井下负压抽放瓦斯封孔技术研究

针对井下负压抽放在治理瓦斯危害和利用瓦斯中的重要性,介绍了井下负压抽放瓦斯的理论基础,现有的封孔技术以及相配套的封孔材料和设备,分析了这些技术在研究应用中存在的问题,并提出了现有封孔技术的改进方法。     

瓦斯抽采钻孔漏气模型及封孔工艺优化研究

抽采钻孔漏气是影响瓦斯抽采率的关键因素,其主要受封孔材料、封孔工艺、封孔方法、封孔参数(封孔深度)、钻孔周围裂隙、煤体物理力学性质、抽采负压等因素影响。根据井下瓦斯钻孔抽采实际情况,系统地分析总结了6种井下瓦斯抽采钻孔漏气物理模型,并针对性地提出了对应漏气模型的解决封孔工艺。     

裂隙发育区域均压封孔瓦斯抽放技术

基于渗流理论,推导了瓦斯抽采过程中,煤层裂隙内负压分布模型,并首次提出了顺层钻孔均压封孔瓦斯抽放技术,该封孔技术采用双负压进行抽放,利用囊袋式封孔器在抽放钻孔内形成主、副抽放腔室,在主、副抽放腔室所产生负压的共同作用下,煤层裂隙内的抽放负压会二次分布,降低了主抽放腔室与外界的压差,同时副抽放腔室所产生的负压会产生屏蔽作用,阻止空气流向主抽放腔室,从而减少抽放过程中漏风,达到提高瓦斯抽放浓度、抽放效率的目的。在中岭煤矿12033运输巷进行了均压封孔瓦斯抽放技术现场试验,传统封孔工艺(聚氨酯封孔)初始5 d平均瓦斯浓度为30.67%,10 d平均瓦斯浓度为21.44%,均压封孔工艺0~50 d平均瓦斯抽放浓度为65.69%。     

双负压抽采系统作用下钻孔瓦斯流动数值模拟

瓦斯抽采是治理矿井瓦斯灾害的重要手段,然而由于井下环境特殊往往导致瓦斯抽采率低,封孔质量差、钻孔漏气现象时有发生。文章结合YFZ-30型封孔质量检测仪双负压的工作原理,采用fluent数值模拟的方法研究双负压抽采系统下钻孔瓦斯的运移,以确定合理的抽放负压与检测仪工作参数。     

煤矿井下瓦斯抽采钻孔封孔技术研究

针对我国现有煤矿井下瓦斯抽采主要封孔方式,通过分析各个封孔方式的优缺点,得出采动效应下钻孔周边裂隙发育规律研究不透彻、封孔位置选择不合理、现有封孔技术及材料不能有效封堵采动过程中钻孔周边发育的裂隙是造成目前煤矿井下瓦斯抽采钻孔封孔效果不佳的主要原因。通过实验室试验、数值模拟及现场应用手段相结合,深化模拟基础理论研究;构建采动过程钻孔煤体裂隙发育规律理论与模型,确定及优选瓦斯抽采钻孔封孔位置、材料及装置;瓦斯抽采钻孔封孔技术的多元耦合化,降低乃至克服各个技术缺点,提高封孔质量;研发和改进"一体化"封孔装置,简化封孔操作、保证封孔效果、降低封孔成本等方面是封孔技术发展主要方向。     

返渣封孔新技术现场试验及机理探索

为了进一步提高穿层钻孔封孔质量和瓦斯抽采效果,分析了现有穿层封孔技术的不足,阐述了返渣封孔新技术的工艺原理和参数设计,以及其封孔深度和抽采负压的合理选择,并在平煤八矿己_(15)-14140底抽巷与中抽巷依次开展了3个设计方案的现场返渣封孔试验。同时运用颗粒流软件PFC~(2D)优化验证钻孔返渣技术。结果表明,经过返渣封孔工艺参数的多次优化改进,得出了具有突出工作效率和抽采效果的封孔设计,为矿井高效治理瓦斯奠定了技术基础。     

一种新的煤矿井下瓦斯抽采钻孔封孔方法

文章介绍了一种新的煤矿瓦斯抽采钻孔封孔方法,对其封孔原理、封孔工艺和封孔效果方面进行了论述,通过在李村煤矿井下瓦斯抽采钻孔封孔现场试验,提高了煤矿井下瓦斯抽采钻孔封孔质量和施工效率,降低了封孔材料成本,对煤矿井下瓦斯抽放钻孔封孔有一定的参考作用。     

