一種區(qū)域加固鉆孔布孔及成孔方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種三角式區(qū)域加固鉆孔布孔及成孔方法，尤其適用于在松軟煤層中打鉆作業(yè)時的孔壁容易變形、垮落的鉆孔成孔作業(yè)。
【背景技術(shù)】
[0002]我國煤礦煤層儲藏特點是高瓦斯、高地應(yīng)力、高突出危險性、低透氣性的“三高一低”的復(fù)雜地質(zhì)條件，所以在煤礦開采之前必須進行煤礦井下瓦斯治理，增加煤層透氣性，降低或消除煤與瓦斯的突出危險性。目前主要是先進行煤與瓦斯的突出危險性鑒定，然后采取各種水力化措施或松動爆破等措施進行煤層的卸壓增透，這些措施必須首先在煤層內(nèi)進行打鉆成孔，在鉆孔內(nèi)實施以上工作。但是，我國煤層絕大部分為煤質(zhì)松軟的煤層，在打鉆過程中或打鉆之后，非常容易發(fā)生鉆孔孔壁變形、破壞、孔壁垮落等現(xiàn)象，導(dǎo)致鉆孔成孔失敗，對煤樣瓦斯的突出危險鑒定及各種卸壓增透和治理瓦斯措施造成非常大的困難。對于這種常見的、嚴(yán)重的鉆孔變形、破壞現(xiàn)象，目前還沒有具體有效的鉆孔布孔及成孔技術(shù)方法。煤礦現(xiàn)場工程施工大多采用高壓風(fēng)吹或高壓水沖等措施清洗鉆孔，排出鉆孔的煤渣。這些方法不僅費工費時，工作量大、成本高，而且容易出現(xiàn)更為嚴(yán)重的鉆孔破壞現(xiàn)象，甚至導(dǎo)致鉆孔廢棄。為了解決打鉆后孔壁容易變形、破壞的技術(shù)難題，需要研究區(qū)域加固鉆孔布孔及成孔方法，以滿足煤礦現(xiàn)場井下用于瓦斯抽采、水力壓裂等措施的鉆孔容易成孔，保證煤礦井下瓦斯基本參數(shù)測試、瓦斯治理技術(shù)的實施得以成功。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是解決松軟煤層打鉆時孔壁容易變形、垮落的技術(shù)難題，保證煤礦現(xiàn)場井下用于瓦斯抽采、水力壓裂等措施的鉆孔容易成孔，保證煤礦井下瓦斯基本參數(shù)測試、水力壓裂等卸壓增透技術(shù)的實施得以成功，提供一種操作簡單、方便，成孔率高，省時省料，成本低的三角式區(qū)域加固鉆孔布孔及成孔方法。
[0004]技術(shù)方案
[0005]本發(fā)明一種區(qū)域加固鉆孔布孔及成孔方法，包括以下步驟:
[0006]a.在煤層巷幫依次施工三個加固孔，三個加固孔的開孔位置分別布置在一個等邊三角形的三個頂點處；三個加固孔的終孔位置在等邊三角形中心線處相聚，形成以等邊三角形為底，以三個加固孔為棱邊的正三棱錐形，使三個加固孔在煤層內(nèi)貫通；
[0007]b.向處在下部位置的一個加固孔內(nèi)插入注漿管，注漿管外端口伸出該加固孔孔口
0.5?lm。同時，向該加固孔內(nèi)且距離該加固孔孔口 2?3m位置處放置膨脹材料；
[0008]c.向處在上部位置的加固孔內(nèi)插入回氣漿管，回氣漿管外端口伸出該加固孔孔口
0.5?lm。同時，向該加固孔內(nèi)且距離該加固孔孔口 2?3m位置處放置膨脹材料；
[0009]d.向剩下的一個加固孔內(nèi)且距離該加固孔孔口 2?3m位置處放置膨脹材料；
[0010]e.待膨脹材料凝固后，通過注漿管向加固孔內(nèi)注入加固ro漿液，由于重力作用，加固ro漿液會先注滿處于下部位置的加固孔，待處于上部位置的加固孔內(nèi)的回氣漿管出漿時，停止注漿。
[0011]f.待三個加固孔內(nèi)的加固ro漿液凝固后，在三個加固孔所處的等邊三角形的中心處，施工直徑為100?130_的目標(biāo)鉆孔，完成三角式區(qū)域加固鉆孔布孔及成孔過程。
