液凝固后，再重新进行钻孔施工。

步骤1中所述的扩孔钻头的直径比封孔管的外径大0.5至1倍。

对于水平和朝上的封装孔，使用水枪将封装孔内的残渣清理出来即可；而对于朝下的封装孔，用水清理完孔内残渣之后，还需将孔内多余的水分抽出。

注浆液的凝固时间为注浆完成后的二十四小时以后。

本发明有益效果：

本发明的一种煤矿井下钻孔封孔构筑物及施工方法，在封装孔内安装封孔管，在封装孔内壁和封孔管外表面之间的两端空隙内安装封堵物，并通过注浆管和回浆管在两块封堵物之间的注浆空间内灌注浆液，对封装孔进行有效的封堵，防止瓦斯抽采不发生泄漏。同时将安装封孔管的方法提前至钻孔全部完成之前，封装孔施工完成后进行，在封孔完成后的钻孔施工中如果出现瓦斯喷涌问题，接可以通过封孔管外接抽采设备进行抽采，有效的控制钻孔瓦斯喷涌的问题。再有，施工完封装孔后安装封孔管，解决了由于钻孔过长和煤块间应力集中而导致封装孔变形，封孔管装不进封装孔的问题，降低封装孔二次施工和成为废孔的概率。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种煤矿井下钻孔封孔构筑物，它包括封装孔1、封孔管3、封堵物4、注浆管5、回浆管6和注浆液7。封装孔1内安装有封孔管3，封装孔1的内壁与封孔管3的外表面之间形成注浆空间；在封孔管3两端的注浆空间内固定安装有封堵物4。

注浆管5和回浆管6穿过外侧的封堵物4后伸进注浆空间内，注浆管5往注浆空间内灌注注浆液，回浆管6将注浆空间内多余的空气排出，有利于注浆液7将注浆空间填满。

为保证注浆空间内由于钻孔施工造成的煤块脱落问题，影响封孔的质量，因此封孔深度必须足够长，通常封孔管3的长度不应小于5m。同时为了防止在往注浆空间内灌注注浆液7时，注浆液7往两端溢流进而影响封孔效果的问题，封堵物4的封堵长度大于0.5m，小于1m。

由于聚氨酯与封装孔1的内壁粘结性较好，膨胀硬化后的完整性也较好，能对封孔管3两端的注浆空间形成有效的封堵，防止煤层中的瓦斯从该处泄漏，因此封堵物4为聚氨酯发泡材料。

优选的，所述封堵物4选用廊坊汇千保温材料有限公司提供的聚氨酯AB料。

注浆管5和回浆管6有一组以上，且沿封孔管3的四周均匀布置。以确保注浆空间能全部填满注浆液7，达到理想的注浆效果。

封孔管3的外侧端头处焊接有法兰盘8，法兰盘8用于外接瓦斯抽采设备，在封孔完成后的钻孔施工中，如果发现瓦斯喷涌或泄露，可立即将抽采设备连接至法兰盘上进行抽采。

一种煤矿井下钻孔封孔构筑物的施工方法，它包括以下步骤：

步骤1、使用直径大于封孔管3外径的扩孔钻头进行扩孔作业，扩孔施工到预定的深度后钻机停止钻孔，在清理完封装孔1内的残渣后退出钻头；

步骤2、将封孔管3装入封装孔1内；

步骤3、在两端的注浆空间内安装封堵物4，封堵物4之间预留有注浆空间；

步骤4、将注浆管5和回浆管6穿过封堵物4并延伸至注浆空间内；

步骤5、往注浆空间内注入注浆液7，待位于顶部的回浆管6有浆液溢出后，停止注浆；

步骤6、注浆完成后，静置一段时间，待注浆液7凝固后，再重新进行钻孔施工。

封装孔1的直径过大则会造成封堵材料的浪费；封装孔1的直径过小，则达不到预期的封孔效果。因此步骤1中所述的扩孔钻头的直径比封孔管3外径大0.5至1倍。

对于水平和朝上的封装孔1，使用水枪将封装孔1内的残渣清理出来即可；而对于朝下的封装孔1，在用水清理完残渣之后，还需将孔内多余的水分抽出，防止积水过多，阻碍瓦斯抽采。

注浆液7的凝固时间为注浆完成后的二十四小时以后，要待注浆液7完全凝固后才能进行钻孔作业，否则因钻孔施工的震动造成注浆液开裂将影响封孔效果。