瓦斯預抽鉆孔煤屑回填封孔方法技術領域

《瓦斯預抽鉆孔煤屑回填封孔方法》涉及煤礦技術領域中的封孔技術，具體涉及一種瓦斯預抽鉆孔煤屑回填封孔方法。

圖1是《瓦斯預抽鉆孔煤屑回填封孔方法》封孔方法的流程示意圖之一；

圖2是《瓦斯預抽鉆孔煤屑回填封孔方法》封孔方法的流程示意圖之二；

圖3是《瓦斯預抽鉆孔煤屑回填封孔方法》中注漿封孔裝置的外觀結構示意圖；

圖4是圖3的剖面結構示意圖；

圖5是《瓦斯預抽鉆孔煤屑回填封孔方法》中定量加料裝置的結構示意圖。

圖中標號1為瓦斯抽放管，2為囊袋，3為約束套圈，4為注漿管，5為爆破閥，6為集氣段，7為單向閥，8為攪拌器，9為注漿泵，10為閥門，11為橫臥的筒狀料倉，12為進料口，13為出料口，14為轉筒，15為轉軸，16為葉片。

瓦斯預抽鉆孔煤屑回填封孔方法發(fā)明專利

《瓦斯預抽鉆孔煤屑回填封孔方法》的目的是提供一種可以有效防止噴孔的多段囊袋封孔器。

瓦斯預抽鉆孔煤屑回填封孔方法技術方案

一種瓦斯預抽鉆孔煤屑回填封孔方法，

（1）利用鉆具對煤層鉆孔的同時，對煤粉進行收集并過濾或粉碎過濾，保持煤粉粒徑不大于1毫米；

（2）將過濾后的細煤粉輸入攪拌器中并添加水泥和白乳膠攪拌制成細煤混合料，該細煤混合料各成分的重量百分比成分為：細煤粉60～70%，水泥25～35%，白乳膠4～6%；

（3）再加入水繼續(xù)攪拌，使水與細煤混合料比例為0.3～0.5；

（4）利用注漿泵將細煤漿輸送壓入注漿封孔裝置的注漿口，所述注漿封孔裝置包括瓦斯抽放管和前、后囊袋及注漿管，在瓦斯抽放管的管體前后分別固定有前后囊袋，在各囊袋內貫穿連接有注漿管，所述注漿管通過支管與囊袋內腔連通，并在支管上安裝有單向閥；在相鄰兩囊袋之間的注漿管壁上設置有爆破閥。所述細煤混合料各成分重量百分比優(yōu)選：細煤粉65～70%，水泥27～30%，白乳膠5～6%，進一步優(yōu)選：細煤粉68%，水泥27%，白乳膠5%。水與細煤混合料比例為0.4。在各囊袋外側至少設置一個約束套圈。所述瓦斯抽放管最內端設置有集氣段，在該集氣段上分布有條形或圓形透氣孔。

細煤粉或水泥采用定量加料裝置被輸入攪拌器中，所述定量加料裝置包括一個橫臥的筒狀料倉和一個橫臥安裝于該筒狀料倉內的轉筒，筒狀料倉的上、下分別設置有進料口和出料口，轉筒的側壁上設置有葉片，各葉片的外輪廓與筒狀料倉內壁匹配。由于葉片間隙為定量間隙，通過設置不同型號的定量加料裝置可以確保每次釋放特定的物料。

