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。     

新型"堵-注-排"钻孔封孔工艺的研究与应用

瓦斯抽采是防治矿井瓦斯灾害事故和瓦斯治理的最根本手段。其中,钻孔封孔工作是瓦斯抽采中重要的环节,封孔质量的好坏直接决定瓦斯抽采效果,为更好的解决钻孔抽采浓度较低、衰减快、抽采效果较差的现状,通过对顺层抽采钻孔封孔工艺进行研究,采用新型“堵-注-排”封孔技术实现了顺层抽采钻孔浓度高、衰减慢、高效抽采目的,极大的提高了瓦斯抽采量。     

顺层钻孔封孔方法改进与实践

通过对8101工作面顺层抽采钻孔的抽采效果分析,发现封孔质量不好时导致抽采效果不佳的原因。在原有抽放封孔方法的基础上进行改进,提出了聚氨酯全段封孔、在聚氨酯全段封孔的基础上对煤体周围裂隙进行注浆封闭,以及聚氨酯速凝水泥结合的3种封孔方案,并进行了现场试验。结果表明,采用聚氨酯速凝水泥封孔能有效的提高顺层钻孔的抽采参数,优于其他2种封孔方案,而对煤体周围裂隙注浆封闭并不能有效提高抽采效率,最后对其原因进行了简要的讨论。     

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。     

下向穿层钻孔高效封孔护孔装置的研制及应用

矿井在施工下向穿层瓦斯抽采孔时,出现封孔质量差、孔底大量积水和煤质松软引起的塌孔等问题,导致煤层瓦斯抽采效果不理想,进而影响被抽采区域的瓦斯治理工作和安全生产.由此,决定设计和研制一种下向穿层钻孔高效封孔和护孔装置,试验结果表明,所研制的高效封孔护孔装置不仅操作简便,而且有效解决了施钻后孔内积水、塌孔和瓦斯抽采效果不佳等问题.     

定长定位封孔工艺的研究及应用

为探索更加简便和有效的瓦斯抽采钻孔封孔技术及工艺,通过对常用的瓦斯抽采钻孔封孔技术及工艺进行分析,研究了定长定位钻孔封孔工艺,并研制出与之配套的两端自堵式封孔囊袋。该技术工艺简便快捷,实现了一次性带压注浆封孔,并能够实现瓦斯抽采钻孔的定长定位封孔,封孔效果较好、效率较高,降低了工人的劳动强度。在龙山煤矿进行了封孔工艺效果对比试验,结果表明:定长定位封孔工艺能提高瓦斯抽采钻孔的封孔质量,单孔平均瓦斯抽采浓度提高约37.5%,所封钻孔的瓦斯抽采浓度衰减速度较慢,钻孔的使用周期较长,高浓度瓦斯抽采钻孔的比例较高。     

瓦斯抽放钻孔封孔工艺改进

通过对鹤煤九矿原有封孔工艺中存在的问题进行分析,针对封孔中存在的封孔剂定位、注浆量控制以及不同倾角下钻孔封孔漏气等问题,对封孔工艺进行了改进,经现场试验对比,新封孔工艺能有效地提高封孔效果。     

膨润土基封孔材料界面改性及长效封孔功能研究

针对煤矿瓦斯抽采平均浓度低、持续时间短的技术难题和工程实践的现场需求,选择机械改性法、有机活化改性法等界面改性方法,以膨润土为基础材料,提高保水性、稳定性和触变性,研发得到瓦斯抽采钻孔液相封孔材料。采用“液封气”思想实现全周期触变封堵新生裂隙。现场应用结果表明：新材料封堵效果良好,平均抽采浓度41.66%,较传统材料提高15.27%,浓度衰减系数降低48%,补浆提升系数提高22%,可实现废孔利用。     

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。     

瓦斯抽采钻孔立体式"二次封孔"技术研究

针对余吾煤业部分工作面煤质松软破碎等原因而引发封孔后瓦斯抽采钻孔单孔浓度低甚至成为废孔的技术难题,提出瓦斯抽采钻孔立体式"二次封孔"技术,并阐述了该技术的基本原理。在余吾煤业N1101回风巷进行了工业试验,结果表明立体式"二次封孔"技术能有效封堵发生串孔的钻孔周围裂隙,避免周围空气进入抽采钻孔,提高了瓦斯抽采浓度和钻孔利用率。     

聚氨酯水泥浆封孔技术在新景矿的应用

 摘要：根据阳煤集团新景矿瓦斯抽放孔采用聚氨酯封孔,抽放效果差的现象,通过对瓦斯抽放孔巷道的应力变化和裂隙进行研究,改进封孔参数和工艺,得出了适合阳煤集团新景矿瓦斯抽放孔的封孔工艺技术,即聚氨酯水泥浆双重封孔工艺技术,通过现场应用表明,该技术能有效提高瓦斯抽放效率。     

