专利名称：易塌孔钻孔成形方法
技术领域：
本发明涉及一种易塌孔钻孔成形方法，尤其适用于在柔软煤层中打钻作业时的易塌孔钻孔成形。
背景技术：
我国煤矿地质条件复杂，高瓦斯煤层占50%_70%，而高瓦斯低透气性煤层又占其中的70%左右。因此，煤矿在开采过程中常需要进行煤与瓦斯突出危险性鉴定，采取煤层水力压裂、水力割缝、煤层注水、超前钻孔等矿井区域性瓦斯防治措施。以上工作必须首先进行煤层内的打钻作业，但是在一般煤层特别是松软煤层中，打钻完成后，极易出现塌孔现象， 对鉴定和矿井瓦斯防治等工作造成极大的困难。对于常见的易塌孔问题，目前还没有具体有效的易塌孔钻孔成形技术。煤矿现场工程施工大多采用高压风吹或高压水冲等措施清洗钻孔，排出塌孔的煤渣。这些方法不仅费工费时，工作量大、成本高，而且容易出现更为严重的塌孔，甚至导致钻孔废弃。为了解决打钻后塌孔技术难题，需要研究煤层易塌孔钻孔成形方法，以满足煤矿现场煤与瓦斯突出危险性鉴定和矿井瓦斯防治等工作的需要。
发明内容
技术问题本发明的目的是克服已有技术中的不足之处，提供一种方法简单、成孔率高、操作简便易行、成本低的易塌孔钻孔成形方法。技术方案
本发明的一种易塌孔钻孔成形方法，包括以下步骤
a.在煤层中预先施工一个大直径主固化孔，然后在距离大直径主固化孔的周围施工半径为20(T250mm的均勻分布的多个小直径辅固化孔；
b.钻孔施工完成后，先对大直径主固化孔进行封孔，向大直径主固化孔内放入长度为 3 5m的聚氨脂注浆管、长度为11 13m的水泥注浆管和长度为3 5m的回浆管；
c.通过聚氨脂注浆管向大直径主固化孔孔口处注入厚度为广an的聚氨酯层，注入聚氨酯过程中将回浆管固定在大直径主固化孔内的上部，聚氨脂注浆管和水泥注浆管固定在大直径主固化孔内的下部；
d.待聚氨酯层凝固后，通过与高压注浆泵相连的水泥注浆管将水泥浆注入大直径主固化孔内，当回浆管出现回浆时，停止注浆，完成大直径主固化孔的封孔；
e.依次对小直径辅固化孔进行封孔，分别向每个小直径辅固化孔内放入与大直径主固化孔内长度相同的氨脂注浆管、水泥注浆管和回浆管；
f.重复步骤c、d，完成所有小直径辅固化孔的封孔，待大直径主固化钻孔和小直径辅固化孔内的水泥浆固化后，在大直径主固化孔的轴心方向实施钻孔作业，完成一个易塌孔钻孔的成形作业。所述多个小直径辅固化孔为3飞个，其直径为70mm，深度为7(T90m ；所述大直径主固化孔的直径为113mm，其深度为7(T90m。
本发明的另一种易塌孔钻孔成形方法，包括以下步骤
a.在煤层中预先施工一个大直径主固化孔；
b.钻孔施工完成后，对大直径主固化孔进行封孔，向大直径主固化孔内放入长度为 3 5m的聚氨脂注浆管、长度为11 13m的水泥注浆管和长度为3 5m的回浆管；
c.通过聚氨脂注浆管向大直径主固化孔孔口处注入厚度为广an的聚氨酯层，注入聚氨酯过程中将回浆管固定在大直径主固化孔内的上部，聚氨脂注浆管和水泥注浆管固定在大直径主固化孔内的下部；
d.待聚氨酯层凝固后，通过与高压注浆泵相连的水泥注浆管将水泥浆注入大直径主固化孔内，当回浆管出现回浆时，停止注浆，完成大直径主固化孔的封孔；
e.在大直径主固化孔的轴心方向实施钻孔作业，完成一个易塌孔钻孔的成形作业。所述大直径主固化孔的直径为113mm，其深度为7(T90m。有益效果由于采用了上述技术方案，在柔软煤层中先进行预打孔，封孔后注入水泥浆液进行固化，之后在固化钻孔内进行打钻，有效防止了再打钻孔塌孔现象的发生，解决煤层打钻时的易塌孔技术难题，保证煤矿现场煤与瓦斯突出危险性鉴定和矿井瓦斯防治等工作的顺利进行，其方法简单、操作简便易行、成本低，具有广泛的实用性。