所述定量加料裝置通過手動驅動轉軸旋轉；或者將轉筒的轉軸與動力機構傳動連接。動力機構的輸出軸與轉筒的轉軸連接，設置有改變動力機構轉速的控制機構。

另一種瓦斯預抽鉆孔煤屑回填封孔方法，（1）利用鉆具對煤層鉆孔的同時，對煤粉進行收集并過濾或粉碎過濾，保持煤粉粒徑不大于1毫米；（2）將過濾后的細煤粉輸入攪拌器中并添加白乳膠攪拌制成細煤混合料，該細煤混合料各成分的重量百分比成分為：細煤粉80～92%，白乳膠8～20%，攪拌制成細煤混合料；（3）再加入水繼續(xù)攪拌，使水與細煤混合料比例為0.3～0.5；攪拌制成細煤漿；（4）利用注漿泵將細煤漿輸送壓入注漿封孔裝置的注漿口，所述注漿封孔裝置包括瓦斯抽放管和前、后囊袋及注漿管，在瓦斯抽放管的管體前后分別固定有前后囊袋，在各囊袋內貫穿連接有注漿管，所述注漿管通過支管與囊袋內腔連通，并在支管上安裝有單向閥；在相鄰兩囊袋之間的注漿管壁上設置有爆破閥。所述細煤混合料各成分重量百分比優(yōu)選：細煤粉90%，白乳膠10%。

瓦斯預抽鉆孔煤屑回填封孔方法有益效果

《瓦斯預抽鉆孔煤屑回填封孔方法》利用細煤粉作為封孔材料，可以就地取材，降低開采成本，調配簡單方便，經過多次試驗確定封孔效果非常好。《瓦斯預抽鉆孔煤屑回填封孔方法》利用細煤漿代替水泥漿，進行封孔，煤漿與煤體結合緊密，無收縮，對煤體沒有污染。而且在開采煤層后不會殘留太多水泥砂石等雜物，開采純度高，開采效率高，非常適合推廣實施。

隨著煤炭工業(yè)及煤礦生產機械化的高速發(fā)展，煤礦生產中的塵害問題依然嚴峻，煤礦工人塵肺病發(fā)病率較高，煤塵爆炸時有發(fā)生，瓦斯突出是煤礦井下一種嚴重的自然災害，嚴重制約煤礦的安全生產。標準的采煤過程需要先對煤層抽放瓦斯，由于煤層深埋地下，煤層之間壓力大，需要在煤層打孔后插入瓦斯抽放管，將煤層深處瓦斯氣體抽出。抽放瓦斯過程需要對抽放管進行密封，傳統(tǒng)簡便方法是直接采用水泥砂漿封孔，將瓦斯抽放管插入鉆孔的封孔段底部用木楔或棉紗堵住然后將水泥封孔。待水泥石漿凝固后便可抽氣。用水泥砂漿封孔注水耗費時間長，密封效果欠佳，承受氣壓能力不強，而且耗費材料多、操作不方便。

另外，截至2014年2月14日的利用水泥漿與煤體結合部緊密，水泥漿凝固后有微小收縮，密封效果差，還會污染煤體，造成煤的灰份增加。

1.一種瓦斯預抽鉆孔煤屑回填封孔方法，其特征是：

（1）利用鉆具對煤層鉆孔的同時，對煤粉進行收集并過濾，保持煤粉粒徑不大于1毫米；

（2）將過濾后的細煤粉輸入攪拌器中并添加水泥和白乳膠攪拌制成細煤混合料，該細煤混合料各成分的重量百分比成分為：細煤粉60～70%，水泥25～35%，白乳膠4～6%；

（3）再加入水繼續(xù)攪拌，使水與細煤混合料比例為0.3～0.5，攪拌制成細煤漿；

（4）利用注漿泵將細煤漿輸送壓入注漿封孔裝置的注漿口，所述注漿封孔裝置包括瓦斯抽放管和前、后囊袋及注漿管，在瓦斯抽放管的管體前后分別固定有前后囊袋，在各囊袋內貫穿連接有注漿管，所述注漿管通過支管與囊袋內腔連通，并在支管上安裝有單向閥；在相鄰兩囊袋之間的注漿管壁上設置有爆破閥。

