井下负压抽采新型封孔技术的研究与应用.pdf

2 o 1 s 年第 1 0 期 瞒磊 斜 技 7 7 井下负压抽采新型封孔技术的研究与应用 靳绍波，尹明善，张丁丁 兖 州煤业股份有 限公 司南屯煤矿 ，山 东 邹城2 7 3 5 1 5 摘要对新型 井下负压抽采封孔 工艺进 行 了详 细的分析以及 对注浆材料的 性能进行 了测试 ，并通过 F L AC 2 D数值模拟 确定 了理 论的封孔 长度 ，在 N2 2 0 2工作面进行 了现场试验 ，验 证 了该技 术的可行性。 为高瓦斯矿 井实现 瓦斯高效抽采和 解决矿 井瓦斯 隐患提 出了很好 的解决 方式。 关键词 瓦斯F L AC2 D数值模 拟封 孔技 术注浆材料 中图分类号T D7 1 2 ．6 2 文献标识 码B d o i 1 0 ．3 9 6 9 ． i s s n ． 1 0 0 5 2 8 0 1 ． 2 0 1 5 ． 1 0 ． 0 3 7 Re s e a r c h a nd a p pl i c a tio n o f n e w s e a l i ng t e c h no l o g y f o r und e r g r o und n e g a tiv e p r e s s u r e dr a i na g e J i n S h a o b o ， Yi n M i n g s ha n ， Zh a ng Di n g -d i ng N a n t u n C o a l Mi n e ， Y a n z h o u C o a l Mi n i n g C o mp a n y L i mi t e d ， S h a n d o n g Z o u c h e n g 2 7 3 5 1 5 Ab s t r a c t A n e w t y p e o f u n d e r g r o u n d n e g a t i v e p r e s s u r e d r a i n a g e s e a l i n g h o l e p r o c e s s i s a n a l y z e d i n d e t a i l a n d t h e p e r f o r m a n c e o f g r o u t i n g ma t e r i a l i s t e s t e d ， a n d the l e n g t h o f s e a l i n g h o l e i s d e t e r mi n e d b y F L AC2 D n u m e r i c a l s i mu l a t i o n ． Th e f e a s i b i l i t y o f t h e t e c h n i q u e i s v e r i fi e d b y fie l d t e s t i n N2 2 0 2 wo r k i n g f a c e ． I t i s a v e r y g o o d s o l u t i o n f o r th e h i g h g a s c o a l m in e t o r e a l i z e a n d s o l v e th e p r o b l e ms o f t h e c o a l mine g a s ． Ke y wo r d s g a s F L AC2 D n ume r i c a l s i mu l a t i o n s e a l i n g t e c h n o l o g y gro u t i n g ma t e r i a l 煤矿安全生产和瓦斯灾害的治理实践表明，“ 先 抽后采 、能抽尽抽、以用促抽”应该作为高瓦斯矿 井开采的重要指导方针，使瓦斯抽采技术成为治理 瓦斯灾害的有效手段。在瓦斯抽采工程中，瓦斯抽 采钻孔的封孑 L 质量对提高瓦斯抽采效率作用明显。 1 工作面概况 某矿为高瓦斯矿井，自试生产以来矿井瓦斯 涌出量逐年增大，2 0 1 2年矿井绝对瓦斯涌出量达 到 1 8 3 ． 1 8 m ／ mi n ，2 0 1 3 年矿井绝对瓦斯 涌出量达 到 1 9 6 ． 3 3 m ／ mi n ，2 0 1 4年矿井绝对瓦斯 涌出量达 到 2 2 4 ． 6 3 m ／ mi n 。针对矿井 瓦斯含量高 的问题， N2 2 0 2工作面开拓有专用瓦斯 回风巷 ，N2 2 0 2 工作 面平面布置示意图如图 1 所示。 采取专用瓦斯回风巷布置后 ，巷道回风瓦斯含 量依旧较高，风流量较大，对工作面及顺槽内作业 带来了一定的困难和安全隐患 ，因此决定采用瓦斯 抽采技术来对工作面瓦斯进行预抽处理 ，从而降低 工作面的瓦斯含量。 收稿 日期2 0 1 5 0 5 2 8 作者简介靳 绍波 1 9 8 3一，男 ，山 东泰安人 ，兖州煤业股份 有限公司南屯煤矿综采二区主管技术员，从事技术管理工作。 2 新型负压抽采封孔工艺 2 ． 1 封 孔 长度 的确 定 负压抽采煤层瓦斯效果的好坏除了煤层本身因 素以外 ，主要取决于封孔工艺的优 良。在巷道开掘 后，巷道周 围煤体受到采动作业的影响，内部裂隙 逐渐发育 ，在巷道的两帮形成了松动圈，因此准确 的掌握周围围岩中的应力分布规律是确定封孔深度 的关键所在 。针对 某矿 N 2 2 0 2工作 面的情况 ，应 用 F L AC 2 D数值模拟的方法首先确定巷道开挖后的影 响范围，为确定合理的封孔深度作为依据。巷道围 岩的力学特性参数如表 1 所示 ，数值模拟结果垂直 应力云图如图2所示。 从图中可以看出理论上的最小封孔深度为应力 云图中的应力峰值点处的距离 ，根据该矿 N 2 2 0 2工 作面地质条件， 模拟结果峰值处为 1 0 m左右的位置。