一种变频脉动式注浆钻孔封孔方法

摘要

本发明公开了一种变频脉动式注浆钻孔封孔方法，脉动注浆泵启用“先高频大流量，后低频低压力”的脉动参量进行注浆，通过在堵头内端设置消波阻尼装置可消除脉动应力波对堵头的疲劳损伤作用，有效防止浆液从聚氨酯堵头中漏出，提高了聚氨酯堵头密封的成功率；先利用高频脉冲注浆使浆液快速填充钻孔封孔段空间和钻孔周围的大裂隙，后通过低频脉冲注浆对煤体产生交变载荷，增大浆液在煤体微裂隙和孔隙中的渗透能力，使浆液渗透均匀，扩大浆液渗透半径，实现对钻孔周围裂隙和孔隙的有效封堵，可显著提高瓦斯抽采效果。

主权项

一种变频脉动式注浆钻孔封孔方法，其特征在于：包括如下步骤：(a)向煤体施工钻孔(16)，在距离瓦斯抽采管(12)前端l₁长度处捆绑第一批聚氨酯反应袋(15)，同时在第一批聚氨酯反应袋(15)外侧安装第一个消波阻尼装置(18)；挤压第一批聚氨酯反应袋(15)，待第一批聚氨酯反应袋(15)充分混合后，将瓦斯抽采管(12)连同第一批聚氨酯反应袋(15)和第一个消波阻尼装置(18)一起送入钻孔(16)内；(b)在续接瓦斯抽采管(12)前端安装第二个消波阻尼装置(17)，并将注浆管(11)穿过第二个消波阻尼装置(17)，使得注浆管(11)前端超出第二个消波阻尼装置(17)l₂长度，同时在第二个消波阻尼装置(17)外侧绑定第二批聚氨酯反应袋(13)；挤压第二批聚氨酯反应袋(13)，待第二批聚氨酯反应袋(13)充分混合后，将续接瓦斯抽采管(12)连同注浆管(11)、第二个消波阻尼装置(17)和第二批聚氨酯反应袋(13)一起送入钻孔(16)内，将续接瓦斯抽采管(12)续接在瓦斯抽采管(12)上，第二批聚氨酯反应袋(13)距离钻孔(16)孔口的距离为l₃长度；(c)连接注浆系统，具体为：注浆桶(1)依次通过脉动注浆泵(4)和注浆软管(9)与注浆管(11)连接；在注浆软管(9)上设置有溢流阀(5)、压力表(6)、流量表(7)、单向阀(8)和注浆管阀门(10)，溢流阀(5)的溢流口通过溢流管返回注浆桶(1)；变频器(2)通过电缆(3)与脉动注浆泵(4)连接，通过变频器(2)控制脉动注浆泵(4)工作；(d)注浆工作，具体为：打开注浆阀门(10)，开启并调节变频器(2)，使得输出频率为a₁，启动脉动注浆泵(4)，控制溢流阀(5)使得输出流量为c，通过注浆管(11)向第一个消波阻尼装置(18)和第二个消波阻尼装置(17)之间注入水泥浆液(14)，观测压力表(6)，当压力表(6)示数发生突变时，关闭脉动注浆泵(4)暂停注浆；调节变频器(2)，使得输出频率为a₂，继续启动脉动注浆泵(4)，控制溢流阀(5)使得输出压力为d，通过注浆管(11)继续向第一个消波阻尼装置(18)和第二个消波阻尼装置(17)之间注入水泥浆液(14)，观测流量表(7)，当流量表(7)示数持续不变并稳定时间达到3min以上时，关闭变频器(2)、脉动注浆泵(4)和注浆阀门(10)，完成注浆封孔过程；a₁＞a₂。