2.根據權利要求1所述的瓦斯預抽鉆孔煤屑回填封孔方法，其特征是：所述細煤混合料各成分重量百分比為：細煤粉65～70%，水泥27～30%，白乳膠5～6%。

3.根據權利要求2所述的瓦斯預抽鉆孔煤屑回填封孔方法，其特征是：細煤粉68%，水泥27%，白乳膠5%；水與細煤混合料比例為0.4。

4.根據權利要求1所述的瓦斯預抽鉆孔煤屑回填封孔方法，其特征是：在各囊袋外側至少設置一個約束套圈。

5.根據權利要求1所述的瓦斯預抽鉆孔煤屑回填封孔方法，其特征是：所述瓦斯抽放管最內端設置有集氣段，在該集氣段上分布有條形或圓形透氣孔。

6.根據權利要求1所述的瓦斯預抽鉆孔煤屑回填封孔方法，其特征是：細煤粉或水泥采用定量加料裝置被輸入攪拌器中，所述定量加料裝置包括一個橫臥的筒狀料倉和一個橫臥安裝于該筒狀料倉內的轉筒，筒狀料倉的上、下分別設置有進料口和出料口，轉筒的側壁上設置有葉片，各葉片的外輪廓與筒狀料倉內壁匹配。

7.根據權利要求6所述的瓦斯預抽鉆孔煤屑回填封孔方法，其特征是：所述定量加料裝置通過手動驅動轉軸旋轉；或者將轉筒的轉軸與動力機構傳動連接。

8.根據權利要求7所述的瓦斯預抽鉆孔煤屑回填封孔方法，其特征是：動力機構的輸出軸與轉筒的轉軸連接，設置有改變動力機構轉速的控制機構。

9.一種瓦斯預抽鉆孔煤屑回填封孔方法，其特征是：（1）利用鉆具對煤層鉆孔的同時，對煤粉進行收集并過濾，保持煤粉粒徑不大于1毫米；（2）將過濾后的細煤粉輸入攪拌器中并添加白乳膠攪拌制成細煤混合料，該細煤混合料各成分的重量百分比成分為：細煤粉80～92%，白乳膠8～20%，攪拌制成細煤混合料；（3）再加入水繼續(xù)攪拌，使水與細煤混合料比例為0.3～0.5；攪拌制成細煤漿；（4）利用注漿泵將細煤漿輸送壓入注漿封孔裝置的注漿口，所述注漿封孔裝置包括瓦斯抽放管和前、后囊袋及注漿管，在瓦斯抽放管的管體前后分別固定有前后囊袋，在各囊袋內貫穿連接有注漿管，所述注漿管通過支管與囊袋內腔連通，并在支管上安裝有單向閥；在相鄰兩囊袋之間的注漿管壁上設置有爆破閥。

10.根據權利要求9所述的瓦斯預抽鉆孔煤屑回填封孔方法，其特征是：所述細煤混合料各成分重量百分比優(yōu)選：細煤粉90%，白乳膠10%。

• 實施例1

一種瓦斯預抽鉆孔煤屑回填封孔方法，參見圖1，在利用鉆具對煤層鉆孔的同時，對煤粉進行收集并過濾或粉碎過濾，保持煤粉粒徑不大于1毫米；然后，將過濾后的細煤粉輸入攪拌器中并添加水泥和白乳膠攪拌制成細煤混合料。

制成細煤粉混合料的各原料可以采用定量加料裝置或者定量加液裝置。其中定量加液體裝置可以采用閥門控制，而定量加料裝置可以采用如圖5所述的結構。圖5中，定量加料裝置包括一個橫臥的筒狀料倉11和一個橫臥安裝于該筒狀料倉內的轉筒14，筒狀料倉11的上、下分別設置有進料口12和出料口13，轉筒14的側壁上設置有葉片16，各葉片16的外輪廓與筒狀料倉11內壁匹配。由于葉片間隙為定量間隙，通過設置不同型號的定量加料裝置可以確保每次釋放特定的物料。