[0012]所述的三個加固孔所處的等邊三角形邊長為3?4m，三個加固孔均為直徑50?60mm、長度150?180m的小直徑長距離鉆孔；注漿管和回氣漿管均為直徑10mm、長度5m的PVC 管。
[0013]有益效果
[0014]本發(fā)明一種區(qū)域加固鉆孔布孔及成孔方法，將三個加固孔開孔位置分別布置在一個等邊三角形的三個頂點處，三個加固孔的終孔位置在等邊三角形的中心線處相聚，使三個加固孔在煤層內(nèi)相互貫通。能夠以最小的投入進行最大范圍的增加松軟煤層加固區(qū)域，節(jié)約了人力物力，減少了封孔時間及封孔步驟，保證煤礦現(xiàn)場井下用于瓦斯抽采、水力壓裂等措施鉆孔容易成孔，保證煤礦井下瓦斯基本參數(shù)測試、水力壓裂等卸壓增透技術(shù)的實施得以成功，是一種操作簡單、方便，成孔率高，省時省料，成本低的區(qū)域加固鉆孔布孔及成孔方法。
【附圖說明】
[0015]圖1是一種區(qū)域加固鉆孔布孔及成孔方法的鉆孔布置實例示意圖；
[0016]圖2是圖1中A—A剖視圖。
[0017]圖3是圖1中B—B剖視圖。
[0018]圖中:1一加固孔，2—加固孔，3—加固孔，4一目標(biāo)鉆孔，5—膨脹材料，6—注楽管，
7—回氣漿管，8—加固H)漿液，9一煤層巷幫。
【具體實施方式】
:
[0019]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明【具體實施方式】作進一步的描述:
[0020]首先在煤層巷幫9依次施工加固孔1、加固孔2、加固孔3，加固孔1、加固孔2、加固孔3的開孔位置分別布置在一個邊長為3?4m的等邊三角形的三個頂點處；加固孔1、加固孔2、加固孔3的終孔位置在等邊三角形中心線處相聚，形成以等邊三角形為底，以加固孔1、加固孔2、加固孔3為棱邊的正三棱錐形，使加固孔1、加固孔2、加固孔3在煤層內(nèi)貫通，加固孔1、加固孔2、加固孔3均為直徑50?60mm、長度150?180m的小直徑長距離鉆孔。然后，向加固孔2內(nèi)插入注漿管6，注漿管6外端口伸出加固孔2孔口 0.5?lm。同時，向加固孔2內(nèi)且距離加固孔2孔口 2?3m位置處放置膨脹材料5 ;向加固孔3內(nèi)插入回氣漿管7，回氣漿管7外端口伸出加固孔3孔口 0.5?lm。同時，向加固孔3內(nèi)且距離加固孔3孔口 2?3m位置處放置膨脹材料5 ;向加固孔I內(nèi)且距離加固孔I孔口 2?3m位置處放置膨脹材料5。加固孔2內(nèi)的注漿管6和加固孔3內(nèi)的回氣漿管7均為直徑10_、長度5m的PVC管。待膨脹材料5凝固后，通過加固孔2內(nèi)的注漿管6向加固孔2內(nèi)注入加固PD漿液8，由于重力作用，加固H)漿液8會先注滿加固孔2和加固孔I，待加固孔3內(nèi)的回氣漿管出漿時，停止注漿。待加固孔1、加固孔2、加固孔3內(nèi)的加固ro漿液8凝固后，在加固孔1、加固孔2、加固孔3所處的等邊三角形的中心處，施工直徑為100?130mm的目標(biāo)鉆孔4，完成三角式區(qū)域加固鉆孔布孔及成孔過程。重復(fù)上述過程，完成整個工作面三角式區(qū)域加固鉆孔布孔及成孔過程。能夠以最小的投入進行最大范圍了增加松軟煤層加固區(qū)域，解決了松軟煤層打鉆時孔壁容易變形、垮落的技術(shù)難題，節(jié)約了人力物力，減少了封孔時間及封孔步驟，能夠保證煤礦現(xiàn)場井下用于瓦斯抽采、水力壓裂等措施鉆孔容易成孔，保證煤礦井下瓦斯基本參數(shù)測試、水力壓裂等卸壓增透技術(shù)的實施得以成功，是一種操作簡單、方便，成孔率高，省時省料，成本低的三角式區(qū)域加固鉆孔布孔及成孔方法。
【主權(quán)項】
