煤矿瓦斯抽采钻孔封孔技术探讨.pdf

科技视界 Science Extract; Malisan; Pressure seal 177 科技视界 Science Technology Vision Science Technology Vision科技视界 质泥岩袁稳定性差袁煤层内生裂隙发育袁由于煤岩体受 采掘活动的影响袁 且煤岩体本身具有多孔裂隙发育的 介质袁 当钻孔在煤岩体内钻进时袁 钻孔周围会形成一 定范围的松动裂隙袁 瓦斯气体可以通过这些裂隙解吸 逸散袁空气可以通过这些裂隙渗透到煤体遥 另外袁封孔 方法和封孔材质的选择也易造成封孔材料与孔壁之间 形成空气通道袁最终造成抽采流量大尧浓度低遥 3封孔工艺存在缺陷原因分析 目前煤矿普遍使用的封孔方法有院 桶装马丽散封 孔段全程封孔法尧 袋装马丽散分段封孔法尧 灌水泥浆 封孔法等袁各种封孔方法都存在一些缺陷遥 马丽散或水泥浆封孔存在的缺陷遥 马丽散是由树 脂和催化剂两种成分组成的聚胶脂材料袁 具有一定的 柔韧性袁 桶装马丽散混合后反应时间短袁 煤岩体裂隙 较小时袁 马丽散还未压到位就膨胀堵塞裂隙 通道袁同 时马丽散还有一定的黏合性袁 煤巷里面注马丽散易造 成和煤黏合在一起袁不便于处理袁也不经济遥 4水泥浆带压封孔技术 根据目前普遍使用的抽采钻孔封孔工艺现状分析 和空气扩散渗透进入抽采管路的途径袁 我们可以清楚 的知道袁 要成功提高煤层钻孔抽采浓度袁 其钻孔封孔 段必须具备两个条件院 一是抽采钻孔封孔段周围煤岩 体裂隙封堵密实袁 二是封孔段钻孔不能出现空气流通 通道遥 为了实现这一目标袁 我们提出了煤层瓦斯抽采 钻孔带压封孔和全程下套管封孔技术遥 4.1水泥浆带压封孔原理 水泥浆带压封孔工艺是对用马丽散尧 水泥浆不带 压封孔等封孔工艺的彻底改进袁 其原理就是在钻孔封 孔段两端用马丽散封堵袁 中间形成气室袁 然后借助注 浆泵设备提供一定的注浆压力往气室内注浆袁 以此保 证水泥浆在钻孔周围煤岩体裂隙内的渗透扩散袁 加固 充填裂隙袁增强煤体强度袁同时加入适量的膨胀剂袁避 免浆体凝固收缩产生空隙袁 从而达到杜绝钻孔附近煤 岩体裂隙和孔壁空隙漏气对钻孔瓦斯抽采的影响遥 4.2水泥浆带压封孔实施步骤 带压注浆封孔即可解决封堵钻孔附近煤岩体裂隙 的问题袁 同时又可以解决孔壁存在空隙漏气 问题袁具 体实施步骤如下院 渊1冤根据煤岩层的完整性情况确定封孔长度袁煤岩 层硬时袁本煤层钻孔封孔长度为 10要15m袁穿层钻孔封 孔长度为 6要10 米曰 煤岩层松软时袁 本煤层钻孔全程 下套管袁封孔长度为 15要20m袁穿层钻孔全程 下套管袁 封孔深度到煤层底板遥 渊2冤 钻孔 采 用 囟94mm 钻 头 施 工 袁 封 孔 前 利 用 压 风 或高压水冲净孔内钻屑曰 渊3冤 挑 选 无 裂 缝 封 孔 管 袁 并 在 封 孔 管 筛 孔 往 下 0.8m 和孔口以里 1.2m 位置捆绑袋装马丽散袁 将封孔 管放入孔内袁同时预埋 椎22mm 注浆管和排气管曰 