所述定量加料裝置可以通過手動驅動轉軸15旋轉；也可以將其變成可控定量加料裝置，即將轉筒14的轉軸15與動力機構傳動連接。動力機構的輸出軸與轉筒的轉軸15連接，設置有改變動力機構轉速的控制機構。

細煤混合料各成分的重量百分比成分：向圖3中的攪拌器8中添加以下重量百分比成分：細煤粉60～70%，水泥25～35%，白乳膠4～6%，攪拌制成細煤混合料；再加入水繼續(xù)攪拌，使水與細煤混合料比例為0.3～0.5。

如圖3和圖4，利用注漿泵將細煤漿輸送壓入注漿封孔裝置的注漿口。在瓦斯抽放管1的管體上依次固定有前、后囊袋2，位于瓦斯抽放管1兩端的囊袋2之間相隔為3米~15米間距。在各囊袋2內貫穿連接有注漿管4，所述注漿管4通過支管與囊袋2內腔連通，并在支管上安裝有單向閥7，注漿管4末端固定密封在后側的囊袋2內；在相鄰兩囊袋2之間的注漿管壁上設置有爆破閥5；在各囊袋2外側各套裝兩個具有約束力的約束套圈3。在相鄰兩囊袋2之間注漿管壁上的爆破閥5，注漿壓力增加到0.5兆帕時即刻爆破，擋中間的兩個爆破閥5爆破后，漿液進入前后囊袋2之間的空間，進行加壓封孔。另外，瓦斯抽放管4最內端設置有集氣段6，在該集氣段6上分布有條形或圓形透氣孔。

• 實施例2

內容與實施例1基本相同，相同之處不重述，不同的是：細煤混合料各成分重量百分比：細煤粉65～70%，水泥27～30%，白乳膠5～6%。再加入水繼續(xù)攪拌，使水與細煤混合料比例為0.4～0.5。

• 實施例3

內容與實施例2基本相同，相同之處不重述，不同的是：細煤粉68%，水泥27%，白乳膠5%。再加入水繼續(xù)攪拌，使水與細煤混合料比例為0.4。

• 實施例4

另一種瓦斯預抽鉆孔煤屑回填封孔方法，參見圖2，在利用鉆具對煤層鉆孔的同時，對煤粉進行收集并過濾或粉碎過濾，保持煤粉粒徑不大于1毫米；然后，將過濾后的細煤粉輸入攪拌器中并添加水泥和白乳膠攪拌制成細煤混合料。

制成細煤粉混合料的各原料可以采用定量加料裝置或者定量加液裝置。其中定量加液體裝置可以采用閥門控制，而定量加料裝置可以采用如圖5所述的結構。圖5中，定量加料裝置包括一個橫臥的筒狀料倉11和一個橫臥安裝于該筒狀料倉內的轉筒14，筒狀料倉11的上、下分別設置有進料口12和出料口13，轉筒14的側壁上設置有葉片16，各葉片16的外輪廓與筒狀料倉11內壁匹配。由于葉片間隙為定量間隙，通過設置不同型號的定量加料裝置可以確保每次釋放特定的物料。

所述定量加料裝置可以通過手動驅動轉軸15旋轉；也可以將其變成可控定量加料裝置，即將轉筒14的轉軸15與動力機構傳動連接。動力機構的輸出軸與轉筒的轉軸15連接，設置有改變動力機構轉速的控制機構。

細煤混合料各成分的重量百分比成分：向圖3中的攪拌器8中添加以下重量百分比成分：細煤粉80～92%，白乳膠8～20%，攪拌制成細煤混合料；再加入水繼續(xù)攪拌，使水與細煤混合料比例為0.3～0.5。

