瓦斯抽采钻孔密封用天固封孔材料及工艺应用研究

针对国投新集刘庄煤矿瓦斯抽采钻孔密封效果较差、瓦斯抽采浓度较低及抽采浓度衰减较快等问题,使用天固封孔材料并结合“两堵一注”带压封孔工艺取代聚氨酯吹浆封孔工艺,改善刘庄煤矿瓦斯抽采效果,并将2种封孔工艺进行对比。结果表明：采用天固封孔材料结合“两堵一注”带压封孔工艺因其具有良好的“流固耦合效应”,钻场合抽24 h后的钻孔瓦斯平均浓度为40.51%,明显高于聚氨酯吹浆封孔工艺的钻孔瓦斯平均浓度16.14%,充分证明了改进后的封孔工艺优于聚氨酯吹浆封孔工艺。     

王坡矿瓦斯抽采钻孔封孔工艺优化研究

针对王坡矿煤层瓦斯抽采钻孔封孔质量差的问题,对现有的封孔工艺进行改进,提出了适合王坡矿成孔条件的封孔工艺,并进行了现场工艺试验及效果考察。研究表明:新的封孔工艺效果显著,达到提高瓦斯抽采效果,提升瓦斯治理水平的目的,保障了矿井安全、高效生产。     

瓦斯抽采钻孔封孔工艺优化研究

针对那罗寨煤矿传统封孔工艺有效封孔长度短、抽采效果不佳的现状,提出瓦斯抽采钻孔封孔工艺改进研究。通过马丽散、封孔袋+马丽散、水泥浆封孔工艺抽采效果、单孔成本的对比分析,得出水泥浆封孔工艺为那罗寨煤矿最理想的封孔工艺。     

深部低透煤层瓦斯抽采钻孔封孔方式研究

针对深部低透煤层瓦斯抽采钻孔封孔质量差的问题,分析了我国煤矿瓦斯抽采主要封孔方式技术特点以及存在的问题,认为巷帮及钻孔周围煤体应力“三带”分布、贯通裂隙发育情况及合理封孔深度的研究不够透彻,注浆压力和时间不足,钻孔应力失稳流动通道闭合、塌孔、淤塞等情况无法有效防治,是造成瓦斯抽采封孔效果不理想的主要原因。提出了研究扰动影响下钻孔周围煤体贯通裂隙发育情况,合理封孔深度,提高“两堵一注”囊袋堵头强度、注浆压力和时间,实施二次封孔以及孔壁支护等方面的改进对策,对深部矿井提高瓦斯抽采效率和安全生产具有重要的理论和现实意义。     

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。     

本煤层瓦斯抽采钻孔注浆封孔工艺优化应用

针对云冈煤矿2163首采工作面瓦斯涌出量大的问题,通过在运输巷施工上行本煤层钻孔,采用新型材料KYF,按照"两堵一注"工艺进行注浆封孔,并对注浆长度及抽采半径进行测定,得出注浆长度为24 m时,超出巷道围岩松动圈范围,有效封堵裂隙;在特定负压下,钻孔抽采半径为4 m,钻孔间距为8 m时能有效利用矿井瓦斯抽采能力;新型材料KYF注浆钻孔中,抽采主管能长时间维持高浓度瓦斯不变,效果显著。     

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。     

底板穿层瓦斯抽采钻孔定点封孔工艺研究与应用

传统的底板穿层瓦斯抽采钻孔原插接式封孔工艺存在易出现封孔管错位、钻孔漏气等问题,为实现一孔多用、提高钻孔抽采效率、降低钻孔封孔成本目的,以白龙山煤矿一井为工程背景,研究并应用了穿层瓦斯抽放钻孔定点封孔工艺。通过钻孔窥视仪选择钻孔内岩性相对较好的孔段作为封孔点,有效避开了巷道围岩松动圈、构造带,且缩短了封孔段距离。与原封孔方式相比,定点封孔方式由于实现整管一次性下管到位而提高了劳动效率,消耗的单孔材料降低了10%,定点封孔方式的抽采钻孔单孔瓦斯抽采浓度提高近15%。     

瓦斯抽采钻孔封孔工艺的优化与应用

为了解决当前抽采钻孔密封效果差、瓦斯抽采浓度低的问题,对原有聚氨酯膨胀封孔法进行了优化,提出了聚氨酯带压注浆封孔法,并采用自行研制的气压式注浆罐在新义矿进行了现场试验。该方法首先向封孔段两端聚氨酯膨胀袋内压注聚氨酯,待聚氨酯充分膨胀堵实封孔段两端后再向中间腔室内注入高压水泥浆,充填到钻孔周围的裂隙中,水泥浆凝固后能对钻孔形成充分支护,保证钻孔的稳定。结果表明:与传统的聚氨酯膨胀封孔法相比,聚氨酯带压注浆封孔法可使钻孔瓦斯浓度提高约30%,抽采效果较好。     

漏气抽采钻孔的二次封孔技术

针对目前本煤层顺层抽采钻孔"两堵一注"封孔后期抽采瓦斯浓度衰减快,钻孔有效抽采时间短的技术难题,提出二次加压注浆封孔方法,阐述了二次加压注浆封孔的操作方法,山西大平煤业有限公司6个月的现场应用试验结果表明,应用二次加压注浆封孔方法处理漏气抽采钻孔,可提高瓦斯抽采浓度45％～60％,增加钻孔有效抽采时间约4个月.     