渊4冤待马丽散膨胀凝固后袁将水泥和水按 12 比例 搅拌均匀袁 同时为防止水泥浆凝固后收缩产 生裂隙袁 在水泥浆中加入水泥用量 12的膨胀剂袁用注 浆泵从 注浆管内一次连续将水泥浆注入封孔气室内遥 水泥浆 凝固后进行连管抽采遥 4.3安全技术要求 水 泥 浆带 压 封 孔 技 术 实 施 质 量 与 钻 孔 施 工 质 量 尧 注浆压力尧 注浆量等因数有关袁 要确保封孔质量及施 工期间的安全袁提出以下要求院 渊1冤煤岩层松软易塌孔的施钻地点开钻前袁先施工 注浆孔并往煤岩体内注浆袁 保证在钻孔封孔段一定范 围内形成人造外壳袁 确保施钻期间不塌孔袁 并填充封 孔段煤岩内裂隙曰 渊2冤煤 巷 钻 孔 布 置 间 距 大 于 0.8m袁 岩 巷 钻 孔 间 距 大于 0.5m袁方位符合 设计要求袁保证 钻孔之 间 互 不 串 通漏气袁且能够承受注浆压力曰 渊3冤钻 孔 采 用 椎94mm 以 上 的钻 头 施 工 袁 封 孔 前 采 用压风或清水清洗干净孔内钻屑遥 袋装马丽散安设位 置正确袁 捆绑牢固袁 根据马丽散的膨胀和受压情况确 定封堵段马丽散用量袁 并在封孔管上马丽散两端缠上 略比钻孔直径小的破布或棉纱袁 控制马丽散向封孔段 前 后 方 向 膨 胀 遥 封 孔 段 既 要 确 保 水 泥 浆 封 孔 气 室 长 度袁同时也要满足注浆压力要求曰 渊4冤钻孔一次封孔完毕后及时组织二次注浆封孔袁 防止施工其它钻孔时袁 由于震动造成封孔段钻孔煤岩 壁垮落堵塞注浆气室曰 渊5冤水泥浆必须搅拌均匀袁配比符合要求遥 开始注 浆时袁先打开排气管袁缓慢增加注浆压力袁待排气管返 浆后袁 关闭排气管上安装的控制阀门袁 一次性连续加 压注浆到预定深度袁且注浆压力稳定在 2Mpa 以上曰 渊6冤注浆期间袁注浆管用丝扣或高压快速接头连接 并安上控制阀门袁注 浆地点离孔口距 离大于 5m袁人员 不能正对钻孔袁 缓慢增加注浆压力袁 防止因漏浆等原 因造成伤人事故遥 5结论 水泥浆带压封孔技术是对以前野两堵一注冶封孔技 术的改进袁 优点在于先根据煤岩层完整性情况注浆加 固封孔段煤岩体袁便于施钻和确保封孔质量遥 其次袁带 压注浆封孔既可以封堵煤岩体内裂隙袁 又可以封堵因 材质问题导致的封孔材料和孔壁之间的空隙遥 通过现 场在观音山煤矿二井 E06 底抽巷和一井 W1101 工作面 本煤层封孔实践袁穿层钻孔抽采浓度从 30以下 提高 到 45要85之间袁 本煤层钻孔浓度从 25以下提高 到 30要75之 间 袁结 合 以 前 野 两 堵 一 注 冶 或 野 一 堵 一 注冶 封孔实施的考察结果袁 水泥浆带压封孔技术是可 行的袁 运用好此技术袁 在确保钻孔真实性和有效性的 前提下袁 在钻孔不出现严重塌孔尧 串孔以及与其它裂 隙导通的情况下袁瓦斯抽采浓度将会有质的提升遥 揖参考文献铱 咱1暂采矿工程设计手册. 咱2暂煤与瓦斯突出防治技术手册. 咱3暂瓦斯灾害防治技术. 咱4暂煤矿瓦斯灾害防治及利用技术手册. 咱5暂防治煤与瓦斯突出规定. 178