1.一種區(qū)域加固鉆孔布孔及成孔方法，其特征在于包括以下步驟: a.在煤層巷幫(9)依次施工加固孔(1)、加固孔(2)、加固孔(3)，加固孔(1)、加固孔(2)、加固孔(3)的開孔位置分別布置在一個等邊三角形的三個頂點處；加固孔(1)、加固孔(2)、加固孔(3)的終孔位置在等邊三角形中心線處相聚，使加固孔(1)、加固孔(2)、加固孔(3)在煤層內(nèi)貫通； b.向加固孔(2)內(nèi)插入注漿管(6)，注漿管(6)外端口伸出加固孔(2)孔口0.5?lm。同時，向加固孔⑵內(nèi)且距離加固孔⑵孔口 2?3m位置處放置膨脹材料(5); c.向加固孔(3)內(nèi)插入回氣漿管(7)，回氣漿管(7)外端口伸出加固孔(3)孔口0.5?lm。同時，向加固孔(3)內(nèi)且距離加固孔(3)孔口 2?3m位置處放置膨脹材料(5); d.向加固孔(I)內(nèi)且距離加固孔(I)孔口2?3m位置處放置膨脹材料(5); e.待膨脹材料(5)凝固后，通過加固孔(2)內(nèi)的注漿管(6)向加固孔(2)內(nèi)注入加固PD漿液(8)，由于重力作用，加固ro漿液(8)會先注滿加固孔(2)和加固孔(I)，待加固孔(3)內(nèi)的回氣漿管出漿時，停止注漿； f.待加固孔(I)、加固孔(2)、加固孔(3)內(nèi)的加固H)漿液⑶凝固后，在加固孔(1)、加固孔(2)、加固孔(3)所處的等邊三角形的中心處，施工直徑為100?130mm的目標(biāo)鉆孔(4)，完成三角式區(qū)域加固鉆孔布孔及成孔過程。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的區(qū)域加固鉆孔布孔及成孔方法，其特征在于:加固孔⑴、加固孔(2)、加固孔(3)所處的等邊三角形邊長為3?4m，加固孔(1)、加固孔(2)、加固孔(3)均為直徑50?60mm、長度150?180m的小直徑長距離鉆孔。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的區(qū)域加固鉆孔布孔及成孔方法，其特征在于:加固孔(2)內(nèi)的注漿管(6)和加固孔(3)內(nèi)的回氣漿管(7)均為直徑10mm、長度5m的PVC管。
【專利摘要】一種區(qū)域加固鉆孔布孔及成孔方法，在煤層巷幫(9)依次施工加固孔(1)、加固孔(2)、加固孔(3)，加固孔(1)、加固孔(2)、加固孔(3)的開孔位置分別布置在一個邊長為3～4m的等邊三角形的三個頂點處；加固孔(1)、加固孔(2)、加固孔(3)的終孔位置在等邊三角形中心線處相聚，使加固孔(1)、加固孔(2)、加固孔(3)在煤層內(nèi)貫通。分別向加固孔(1)、加固孔(2)、加固孔(3)內(nèi)且距離孔口2～3m處放置膨脹材料(5)。同時，向加固孔(2)內(nèi)插入注漿管(6)，向加固孔(3)內(nèi)插入回氣漿管(7)。通過加固孔(2)內(nèi)的注漿管(6)注入加固PD漿液(8)，當(dāng)加固孔(3)內(nèi)的回氣漿管(7)出現(xiàn)回漿時，停止注漿。加固PD漿液(8)凝固后，在加固孔(1)、加固孔(2)、加固孔(3)所處的等邊三角形的中心處，施工直徑為100～130mm的目標(biāo)鉆孔(4)，完成三角式區(qū)域加固鉆孔布孔及成孔過程。本發(fā)明解決了在松軟煤層打鉆容易失敗的技術(shù)難題，操作簡單、方便，成孔率高，省時省料，成本低。
【IPC分類】E21B33/13, E21B7/00
【公開號】CN105113979
【申請?zhí)枴緾N201510455460
【發(fā)明人】倪冠華, 程衛(wèi)民, 王剛, 劉震, 于巖斌
【申請人】山東科技大學(xué)
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年7月30日