如圖3和圖4，利用注漿泵將細煤漿輸送壓入注漿封孔裝置的注漿口。在瓦斯抽放管1的管體上依次固定有前、后囊袋2，位于瓦斯抽放管1兩端的囊袋2之間相隔為3米~15米間距。在各囊袋2內貫穿連接有注漿管4，所述注漿管4通過支管與囊袋2內腔連通，并在支管上安裝有單向閥7，注漿管4末端固定密封在后側的囊袋2內；在相鄰兩囊袋2之間的注漿管壁上設置有爆破閥5；在各囊袋2外側各套裝兩個具有約束力的約束套圈3。在相鄰兩囊袋2之間注漿管壁上的爆破閥5，注漿壓力增加到0.5兆帕時即刻爆破，擋中間的兩個爆破閥5爆破后，漿液進入前后囊袋2之間的空間，進行加壓封孔。另外，瓦斯抽放管4最內端設置有集氣段6，在該集氣段6上分布有條形或圓形透氣孔。

利用注漿泵將細煤漿輸送壓入注漿封孔裝置的注漿口，所述注漿封孔裝置包括瓦斯抽放管和前、后囊袋及注漿管，在瓦斯抽放管的管體前后分別固定有前后囊袋，在各囊袋內貫穿連接有注漿管，所述注漿管通過支管與囊袋內腔連通，并在支管上安裝有單向閥；在相鄰兩囊袋之間的注漿管壁上設置有爆破閥。

• 實施例5

內容與實施例4基本相同，相同之處不重述，不同的是：細煤混合料各成分重量百分比優(yōu)選：細煤粉90%，白乳膠10%。再加入水繼續(xù)攪拌，使水與細煤混合料比例為0.4。

2018年12月20日，《瓦斯預抽鉆孔煤屑回填封孔方法》獲得第二十屆中國專利優(yōu)秀獎。 2100433B

一、用途：

煤體注水,抽放瓦斯氣體。

二、功能：

1、水分進入煤體，釋放部分瓦斯，有效降低煤體瓦斯含量。

2、注水達到效果后，可降低粉塵80%以上，改善工人作業(yè)環(huán)境，杜絕粉塵爆炸事故。

3、濕潤煤體，減少火工產品，降低成本，增加工人的安全感；

4、起到防突效果，有效地釋放了地應力、瓦斯壓力，杜絕了割煤時突出事故的發(fā)生；

5、解決了割煤礦和防突打鉆時瓦斯超限問題，能有效防止煤、瓦斯突出與爆炸。

三、結構：

封孔器由高壓橡膠膨脹膠管，中間鋼管、滑動密封接頭及注壓接頭組成。

四、注意事項：

送插封孔器及回收封存孔器嚴禁帶壓操作。

瓦斯粉料封孔是封孔材料的一種，主要用于煤礦瓦斯抽采鉆孔密封，以防止瓦斯等有害氣體的泄露。

按瓦斯來源不同，可分三類：①抽放開采煤層本身的瓦斯。開采高沼氣厚煤層時，瓦斯主要來自開采層本身。撫順煤礦在煤巷掘進前，從底板巖石巷道打鉆穿透煤層,鉆孔中插入鋼管并將孔口周圍密封,瓦斯從插管中抽出。因抽放超前于掘進、回采，使采掘工作減少了瓦斯威脅，此法又稱“鉆孔預抽瓦斯”。②抽放鄰近煤層中的瓦斯。在多煤層礦井，用長壁工作面回采時，頂底板巖層和煤層（包括可采層與不可采層）卸壓，瓦斯流動性增加，大量涌入工作面，危害生產。通常在回采前打鉆孔到頂板或底板的鄰近煤層，回采后瓦斯大量流入鉆孔，通過孔口插管，將瓦斯抽出。③抽放采空區(qū)的瓦斯。有的礦井采空區(qū)大量涌出瓦斯，可在采空區(qū)周圍密閉墻上插入鋼管；也可以從巷道向采空區(qū)打鉆孔，抽放瓦斯。

在條件適宜時還可從地面鉆孔抽放瓦斯。優(yōu)點是不受井下采煤工作的限制和干擾，鉆孔抽放工作可超前于采掘工作，抽放時間較充裕。缺點是鉆孔較深，需排除孔內積水。