基于能量理论的瓦斯抽采系统优化研究

以山西潞安集团五阳煤矿为例,将该矿现有南丰工业区旧地面固定瓦斯抽采系统进行优化,保留原有低浓度瓦斯发电系统,扩建新地面瓦斯抽采泵站,采用2套管路分别建立高、低负压瓦斯抽采系统。在井下采用管路增压本煤层瓦斯强化抽采技术,有效提高了井下瓦斯抽采管路负压,缩短了本煤层瓦斯预抽时间,实现矿井瓦斯分源抽采,有效地解决了高瓦斯低透气性煤层采掘工作面瓦斯超限与瓦斯突出的问题。     

余吾煤矿封孔工艺优化试验研究

为解决余吾煤矿煤层预抽钻孔封孔现有封孔方式存在的漏气及浓度低等问题,研究对比了煤矿瓦斯抽采钻孔主要封孔方式,拟采用"两堵一注"带压封孔法,封孔深度16 m,封孔压力0.2 MPa,并在试用前对封孔材料及设备进行测试,以确保井下采用的带压封孔技术成功。     

穿层钻孔返渣封孔技术研究与应用

为了提高松软煤层穿层瓦斯抽采钻孔封孔效果,分析了现有穿层钻孔封孔技术的不足,阐述了返渣封孔技术在穿层钻孔应用中的原理、要求,分析了返渣封孔技术的封孔深度和抽采负压,并在平煤股份八矿己15-14140胶带运输巷底抽巷开展了现场试验。试验结果表明:穿层钻孔返渣封孔技术在松软煤层具有良好的适应性,采用穿层钻孔返渣封孔技术后,每孔封孔成本减少50%左右,在13 kPa负压条件下连续抽采100 d后,钻孔抽采浓度全部维持在35%以上,有效提高了穿层钻孔封孔效果。     

井下负压抽采新型封孔技术的研究与应用

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FLAC2D数值模拟确定了理论的封孔长度,在N2202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。     

黄陵二号煤矿抽采钻孔新型封孔技术研究

为了确定囊袋式新型两堵一注一体化封孔器对瓦斯抽采钻孔的封孔效果,以黄陵二号煤矿为工程背景,215工作面胶带巷本煤层抽采钻孔为试验对象,开展封孔现场试验及封孔效果考察。结果表明,钻孔孔口抽采负压对钻孔单孔浓度影响较大,但随着孔口负压增大,钻孔抽采浓度降低比较明显,选择最优的抽采负压为13 kPa,可实现瓦斯抽采最大化。经过封孔技术指导,掘进准备队自行封孔,单孔浓度均有较大提升,之前钻孔封孔反馈的瓦斯浓度在20%～30%,分析瓦斯浓度低的原因都归结于钻孔封孔质量不达标,新型囊袋封孔器不仅简化了封孔工艺,同时钻孔平均瓦斯浓度达到65%,钻孔抽采效果大幅度提高。     

内支撑骨架封抽技术在突出煤层瓦斯抽采中的应用

针对突出煤层瓦斯抽采钻孔维护及封孔现场存在的技术难题,以钻孔维护、封孔技术理论为指导,研究开发了内支撑骨架支管封抽一体化技术。在井下现场实施过程中,进一步优化了封孔、抽采施工工艺。现场实践表明,利用组合封孔器和与之相配套的带压封孔施工工艺,可有效解决松软突出煤层瓦斯抽采钻孔自稳时间短、封孔不严的技术难题,从而大幅度提高突出煤层瓦斯抽采效果,为突出矿井顺利实施煤与瓦斯共采提供技术支撑。     

浅析井下瓦斯抽采钻孔封孔技术现状与进展

钻孔封孔技术是决定井下瓦斯高效抽采利用的重要因素之一。基于大量文献调研，对现有的井下瓦斯抽采钻孔封孔技术按封孔工艺分为一次封孔技术和二次封孔技术进行论述。分类列举了几种典型的封孔技术，并总结各类封孔技术的适用条件及优缺点。在综合分析一次封孔技术和二次封孔技术不足的基础上，展望了其未来的发展趋势。研究认为：二次封孔技术相较于一次封孔技术虽能有效地封堵新生裂隙，延长钻孔的服务时间，保证连续高效地抽采瓦斯等优势，但仍存在密封工序复杂、人为因素多、操作时间长、密封成本高等问题亟需解决；对漏气失效钻孔进行修复和再处理，延长钻孔服务时间将成为我国煤矿瓦斯抽采技术的关键环节；钻孔封孔技术将趋向自动化、无人化、智能化，钻孔智能探测技术、钻孔围岩智能识别技术、封孔智能控制技术、封孔智能执行技术的研发将成为我国煤矿瓦斯抽采钻孔封孔技术的主要研究方向。     

