一種割封壓一體化強(qiáng)化瓦斯抽采裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種割封壓一體化強(qiáng)化瓦斯抽采裝置及方法，屬于煤礦井下區(qū)域瓦斯治理技術(shù)領(lǐng)域，尤其適用于在松軟易塌孔及難封孔煤層的瓦斯抽采鉆孔內(nèi)進(jìn)行強(qiáng)化瓦斯抽采作業(yè)。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)高瓦斯低透氣性煤層賦存特征是微孔隙性、低滲透率和高吸附性，導(dǎo)致在開(kāi)采過(guò)程中往往伴隨著大量瓦斯涌出，特別是隨著煤炭生產(chǎn)的高效集約化和開(kāi)采深度的增加，瓦斯涌出量越來(lái)越大，瓦斯爆炸和瓦斯突出危險(xiǎn)的威脅越來(lái)越嚴(yán)重。因此，國(guó)家煤礦瓦斯治理方針確定高瓦斯礦井必須先抽后采，瓦斯抽采是治本措施。隨著煤層瓦斯治理研究工作的深入開(kāi)展，很多學(xué)者達(dá)成了一定共識(shí)，提出水力化措施是未來(lái)煤層瓦斯治理特別是深部煤層瓦斯治理中的發(fā)展方向，即可通過(guò)水力壓裂、煤層注水、水力割縫、水力沖孔等水力化措施促進(jìn)煤層的卸壓增透，提高煤層滲透率，強(qiáng)化預(yù)抽煤層瓦斯。諸多水力化技術(shù)中，水力壓裂技術(shù)發(fā)展較早，應(yīng)用相對(duì)成熟，在國(guó)內(nèi)外很多礦井應(yīng)用取得了很好的效果。但是，在一些松軟易塌孔煤層及難封孔煤層的瓦斯抽采鉆孔內(nèi)進(jìn)行各種水力化措施過(guò)程中，由于封孔不嚴(yán)，導(dǎo)致壓裂失敗，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，達(dá)不到瓦斯抽采的理想效果，因此，急需要一種強(qiáng)化瓦斯抽采措施，既能夠有效密封耐高壓鉆孔，能夠承受鉆孔內(nèi)高壓的沖擊，同時(shí)還能起到水利化措施強(qiáng)化瓦斯抽采的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]技術(shù)問(wèn)題:本發(fā)明的目的是克服已有技術(shù)中存在的耐高壓鉆孔封孔不嚴(yán)、瓦斯抽采效果差等問(wèn)題，提供一種操作簡(jiǎn)單、成本低、效果好的割封壓一體化強(qiáng)化瓦斯抽采方法。
[0004]技術(shù)方案:本發(fā)明的割封壓一體化強(qiáng)化瓦斯抽采裝置，包括采用螺紋相互連接的注漿圓筒，圓筒內(nèi)部中心位置布置前端開(kāi)有若干小孔的壓裂管，壓裂管穿過(guò)圓筒前蓋前端3?4m，使小孔全部越過(guò)圓筒，壓裂管后端通過(guò)圓筒下表面的壓裂口與壓裂栗連接，壓裂口距圓筒后端面0.5?lm，圓筒前端焊裝有柔性囊袋一，距離圓筒后端面1.5?3m位置處焊裝有柔性囊袋二，在柔性囊袋二和柔性囊袋一內(nèi)的圓筒表面開(kāi)有若干大孔，在圓筒內(nèi)的上部焊接有注漿管，注漿管通過(guò)圓筒表面的注漿口與注漿栗連接，注漿管通過(guò)圓筒表面的出漿口向煤層鉆孔內(nèi)注漿。
[0005]所述的注漿圓筒的長(zhǎng)度為15?18m，直徑為90mm，注漿管直徑為16mm，壓裂管直徑為25mm〇
[0006]所述注漿口和壓裂口布置在柔性囊袋二外側(cè)的圓筒表面上，出漿口布置在柔性囊袋二和柔性囊袋一之間的圓筒表面上。
[0007]所述的柔性囊袋二的長(zhǎng)度為0.5?lm，直徑為110mm，柔性囊袋一長(zhǎng)度為1?2m，直徑為150mm。
[0008]本發(fā)明的割封壓一體化強(qiáng)化瓦斯抽采方法，包括以下步驟:
[0009]a.采用常規(guī)方法垂直于巷道壁向巖層內(nèi)部鉆直徑為10mm的常規(guī)鉆孔，常規(guī)鉆孔長(zhǎng)度為15?18m;
[0010]b.采用常規(guī)水力割縫技術(shù)，在常規(guī)鉆孔底部繼續(xù)打鉆，同時(shí)，通過(guò)水力旋轉(zhuǎn)割縫，割出直徑為120?140mm的割縫鉆孔，割縫鉆孔長(zhǎng)度為80?100m;
[0011]c.依次連接圓筒和壓裂管，將圓筒送入常規(guī)鉆孔內(nèi)部，使柔性囊袋一恰好穿過(guò)常規(guī)鉆孔處在割縫鉆孔內(nèi)；
[0012]d.連接儲(chǔ)漿罐和注漿栗，利用高壓膠管依次連接注漿栗和注漿圓筒，注漿栗和注漿口，水箱和壓裂栗，壓裂栗和壓裂口 ；
[0013]e.開(kāi)啟注漿栗，向注漿圓筒內(nèi)注入封孔漿液，封孔漿液通過(guò)大孔充滿柔性囊袋一和柔性囊袋二，柔性囊袋一和柔性囊袋二膨脹分別封堵常規(guī)鉆孔和割縫鉆孔；
[0014]f.當(dāng)注漿栗的壓力表顯示注漿壓力停止上升時(shí)，利用注漿管向柔性囊袋一和柔性囊袋二之間的常規(guī)鉆孔空間內(nèi)注入封孔漿液；
[0015]g.待封孔漿液全部凝固后，打開(kāi)壓裂栗進(jìn)行水力壓裂30min;
[0016]h.壓裂結(jié)束后，連接壓裂管和煤礦井下瓦斯抽采管路進(jìn)行瓦斯抽采，完成割封壓一體化強(qiáng)化瓦斯抽采過(guò)程。
[0017]有益效果:由于采用了上述技術(shù)方案，在一些松軟易塌孔煤層及難封孔煤層的瓦斯抽采鉆孔內(nèi)進(jìn)行各種水力化措施過(guò)程中，既能夠有效密封耐高壓鉆孔，能夠承受鉆孔內(nèi)高壓的沖擊，同時(shí)還能起到水利化措施強(qiáng)化瓦斯抽采的目的。實(shí)現(xiàn)了松軟煤層耐高壓鉆孔有效封孔，滿足了煤礦井下對(duì)于強(qiáng)化瓦斯抽采的需要。其操作簡(jiǎn)單、成本低、效果好、工作量小，具有廣泛的實(shí)用性。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2是圖1的A-A剖面示意圖。
[0020]圖3是圖1的B-B剖面示意圖。
[0021 ]圖4是圓筒結(jié)構(gòu)連接示意圖。
[0022]圖5是壓裂管結(jié)構(gòu)連接示意圖。
[0023]圖6是本發(fā)明的割封壓一體化強(qiáng)化瓦斯抽采方法實(shí)施例示意圖。
[0024]圖中:1.注漿口，2.注漿管，3.柔性囊袋二，4.出漿口，5.螺紋，6.柔性囊袋一，7.壓裂口，8.大孔，9.壓裂管，10.圓筒，11.圓筒前蓋，12.小孔，13.巖層，14.煤層，15.儲(chǔ)漿罐，16.注漿栗，17.壓裂栗，18-1.閥門(mén)，18-2.閥門(mén)，18_3.閥門(mén)，19.普通鉆孔，20.割封鉆孔，21.高壓膠管，22.封孔漿液，23.水箱，24.壓力表。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例作進(jìn)一步的描述:
[0026]圖1所示，本發(fā)明一種割封壓一體化強(qiáng)化瓦斯抽采裝置，包括采用螺紋5相互連接的注漿圓筒10，圓筒10內(nèi)部中心位置布置前端開(kāi)有若干小孔12的壓裂管9，壓裂管9穿過(guò)圓筒前蓋11前端3?4m，使小孔12全部越過(guò)圓筒10，壓裂管9后端通過(guò)圓筒10下表面的壓裂口 7與壓裂栗連接，壓裂口7距圓筒10后端面0.5?lm，圓筒10前端焊裝有柔性囊袋一6，距離圓筒10后端面1.5?3m位置處焊裝有柔性囊袋二3，在柔性囊袋二3和柔性囊袋一6內(nèi)的圓筒10表面開(kāi)有若干大孔8,在圓筒10內(nèi)的上部焊接有注漿管2,注漿管2通過(guò)圓筒10表面的注漿口1與注漿栗連接，注漿管2通過(guò)圓筒10表面的出漿口 4向煤層