图1是本发明的易塌孔钻孔成形方法实施例一示意图。图2是图1的A— A剖视图。图3是本发明的易塌孔钻孔成形方法实施例二示意图。图4是图3的B— B剖面图。图中1 一大直径主固化孔，2—小直径辅固化孔，3—回浆管，4-1 一注浆管，4-2— 注浆管，5—水泥浆，6—煤层，7—聚氨酯。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明的实施例作进一步的描述
实施例一、如图1、图2所示的易塌孔钻孔成形方法，在煤层6中预先施工一个直径为 113mm、深度为7(T90m提大直径主固化孔1，然后在距离大直径主固化孔1的周围施工半径为20(T250mm的均勻分布的3 6个小直径辅固化孔2 ；小直径辅固化孔2的直径为70mm、深度为7(T90m，钻孔施工和已有技术相同，根据现场需要选择螺旋钻杆、圆形钻杆或三角形钻杆；钻孔施工完成后，先对大直径主固化孔1进行封孔，向大直径主固化孔1内放入长度为 3 5m的聚氨脂注浆管4-1、长度为11 13m的水泥注浆管4_2和长度为3 5m的回浆管3 ；通过聚氨脂注浆管4-1向大直径主固化孔1孔口处注入厚度为广an的聚氨酯层7，注入聚氨酯过程中要保持回浆管3大直径主固化孔1上内壁，保持注浆管4-1和注浆管4-2 紧贴大直径主固化孔1的下内壁，使回浆管3固定在紧贴大直径主固化孔1内的上部，聚氨脂注浆管4-1和水泥注浆管4-2固定在大直径主固化孔1内的下部；结束注入聚氨酯后，把注浆管4-2与高压注浆泵相连，待聚氨酯层7凝固后，通过与高压注浆泵相连的水泥注浆管 4-2将水泥浆5注入大直径主固化孔1内，待回浆管3出现回浆现象时，停止注浆，完成大直径主固化孔1的封孔注浆作业。采用与大直径主固化孔1的封孔注浆同样的方法，依次对小直径辅固化孔2进行封孔，分别向每个小直径辅固化孔2内放入与大直径主固化孔1内长度相同的氨脂注浆管4-1、水泥注浆管4-2和回浆管3 ；重复步骤与大直径主固化孔1的封孔注浆过程，完成所有小直径辅固化孔2的封孔，待大直径主固化钻孔1和小直径辅固化孔2内的水泥浆5固化后，沿大直径主固化孔1的轴心方向进行常规打钻作业，完成一个易塌孔钻孔的成形作业。重复上述过程，完成整个采煤工作面易塌孔钻孔成形作业。
实施例二、如图3、图4所示的易塌孔钻孔成形方法，在煤层6中预先施工一个直径为113mm、深度为7(T90m的大直径主固化孔1，钻孔施工和已有技术相同，可根据需要选择螺旋钻杆、圆形钻杆或三角形钻杆。钻孔施工完成后，对大直径主固化孔1进行封孔，向大直径主固化孔1内放入长度为3 5m的聚氨脂注浆管4-1、长度为11 13m的水泥注浆管 4-2和长度为3 5m的回浆管3 ；通过聚氨脂注浆管4_1向大直径主固化孔1孔口处注入厚度为广an的聚氨酯层7，注入聚氨酯过程中要保持回浆管3紧贴大直径主固化孔1上内壁，保持注浆管4-1和注浆管4-2紧贴大直径主固化孔1的下内壁，使回浆管3固定在大直径主固化孔1内的上部，聚氨脂注浆管4-1和水泥注浆管4-2固定在大直径主固化孔1内的下部；结束注入聚氨酯7后，把注浆管4-2与高压注浆泵相连，待聚氨酯层7凝固后，通过与高压注浆泵相连的水泥注浆管4-2将水泥浆5注入大直径主固化孔1内，当回浆管3出现回浆时，停止注浆，完成大直径主固化孔1的封孔注浆作业；沿大直径主固化孔1的轴心方向进行常规打钻作业，完成一个易塌孔钻孔的成形作业。重复上述过程，完成整个采煤工作面易塌孔钻孔成形作业。
权利要求
