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一种煤层长钻孔的磁流变护孔方法


技术摘要:
本发明公开了一种煤层长钻孔的磁流变护孔方法,本发明适用于保护软煤层钻孔,避免钻孔塌孔,增加单一钻孔使用寿命。首先,由巷帮向煤层打穿层钻孔,正常钻进,拔出钻杆成孔;孔内插入工作管和通路管,由工作管向长钻孔内注入磁流变液,关闭通路管阀门,磁流变液渗透孔  全部
背景技术:
我国煤层赋存地质条件复杂,软煤层普遍发育。煤矿软煤层开采难度较大,瓦斯灾 害、片帮、煤尘等因素制约了软煤层的开采效率,因此需要对煤层进行改造,其中最普遍的 便是向煤层中打钻孔,进而采取措施。煤层长钻孔能够使煤层有效卸压增透,施钻效率高, 在瓦斯抽采工程中表现为瓦斯抽采量集中、抽采效率高以及衰减周期长。 目前煤层长钻孔的保护方法主要依赖钻孔孔周围岩自身的稳定性、使用下套管的 机械结构对软煤钻孔进行支撑以及改进钻进工艺的方法,尽量提高钻孔的使用时间。这些 方法存在护孔的效果不确定,管体断开遗留在煤层中或者结构复杂,实现困难,经济成本高 的问题。 磁流变液是将微米尺寸的磁极化颗粒分散于非磁性液体(矿物油、硅油等)中形成 的悬浮液。在零磁场情况下,磁流变液表现为流动性能良好的液体,其表观粘度很小;在强 磁场作用下可在短时间(毫秒级)内表观粘度增加两个数量级以上,并呈现类固体特性;而 且这种变化是连续的、可逆的,即去掉磁场后又恢复到原来的状态。本发明正是利用了磁流 变的物理现象来解决煤层长钻孔护孔的问题。 本申请所述的长钻孔是指长度大于500m的钻孔。
技术实现要素:
针对现有技术存在的问题,本发明所要解决的技术问题就是提供一种煤层长钻孔 的磁流变护孔方法,它通过改变外界条件进行煤层中长钻孔的保护,避免钻孔的垮孔、塌孔 导致卡钻、筛管下放问题,有利于长钻孔工程实施。 本发明所要解决的技术问题是通过这样的技术方案实现的,它包括以下步骤: 步骤1、由巷帮向煤层打长钻孔,钻孔完成后,插入工作管和通路管,在长钻孔的孔口注 浆封孔,通路管外段连接弯管,弯管上设置阀门; 步骤2、由工作管向长钻孔内注入磁流变液,关闭通路管阀门,待注液压力升高并超过 10MPa后,维持至少30min,将磁流变液部分渗入煤层长钻孔孔周,随后通过通路管将多余磁 流变液排出; 步骤3、卸下弯管,从通路管向长钻孔内插入串联永磁杆,重装弯管,关闭阀门,封闭通 路管; 步骤4、使用工作管通过长钻孔对煤层进行改造施工,施工结束后抽出串联永磁杆,以 备下一次使用。 由于本发明在长钻孔周围的围岩渗透了磁流变液,通过串联永磁杆施加磁场,磁 流变液转变为固体,对长钻孔围岩实施固结,长钻孔正常使用;使用长钻孔结束后,抽出串 联永磁杆,围岩恢复到原形态。 3 CN 111734346 A 说 明 书 2/2 页 与现有技术相比,本发明的技术效果是:本方法发明使用简单,能够对长钻孔进行 可控保护,且永磁杆材料能够重复使用,为煤层长钻孔保护提供了一种新的技术思路。 附图说明 本发明的附图说明如下: 图1为本方法发明的一个实施例的布置图; 图2为本方法发明中单一永磁杆的结构示意图。 图中:1、煤层;2、串联永磁杆;3、阀门;4、工作管;5、封孔;6、通路管;7、长钻孔;8、 弯管;201、永磁杆;202、强力永磁铁;203、销钉。
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