[发明专利]一种瓦斯抽采钻孔裂隙自修复装置及自修复方法

说明书

本发明涉及煤矿瓦斯抽采技术领域，公开了一种瓦斯抽采钻孔裂隙自修复装置及自修复方法，包括设置在预先开设的钻孔内部的注浆管、回浆管、瓦斯抽采管及玻璃管；每个玻璃管内部均为中空结构，用于放置自修复液体；在钻孔的入口处设置密封部后，通过注浆管向钻孔内部注入浆液将玻璃管包覆形成封堵段；本发明通过采用自修复的方法，实现当钻孔封堵段周围受应力影响导致封堵材料内部玻璃管破裂时，自修复液体流出，在裂隙处与周围的固化剂接触发生固化反应生成固化物来修复裂隙通道，从而保证有效地将瓦斯的抽采负压转换为瓦斯抽采过程中的流动动能，最终实现钻孔内瓦斯抽采浓度的提高。

技术领域

本发明涉及煤矿瓦斯抽采技术领域，尤其涉及一种瓦斯抽采钻孔裂隙自修复装置及自修复方法。

背景技术

顺层瓦斯抽采效果能否成功的关键技术就是封孔的质量。目前，现有的封孔工艺有黄泥浆封孔、水泥砂浆封孔、混合浆液封孔、聚氨酯封孔等。

粘土（黄泥）类材料是使用最早的封孔材料，来源于广泛分布的质地细密、富有可塑性的半干粘土、 黄泥或黄泥—水泥混合物。此类封材料价格低廉、施工操作相对简单，但粘性较大，容易与钻孔孔壁粘连形成空隙漏气，且不易送到指定位置，不适于深孔封孔，很少使用，基本被淘汰。

水泥砂浆封孔；传统的水泥浆液凝固时间较长，且在固化的过程中会脱水、收缩，易使水泥封孔体内部产生裂隙，且水泥浆封孔在经历矿压作用后，裂隙会不断扩展发育致使封孔段完全失效，更容易漏气。

聚氨酯封孔；聚氨酯会在钻孔内发生化学反应，使聚氨酯快速膨胀，膨胀力增大了钻孔的径向作用力，这种作用力反向推动聚氨酯渗入裂隙，起到封堵钻孔的效果。这种封孔方式应用范围广、适用性较强，但是成本高、膨胀后强度低。而且受井下条件的限制，聚氨酯材料在混合均匀40~60s后就开始反应，封孔长度只有4m，不能有效的避开巷道的松动圈产生的裂隙进入钻孔内，直接导致瓦斯抽采浓度偏低，抽采浓度衰减快。

抽采钻孔预抽煤层瓦斯是一种安全高效的瓦斯治理方式，但钻孔失效严重影响矿井瓦斯安全治理工作。钻孔失效的主要原因是钻孔漏风；漏风通道主要有煤层顶底板应力导致的煤壁侧漏风和打钻过程中造成的钻孔围岩漏气圈两种；抽采后期，随着应力的重新分布，这些裂隙会在煤层内部和钻孔周围不断扩展、发育；为了封堵这些裂隙通道，进而产生了多种不同的封孔工艺；目前广泛使用的是带压注浆封孔；传统的纯水泥浆自身固化时会脱水收缩；在长期采动应力的影响下，钻孔封堵段封堵材料与钻孔内壁接触面处产生裂隙，同时水泥材料内部也会有裂隙产生；两种裂隙不断扩展贯通，钻孔周围漏气通道增多，这时钻孔孔口位置赋予的抽采负压没有被有效地转换为瓦斯抽采过程中的流动动能，而是被消耗在封孔段孔内外空气流动上，显著降低钻孔内瓦斯抽采效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种瓦斯抽采钻孔裂隙自修复装置及自修复方法，能够通过预先向瓦斯抽采钻孔内送入装有自修复液体的玻璃管，从而实现当钻孔封堵段周围受应力影响导致封堵材料内部玻璃管破裂时，自修复液体流出，在裂隙处与周围的固化剂接触发生固化反应生成固化物来修复裂隙通道，从而保证有效地将瓦斯的抽采负压转换为瓦斯抽采过程中的流动动能，最终实现钻孔内瓦斯抽采浓度的提高。

本发明采用以下技术方案：

一种瓦斯抽采钻孔裂隙自修复装置,包括设置在预先开设的钻孔内部的注浆管、回浆管、瓦斯抽采管及玻璃管；其中玻璃管设置多个，且每个玻璃管内部均为中空结构，用于放置自修复液体；在钻孔的入口处设置密封部后，通过注浆管向钻孔内部注入浆液将玻璃管包覆形成封堵段。

所述的密封部为设置在钻孔入口处的快干水泥。

每个所述的玻璃管均分段设置，且相邻的两段之间均可拆卸的连接。

所述的相邻两个分段的玻璃管均通过螺纹连接。

所述的玻璃管外端设置有注液孔，注液孔上设置有密封盖。

一种瓦斯抽采钻孔裂隙自修复方法，包括以下步骤：