1.一种易塌孔钻孔成形方法，其特征在于包括以下步骤a.在煤层(6)中预先施工一个大直径主固化孔(1)，然后在距离大直径主固化孔(1)的周围施工半径为20(T250mm的均勻分布的多个小直径辅固化孔(2)；b.钻孔施工完成后，先对大直径主固化孔(1)进行封孔，向大直径主固化孔(1)内放入长度为3 5m的聚氨脂注浆管(4-1)、长度为11 13m的水泥注浆管(4_2)和长度为3 5m的回浆管(3);C.通过聚氨脂注浆管(4-1)向大直径主固化孔(1)孔口处注入厚度为广ail的聚氨酯层(7)，注入聚氨酯过程中将回浆管(3)固定在大直径主固化孔(1)内的上部，聚氨脂注浆管(4-1)和水泥注浆管(4-2 )固定在大直径主固化孔(1)内的下部；d.待聚氨酯层(7)凝固后，通过与高压注浆泵相连的水泥注浆管(4-2)将水泥浆(5) 注入大直径主固化孔(1)内，当回浆管(3)出现回浆时，停止注浆，完成大直径主固化孔(1) 的封孔注浆作业；e.依次对小直径辅固化孔(2)进行封孔，分别向每个小直径辅固化孔(2)内放入与大直径主固化孔(1)内长度相同的氨脂注浆管(4-1)、水泥注浆管(4-2)和回浆管(3)；f.重复步骤c、d，完成所有小直径辅固化孔(2)的封孔，待大直径主固化钻孔(1)和小直径辅固化孔(2)内的水泥浆(5)固化后，在大直径主固化孔(1)的轴心方向实施钻孔作业，完成一个易塌孔钻孔的成形作业。
2.根据权利要求1所述的易塌孔钻孔成形方法，其特征在于所述大直径主固化孔(1) 的直径为113mm，其深度为7(T90m。
3.根据权利要求1所述的易塌孔钻孔成形方法，其特征在于所述多个小直径辅固化孔(2)为3 6个，其直径为70mm，深度为7(T90m。
4.一种易塌孔钻孔成形方法，其特征在于包括以下步骤a.在煤层(6)中预先施工一个大直径主固化孔(1);b.钻孔施工完成后，对大直径主固化孔(1)进行封孔，向大直径主固化孔(1)内放入长度为3 5m的聚氨脂注浆管(4-1)、长度为11 13m的水泥注浆管(4_2)和长度为3 5m的回浆管(3)；C.通过聚氨脂注浆管(4-1)向大直径主固化孔(1)孔口处注入厚度为广ail的聚氨酯层(7)，注入聚氨酯过程中将回浆管(3)固定在大直径主固化孔(1)内的上部，聚氨脂注浆管(4-1)和水泥注浆管(4-2 )固定在大直径主固化孔(1)内的下部；d.待聚氨酯层(7)凝固后，通过与高压注浆泵相连的水泥注浆管(4-2)将水泥浆(5) 注入大直径主固化孔(1)内，当回浆管(3)出现回浆时，停止注浆，完成大直径主固化孔(1) 的封孔注浆作业；e.在大直径主固化孔(1)的轴心方向实施钻孔作业，完成一个易塌孔钻孔的成形作业。
5.根据权利要求4所述的易塌孔钻孔成形方法，其特征在于所述大直径主固化孔(1) 的直径为113mm，其深度为7(T90m。
全文摘要
本发明公开的易塌孔钻孔成形方法，在煤层中施工一个大直径主固化孔，再向大直径主固化孔内放入聚氨脂注浆管、水泥注浆管和回浆管；经聚氨脂注浆管向大直径主固化孔孔口处注入厚度为1~2m的聚氨酯层，再通过水泥注浆管将水泥浆注入大直径主固化孔内，水泥固化后在大直径主固化孔的轴心方向实施钻孔作业，完成一个易塌孔钻孔的成形作业。或先施工一个大直径主固化孔，在大直径主固化孔周围施工均匀分布的多个小直径辅固化孔；对大小直径固化孔进行封孔、注浆；大小直径固化钻孔内的水泥浆固化后，在大直径主固化孔的轴心方向实施钻孔作业，完成一个易塌孔钻孔的成形作业。本发明解决了煤层打钻时的易塌孔技术难题，成孔概率高、操作简便易行、成本低。
文档编号E21B33/13GK102226375SQ20111013031
公开日2011年10月26日 申请日期2011年5月19日 优先权日2011年5月19日
发明者倪冠华, 张萌博, 李全贵, 林柏泉, 翟成 申请人:中国矿业大学