【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于煤礦鉆探，涉及一種碎軟煤層瓦斯抽采鉆孔完孔及透孔方法，具體涉及一種煤礦井下碎軟煤層瓦斯抽采孔多孔介質充填完孔透孔方法。
技術介紹
1、碎軟煤層瓦斯抽采鉆孔成孔后，由于煤層結構破碎，孔壁穩定性差，鉆孔孔壁易失穩坍塌，造成瓦斯抽采通道堵塞，目前采用全孔下瓦斯抽采篩管作為抽采通道。為了保障篩管能夠全孔段下入，一般采用大通孔鉆桿內下入，下入篩管直徑約32mm，相對于孔徑120mm，仍有較大環空，鉆孔孔壁失穩坍塌，導致瓦斯抽采通道截面積減小，造成鉆孔抽采空間嚴重浪費，降低鉆孔瓦斯抽采效果。同時塌孔易造成瓦斯抽采篩管內進入煤粉，造成抽采篩管堵塞，同樣影響鉆孔瓦斯抽采效果。
技術實現思路
1、針對現有技術中存在的不足，本專利技術的目的在于，提供一種煤礦井下碎軟煤層瓦斯抽采孔多孔介質充填完孔透孔方法，解決現有技術中在碎軟煤層條件下存在的瓦斯抽采篩管下入直徑小，且瓦斯抽采篩管易堵，鉆孔抽采空間浪費嚴重等問題。
2、為了解決上述技術問題，本專利技術采用如下技術方案予以實現：
3、煤礦井下碎軟煤層瓦斯抽采孔多孔介質充填完孔透孔方法，首先在碎軟煤層瓦斯抽采鉆孔成孔后，下入大通孔鉆具至孔底，通過大通孔鉆具內通道下入瓦斯抽采篩管；利用高壓氣體將球形多孔介質通過大通孔鉆具與瓦斯抽采篩管環空輸送至孔底，該球形多孔介質充填在鉆孔孔壁與瓦斯抽采篩管環空；逐根退出大通孔鉆具，不斷用高壓氣體將球形多孔介質輸送至孔內，最終球形多孔介質充滿整個鉆孔，形成球形多孔介質充填立體孔隙網；孔口下
4、本專利技術還包括如下技術特征：
5、具體的，所述球形多孔介質采用輕質高強材料，抗阻燃抗靜電，外形為球形，內部為多孔連通的孔隙結構，孔隙直徑小于0.5mm，球形多孔介質直徑小于10mm。
6、具體的，所述瓦斯抽采篩管采用抗阻燃抗靜電材料，外徑小于20mm，內徑大于10mm，瓦斯抽采篩管壁上沿軸向等間距布置長條狀縫隙，縫隙寬度小于0.5mm，長度10-30mm；縫隙沿瓦斯抽采篩徑向間隔90°布置一組，共布置4組。
7、具體的，所述球形多孔介質，通過高壓氣體輸送至孔內，高壓氣體為空氣或氮氣，氣體壓力和流量能滿足球形多孔介質輸送要求；球形多孔介質輸送量q1，鉆孔內理論可充填環空體積q2，q1≥q2。
8、具體的，所述高壓管外徑小于10mm，采用絲扣連接；所述噴頭可旋轉，在噴頭正前方設有1個噴嘴，在與噴頭軸線呈30°夾角、60°夾角、90°夾角和150°夾角處均分別布設一組噴嘴，每組噴嘴沿噴頭周向均布4個噴嘴；通過高壓流體驅動噴頭旋轉形成高壓射流進行全孔段透孔，高壓流體為空氣、氮氣或高壓水；高壓流體壓力和流量能驅動噴頭旋轉，噴嘴噴射直徑不小于鉆孔孔徑。
9、具體的，所述球形多孔介質，也可以為可膨脹可固化的流體介質，流體介質采用輕質高強材料，抗阻燃抗靜電，初始形態為流態，后期形態為固態，成為固態后具有一定的強度，且內部為相互連通的多孔結構。
10、本專利技術與現有技術相比，具有如下技術效果：
11、本專利技術利用球形多孔介質對瓦斯抽采鉆孔進行充填，可避免鉆孔因孔壁失穩造成的坍塌，確保鉆孔孔壁長期穩定；球形多孔介質內部孔隙、球形多孔介質之間的空隙和瓦斯抽采篩管內通道，可為瓦斯抽采提供穩定的抽采通道，可顯著提高鉆孔瓦斯抽采過流截面積，保障鉆孔空間利用率；可利用高壓流體噴射全孔段透孔，既可提高碎軟煤層瓦斯抽采鉆孔壽命周期，又能保障鉆孔瓦斯抽采效果。該方法能夠顯著提高碎軟煤層瓦斯治理效果，保障煤礦安全高效開采。