顺煤层瓦斯抽放钻孔合理封孔深度研究

为了确定寺河煤业W33011巷顺煤层抽放钻孔合理封孔深度,提高钻孔封孔质量,基于矿井地质条件,通过FLAC~(3D)数值模拟软件对巷道开挖后周围煤岩体应力分布、裂隙发育进行数值模拟,采用YFZ3型瓦斯抽放钻孔封孔质量检测仪对钻孔的封孔质量和漏气位置进行测定,进而确定试验区抽放钻孔合理封孔深度为14 m,有效改善了该区域瓦斯抽放效果。     

五轮山煤矿顺层钻孔瓦斯抽采半径研究

以五轮山8~#煤层为研究对象,分别采用含量法与流量法对8~#煤层进行顺层钻孔瓦斯抽采半径测试研究。结果显示,经过5个月的测定,含量法测定的顺层钻孔有效抽采半径为0.31～0.93 m,顺层钻孔抽采影响半径为0.81～1.70 m;流量法测定的顺层钻孔有效抽采半径为0.685～1.002 m。经过综合分析后,最终确定五轮山煤矿8~#煤顺层钻孔的有效抽采半径为1.00 m。     

煤矿瓦斯抽采钻孔主要封孔方式剖析

通过对我国煤矿瓦斯抽采主要封孔方式的分析,认为钻孔周边裂隙发育范围研究不透彻,始封深度、封孔长度选择不合理,注浆压力偏低,聚氨酯和水泥砂浆等封孔材料不能有效封堵钻孔周边煤岩层裂隙,是造成目前我国煤矿瓦斯抽采封孔效果不理想的主要原因。论文指出,研究多重损伤条件下的抽采钻孔周边裂隙发育时效特性,确定抽采钻孔的合理始封深度和两端封堵段长度,采用合适的注浆材料,提高注浆压力,是提高"两堵一注"带压封孔方法封孔效果的技术途径。     

煤矿井下瓦斯抽采钻孔施工技术

钻孔抽采瓦斯是煤矿生产治理瓦斯灾害的根本措施,我国煤矿每年瓦斯治理的钻孔工程量已超过1亿5000万m,对煤矿安全生产具有不可替代的作用。瓦斯抽采从钻孔层位、抽采目的考虑,主要可分为顶板高位钻孔、沿煤层钻孔和穿层钻孔,对于不同类型的钻孔,可以使用不同型号的钻机和成孔工艺。本文在论述煤矿井下瓦斯抽采钻孔布孔方式、施工技术的基础上,对未来的新技术发展趋势作了展望。     

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。     

瓦斯抽采中新型封孔材料及工艺的应用研究

为解决杉木树煤矿瓦斯抽采钻孔封孔质量差、抽采负压小、抽采效果差等问题,采用了新型矿用封孔材料PD及封孔工艺。该材料采用了微胶囊化技术,使得该材料的浆体在缓慢凝固的过程中体积逐渐膨胀,并渗透到钻孔周边微裂隙,形成对钻孔周围裂隙的封堵;该材料应用过程中,辅以膨博封孔剂作为注浆堵头,从而形成两端封堵中间注浆的“两堵一注”的封孔工艺。应用结果表明,与传统封孔工艺相比,抽采孔平均瓦斯体积分数从22．6％提高到了36．8％;平均抽采负压从2．8kPa提高到9．1kPa;平均单孔瓦斯纯流量从9．42L／min提高到44．53L／min。     

石壕煤矿顺层钻孔瓦斯抽放流场模拟与优化

以石壕煤矿S1632工作面的煤岩层瓦斯赋存参数为基础,建立了顺层钻孔瓦斯抽放数值模拟模型,分别对不同抽放时间的单个顺层钻孔、不同间距的多个顺层钻孔抽放瓦斯后的煤层瓦斯压力分布进行了模拟,模拟结果显示:抽放时间6个月,抽放钻孔布置间距6～8 m时较为合理,并对石壕煤矿S1632工作面顺层抽放参数进行了优化。     

突出矿井瓦斯抽采参数优化研究与应用*

围绕突出矿井瓦斯抽采参数设定,进行了相应的理论计算。针对二景矿15205工作面,在充分考察不同钻孔间距抽采数据的基础上,通过分析比较不同试验区域瓦斯抽采达标时间,得到了抽采钻孔间距与抽采达标时间的关系。研究成果得到了成功应用和检验,为类似矿井瓦斯抽采参数优化提供了参考。