坪上煤业负压二次封孔技术效果分析

针对坪上煤业回采工作面顺层钻孔抽放瓦斯效果不佳的现状,从封孔技术入手,利用囊袋式注浆封孔技术和负压二次封孔技术进行封孔试验,并与原聚氨酯封孔效果进行对比分析,负压二次封孔技术比原封孔技术单孔抽采瓦斯浓度提升了11%,纯量提高了39%,效果明显。     

煤层瓦斯抽采钻孔高效封孔材料研究与应用

我国煤层瓦斯抽采主要以钻孔抽采为主,封孔材料性能决定了封孔质量。针对现有封孔材料存在的不足,研究了一种新型高效的瓦斯抽采钻孔封孔材料。该材料结合了聚氨酯膨胀倍数大、密封性好和PUA优异的物理及化学特性,具有抗压强度大、粘结性强等特点。在临县华烨煤矿井下的现场试验验证了该封孔材料的高密封性,市场前景广阔。     

内支撑封孔管在突出煤层瓦斯抽采中的设计与应用

针对煤矿井下突出煤层瓦斯抽采钻孔护孔存在的技术难题,以钻孔支撑技术理论为指导,研究开发了内支撑封孔管护孔技术。在井下现场实施过程中,进一步优化了封孔、护孔、抽采施工工艺。现场实践表明,内支撑封孔管结构简单、易于加工、操作简便、抗压强度高、成本低、效率高,使煤层钻孔维持设计断面的时间较长,为瓦斯流动和抽采提供了畅通渠道。可解决因煤层松软、应力高而发生的顺层钻孔难以护孔的技术问题,是煤矿井下瓦斯抽采工作降低成本、提高效率的新方法。     

突出煤层瓦斯抽采钻孔封孔技术

针对突出煤层瓦斯抽采钻孔封孔现场存在的技术难题,以钻孔封孔技术理论为指导,研究开发了组合封孔器带压封孔技术。在井下现场实施过程中,进一步优化了封孔施工工艺。现场实践表明,利用组合封孔器和与之相配套的带压封孔施工工艺,可有效解决本煤层瓦斯抽采钻孔封孔不严的技术难题,从而大幅度提高突出煤层瓦斯抽采效果,为突出矿井顺利开展煤与瓦斯共采技术研究工作提供技术支撑。     

抽采钻孔“二堵一注”带压封孔技术的研究与应用

钻孔封孔工艺是矿井瓦斯抽采工程的一个重要环节,封孔不严、孔口漏气,容易造成抽采短路、钻孔孔口负压低、浓度上不去,直接影响瓦斯抽采效果。鹤岗矿区多数抽采矿井存在受巷道卸压带裂隙及钻孔卸压圈裂隙影响,孔口近端裂隙发育,采取常规钻孔封堵技术,气密性差、漏气明显。为改善这一状况,鹤岗矿业公司全面开展瓦斯抽采科技攻关,抽采钻孔采用"两堵一注"带压封孔技术,较好地解决了抽采瓦斯时漏气问题,抽采孔口负压提高、瓦斯抽采浓度增大。     

钻屑回填封孔工艺在郑煤大平矿的应用与研究

矿井瓦斯灾害是影响煤矿安全生产的重大因素之一,预抽煤层瓦斯可以有效地释放煤层中的瓦斯潜能,改变煤体本身的性质,达到消除煤层区域突出危险性的目的。为了解决郑煤集团大平煤矿井下瓦斯抽放钻孔抽采浓度低、抽放效果不达标、封孔质量差等问题,介绍了一种新型瓦斯抽采钻孔的封孔工艺,即钻屑回填囊袋式带压注浆封孔方法,并对其封孔原理、封孔方法、封孔效果和封孔成本等方面进行了论述。通过与大平矿现用的聚氨酯封孔工艺相对比,在封孔效果、封孔效率、工人劳动强度等方面有了很大改善,在实验室和大平矿井下实际钻孔进行封孔注浆,得到了良好的封孔效果,为矿井提高瓦斯抽采效果提供了理论和技术支撑。