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1.煤礦井下碎軟煤層瓦斯抽采孔多孔介質充填完孔透孔方法，其特征在于，首先在碎軟煤層瓦斯抽采鉆孔成孔后，下入大通孔鉆具至孔底，通過大通孔鉆具內通道下入瓦斯抽采篩管；利用高壓氣體將球形多孔介質通過大通孔鉆具與瓦斯抽采篩管環空輸送至孔底，該球形多孔介質充填在鉆孔孔壁與瓦斯抽采篩管環空；逐根退出大通孔鉆具，不斷用高壓氣體將球形多孔介質輸送至孔內，最終球形多孔介質充滿整個鉆孔，形成球形多孔介質充填立體孔隙網；孔口下入封孔管并注漿封堵孔口，封孔管連接負壓管路進行連抽；當球形多孔介質孔隙或瓦斯抽采篩管堵塞后，在瓦斯抽采篩管內下入高壓管，高壓管前端連接噴頭，利用高壓流體旋轉噴射進行全孔段透孔，保障瓦斯抽采通道通暢。
2.如權利要求1所述的煤礦井下碎軟煤層瓦斯抽采孔多孔介質充填完孔透孔方法，其特征在于，所述球形多孔介質采用輕質高強材料，抗阻燃抗靜電，外形為球形，內部為多孔連通的孔隙結構，孔隙直徑小于0.5mm，球形多孔介質直徑小于10mm。
3.如權利要求1所述的煤礦井下碎軟煤層瓦斯抽采孔多孔介質充填完孔透孔方法，其特征在于，所述瓦斯抽采篩管采用抗阻燃抗靜電材料，外徑小于2
4.如權利要求1所述的煤礦井下碎軟煤層瓦斯抽采孔多孔介質充填完孔透孔方法，其特征在于，所述球形多孔介質，通過高壓氣體輸送至孔內，高壓氣體為空氣或氮氣，氣體壓力和流量能滿足球形多孔介質輸送要求；球形多孔介質輸送量Q1，鉆孔內理論可充填環空體積Q2，Q1≥Q2。
5.如權利要求1所述的煤礦井下碎軟煤層瓦斯抽采孔多孔介質充填完孔透孔方法，其特征在于，所述高壓管外徑小于10mm，采用絲扣連接；所述噴頭可旋轉，在噴頭正前方設有1個噴嘴，在與噴頭軸線呈30°夾角、60°夾角、90°夾角和150°夾角處均分別布設一組噴嘴，每組噴嘴沿噴頭周向均布4個噴嘴；通過高壓流體驅動噴頭旋轉形成高壓射流進行全孔段透孔，高壓流體為空氣、氮氣或高壓水；高壓流體壓力和流量能驅動噴頭旋轉，噴嘴噴射直徑不小于鉆孔孔徑。
6.如權利要求1所述的煤礦井下碎軟煤層瓦斯抽采孔多孔介質充填完孔透孔方法，其特征在于，所述球形多孔介質，也可以為可膨脹可固化的流體介質，流體介質采用輕質高強材料，抗阻燃抗靜電，初始形態為流態，后期形態為固態，成為固態后具有一定的強度，且內部為相互連通的多孔結構。
...【技術特征摘要】
1.煤礦井下碎軟煤層瓦斯抽采孔多孔介質充填完孔透孔方法，其特征在于，首先在碎軟煤層瓦斯抽采鉆孔成孔后，下入大通孔鉆具至孔底，通過大通孔鉆具內通道下入瓦斯抽采篩管；利用高壓氣體將球形多孔介質通過大通孔鉆具與瓦斯抽采篩管環空輸送至孔底，該球形多孔介質充填在鉆孔孔壁與瓦斯抽采篩管環空；逐根退出大通孔鉆具，不斷用高壓氣體將球形多孔介質輸送至孔內，最終球形多孔介質充滿整個鉆孔，形成球形多孔介質充填立體孔隙網；孔口下入封孔管并注漿封堵孔口，封孔管連接負壓管路進行連抽；當球形多孔介質孔隙或瓦斯抽采篩管堵塞后，在瓦斯抽采篩管內下入高壓管，高壓管前端連接噴頭，利用高壓流體旋轉噴射進行全孔段透孔，保障瓦斯抽采通道通暢。
2.如權利要求1所述的煤礦井下碎軟煤層瓦斯抽采孔多孔介質充填完孔透孔方法，其特征在于，所述球形多孔介質采用輕質高強材料，抗阻燃抗靜電，外形為球形，內部為多孔連通的孔隙結構，孔隙直徑小于0.5mm，球形多孔介質直徑小于10mm。
3.如權利要求1所述的煤礦井下碎軟煤層瓦斯抽采孔多孔介質充填完孔透孔方法，其特征在于，所述瓦斯抽采篩管采用抗阻燃抗靜電材料，外徑小于20mm，內徑大于10mm，瓦斯抽采篩管壁上沿軸向等間距布置長條狀縫隙，縫隙寬度小于...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王力，王建強，王超，陳洪巖，李浩，侯靜宇，曹小軍，聶超，
申請(專利權)人：中煤科工西安研究院集團有限公司，
類型：發明
國別省市：
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