本發(fā)明涉及煤礦采集領(lǐng)域，具體地說涉及一種煤礦瓦斯抽采用鉆孔流體密封方法。

背景技術(shù)：

隨著煤礦開采深度的增加，煤礦的瓦斯問題也日益嚴(yán)重。尤其是高瓦斯低透氣性煤層的瓦斯治理問題，一直嚴(yán)重制約著煤礦的安全生產(chǎn)。目前，解決礦井開采過程中的瓦斯涌出和突出問題最主要的手段，就是采用瓦斯抽采。然而，在瓦斯抽采的過程中，也存在著抽采濃度低、效果差、持續(xù)時間短等各種問題。其中的一個最主要的制約因素就是鉆孔的密封能力，直接制約著鉆孔的抽采效果。為了提高鉆孔的抽采效果，延長鉆孔的使用時間，目前我國采用最多，效果最好的方法就是“兩堵一注”的封孔方法，通常在兩個堵頭之間灌注的是水泥砂漿。水泥砂漿雖然具有一定強度，但由于水泥在凝固后有收縮的趨勢，因此在鉆孔壁處就會產(chǎn)生裂隙導(dǎo)致漏氣，尤其對于小傾角鉆孔，水泥的收縮必然在鉆孔上壁產(chǎn)生大裂縫。除此之外，礦井通常也會采用聚氨酯封孔，但由于聚氨酯自身性質(zhì)，封孔一段時間后，在地壓的作用下就會導(dǎo)致其變形，進(jìn)而失去在煤壁的緊密接觸，發(fā)生漏氣，使鉆孔失效。歸納總結(jié)之后會發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有鉆孔密封都屬于固體密封，均無法有效密封鉆孔壁面一定法向尺度的孔隙裂隙，存在著不同程度的缺陷，這使改進(jìn)封孔技術(shù)原理及方法顯得十分必要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：本發(fā)明的目的是提供一種實現(xiàn)鉆孔高濃度瓦斯長期抽采的煤礦瓦斯抽采鉆孔流體密封方法。

技術(shù)方案：為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的一種煤礦瓦斯抽采用鉆孔流體密封方法，包括如下步驟：

(1)在抽采管內(nèi)安裝注水管，在抽采管管壁開孔并安裝與注水管連通的支管，所述支管與注水管和抽采管的管壁密封連接，所述支管端部安裝單向閥；

(2)在抽采管表面安裝兩個堵頭，所述兩個堵頭分別安裝于支管的兩側(cè)；注水管的注水端安裝有壓力表和總閥；所述總閥、注水管、支管中任意一個或多個的內(nèi)腔填充有密封流體；

(3)將抽采管放入鉆孔內(nèi)，打開總閥，向鉆孔內(nèi)注密封流體和水；

(4)當(dāng)壓力表顯示注水管內(nèi)的壓力緩慢上升至標(biāo)記壓力后，關(guān)閉總閥；

(5)注水管連接不高于標(biāo)記壓力的低壓水源，持續(xù)對鉆孔進(jìn)行水流緩滲密封，每天觀察瓦斯抽采濃度數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步地，所述堵頭為鉆孔用封孔器，或聚氨酯、水泥砂漿填料。當(dāng)堵頭選用鉆孔用封孔器時，所述封孔器為現(xiàn)有公知的封孔器，使用時可選用一個封孔器，也可以選用多個封孔器組合使用；當(dāng)堵頭選用聚氨酯時，所述聚氨酯為現(xiàn)有公知的具備一定彈性形變的聚氨酯材料。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)化，所述總閥為球閥。

進(jìn)一步地，所述密封流體包括丙凝、聚氨酯、羧甲基纖維素鈉、水溶性尿醛樹脂的任意一種。密封流體為水溶性膠體物質(zhì)，其用來代替?zhèn)鹘y(tǒng)密封堵漏的材料，顯著提高了堵漏效果。

本發(fā)明所述的標(biāo)記壓力根據(jù)鉆孔大小、堵漏要求的不同而改變，對于大多數(shù)情況而言，標(biāo)記壓力一般不超過1MPa，一般來說在0.5～0.8MPa，單向閥的開啟壓力不得高于標(biāo)記壓力，一般在0.2～0.4MPa。

本發(fā)明是在煤礦常用的水泥、聚氨酯、“兩堵一注”等鉆孔封孔方法的基礎(chǔ)上，以“固體封膠體，膠體封液體，液體封氣體”為主導(dǎo)思想，以可以膠結(jié)的粘性流體與水作為封孔材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)固體，達(dá)到提高封孔效果的目的。相比傳統(tǒng)的固體密封，流體具有固體不可比擬的性質(zhì)，在高壓的作用下，更容易進(jìn)入微小裂隙，封堵細(xì)小的漏氣通道。同時，在鉆孔內(nèi)，膠結(jié)的流體對鉆孔壁起到一定的彈性支撐作用，有效提高了封孔段的致密性，降低了持續(xù)作用靜壓水的滲流量。而且，通過考察瓦斯抽采濃度，及時調(diào)整靜壓水的壓力，達(dá)到動態(tài)密封的效果。綜上所述，此方法簡單易行，操作方便，有效的提高了瓦斯抽采效果，具有廣泛的實用性。

具體實施方式

下面對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明。

一種煤礦瓦斯抽采用鉆孔流體密封方法，包括如下步驟：

(1)在抽采管內(nèi)安裝注水管，在抽采管管壁開孔并安裝與注水管連通的支管，支管與注水管和抽采管的管壁密封連接，支管端部安裝單向閥，單向閥的開啟壓力為0.3MPa；

(2)在抽采管表面安裝兩個堵頭，兩個堵頭分別安裝于支管的兩側(cè)，堵頭為鉆孔用封孔器，或聚氨酯、水泥砂漿等填料；注水管的注水端安裝有壓力表和球閥；球閥、注水管、支管中任意一個或多個的內(nèi)腔填充有密封流體，密封流體包括丙凝、聚氨酯、羧甲基纖維素鈉、水溶性尿醛樹脂的任意一種。密封流體為水溶性膠體物質(zhì)，其用來代替?zhèn)鹘y(tǒng)密封堵漏的材料，顯著提高了堵漏效果；

(3)將抽采管放入鉆孔內(nèi)，打開球閥，向鉆孔內(nèi)注密封流體和水；

(4)當(dāng)壓力表顯示注水管內(nèi)的壓力緩慢上升至0.6MPa時，關(guān)閉球閥；

(5)注水管連接不高于0.6MPa的低壓水源，持續(xù)對鉆孔進(jìn)行水流緩滲密封，每天觀察瓦斯抽采濃度數(shù)據(jù)，直至瓦斯抽采鉆孔服役期滿。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出：對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。