[发明专利]一种抽采钻孔注浆封孔参数的确定方法及相应的封孔方法

权利要求书

1.一种抽采钻孔注浆封孔参数的确定方法，其特征在于，所述的抽采钻孔注浆封孔参数的确定方法包括：

步骤S101，测量出瓦斯抽采钻孔的钻孔半径r₀、注浆封孔段长度L、抽采管半径r_c；钻孔周边的煤体原始地应力σ₀；煤层的原始瓦斯压力P₀；煤体内聚力c、煤体内摩擦角孔壁煤体的孔隙率ψ；

步骤S103，基于Fenner修正公式，将步骤S101测试得出的煤体原始地应力σ₀、钻孔半径r₀，封孔段长度L，抽采管半径r_c、煤体内聚力c、煤体内摩擦角通过下式计算得到钻孔塑性区半径R_P：

R_P为钻孔塑性区的半径，单位m；r₀为钻孔半径，单位m；σ₀为钻孔周边的煤体原始应力，单位MPa；c为煤体内聚力，单位MPa；为煤体内摩擦角，单位deg。

步骤S104，根据步骤S101中测得的参数，包括钻孔半径r₀、注浆封孔段长度L、抽采管半径r_c、煤体内聚力c、煤体原始地应力σ₀、煤体内摩擦角孔壁煤体的孔隙率ψ，以及步骤S103计算得到的钻孔塑性区半径R_P，确定出钻孔封孔用注浆总量Q：

其中，Q为钻孔封孔用注浆总量浆量，单位m³；r₀为钻孔半径，单位m；r_c为抽采管半径，单位m；L为注浆封孔段长度，单位m；R_P为钻孔塑性区半径，即浆液在煤体中渗流的最大半径，单位m；ψ为孔壁煤体的孔隙率，％；σ₀为钻孔周边的煤体原始应力，单位MPa；c为煤体内聚力，单位MPa；为煤体内摩擦角，单位deg。

2.根据权利要求1所述的抽采钻孔注浆封孔参数的确定方法，其特征在于，所述的抽采钻孔注浆封孔参数的确定方法还包括：

步骤S102，测量浆液参数，得到浆液初始黏度值μ₀、浆液的黏度增长系数B、浆液启动压力梯度λ；

步骤S105，根据步骤S101得到的钻孔半径r₀、注浆封孔段长度L、抽采管半径r_c、钻孔周边的煤体原始地应力σ₀、煤层的原始瓦斯压力P₀、煤体内聚力c、煤体内摩擦角步骤S102测量得到的浆液参数(浆液初始黏度值μ₀、浆液的黏度增长系数B、浆液启动压力梯度λ)；以及，步骤S103计算得到的钻孔塑性区半径R_P；以及，钻孔所在的煤体的平均孔隙半径a，确定出钻孔封孔注浆压力P_a与注浆时间t的关系：

公式(7)中，P_a为注浆压力，单位MPa；为煤体内摩擦角，％；β为浆液初始黏度与水的黏度比值；B为水泥浆液的黏度增长系数，s^-1；t表示注浆时间，单位s；其中为煤体内摩擦角，％；a为钻孔所在的煤体的平均孔隙半径，单位m；μ为水的黏度(20℃时水的黏度为1.01×10^-3Pa·s)；r₀为钻孔半径，单位m；R_P为钻孔塑性区半径，单位m；R为浆液在孔壁中渗流的最大边界，单位m；λ为浆液启动压力梯度，单位Pa/m；P₀为煤层原始瓦斯压力，单位MPa。

3.一种抽采钻孔注浆封孔方法，其特征在于，所述的抽采钻孔注浆封孔方法包括：

根据权利要求1或2所述的抽采钻孔注浆封孔参数的确定方法，确定出抽采钻孔注浆封孔参数；

采用“两堵一注”封孔工艺将封孔段的两端用封孔袋封实，中间段注入封孔剂；

根据计算得到的抽采钻孔注浆封孔参数对钻孔进行注浆，使得封孔剂在高压和膨胀盈利作用下迅速渗入到钻孔周围煤体的裂缝中。