煤层钻孔长距离压气带压注浆封孔技术研究

确定了芦岭煤矿Ⅱ817工作面煤层预抽钻孔的合理封孔深度,揭示了煤层钻孔长距离压气带压注浆封孔的作用原理,提出了煤层钻孔长距离压气带压注浆封孔技术及工艺.研究表明,在突出煤层采取长距离压气带压注浆封孔技术,增加了封孔深度,采用注浆泵利用风力作用将封孔剂送入钻孔内密闭腔室,封孔剂膨胀时,其带压效应增加了封孔剂与孔壁的粘合度,并可渗入孔壁周围裂隙,阻隔外界空气的进入,显著减少孔内的漏风量.与原工艺相比,采用该技术后,瓦斯抽采浓度提高30％以上且维持高浓度时间较长,瓦斯抽采浓度衰减幅度小,显著提高了抽采效果.     

抽采钻孔封孔质量和漏气位置检测装置的研究

煤层瓦斯抽采是防治煤与瓦斯突出的主要技术措施之一,在国内外突出矿井中得到了广泛应用.抽采钻孔的封孔质量是影响抽采效率的重要因素之一,研究抽采钻孔封孔质量和漏气位置检测的方法和装置能够为抽采钻孔的轴向瓦斯运移规律研究、合理封孔深度和封孔方法研究提供理论和现实依据.本文介绍了一种瓦斯抽采钻孔封孔质量和漏气位置检测的方法和装置,结合在孟津煤矿的应用,证明该方法和装置能够有效的测定抽采钻孔封孔质量和漏气位置,可有效的指导抽采钻孔的封孔作业,提高抽采效率.     

新型瓦斯抽采钻孔注浆封孔方法及封堵机理

为研究封孔支护力对钻孔漏气量的影响,提出主动支护式注浆封孔原理并进行理论分析,得出了漏气圈截面积与漏气量的求解方程,并对影响漏气量的因素进行了分析。结果表明,漏气量随着封孔支护力和封孔段长度的增加而减小。提高钻孔的主动支护力并选择合适的封孔段长度可以减少钻孔漏气,提高抽采钻孔瓦斯体积分数和抽采纯量。据此设计了新型的注浆封孔装置,封孔初期,利用复合囊袋和注浆压力给钻孔壁施加1 MPa左右的支护力,水泥浆液可以充分填充钻孔周围的裂隙,有效阻止裂隙漏气。后期注浆材料凝固膨胀,再次对钻孔壁形成较大的支护力,又可有效预防封孔段收缩变形形成新的漏气通道,起到减小钻孔漏气量的作用。工程实践表明,与聚氨酯封孔方法相比,同等条件下,新型注浆封孔方法钻孔瓦斯体积分数提高162.2%,钻孔的瓦斯抽采纯量提高33.83%。     

煤矿瓦斯抽采水胶药柱在煤层深孔爆破中的研究与应用

针对高瓦斯低透气性煤层,从理论上探讨了煤矿瓦斯抽采水胶药柱在煤层深孔中爆破时,炸药爆炸冲击波初始峰值压力和传播到孔壁处的入射压力以及孔壁煤面上的透射冲击压力。建立了炮孔周围煤体中的动态应力场,分析了爆源区径向裂隙区的形成和扩展半径。最后将裂隙区半径应用于煤层爆破孔和抽采孔布置参数设计,提出了高瓦斯低透气性煤层深孔预裂爆破孔和瓦斯抽采孔的合理间距,并进行工程实践。结果表明该方法为高瓦斯低透气性煤层增透,进而为解决煤层瓦斯抽采提供了一条有效的解决方案。     

煤层瓦斯抽采钻孔的封孔方法现状及前景探讨

瓦斯抽采对缓解煤矿瓦斯事故有重大意义,封孔质量直接影响瓦斯抽采效果。不同的瓦斯抽放环境,可选择的封孔方法也多种多样,针对不同条件选择适宜的封孔工艺和封孔材料,是保证瓦斯有效抽采的关键。根据钻孔在抽采过程中的变形破坏规律,结合目前煤矿瓦斯抽采封孔方法和材料的应用现状,将现有封孔方法按具体操作方式分为充填式、注浆式、带压式和混合式,详细介绍了不同方法用到的材料和涉及的工艺原理,并对其优缺点和适用条件进行了客观评述,最后展望了封孔材料和方法的未来发展趋势。     

煤系地层顶板岩溶地下水赋存特征研究

煤层瓦斯测压下向钻孔积水会导致测压不准,研究既能排水又不影响测压进程和测压结果的装置是下向钻孔测压亟待解决的难题。设计了自动排水装置,利用弹性膜实时感知排水时机, 实现了自动化排水;试验研究了弹性膜弹性参数,确定膜的最佳厚度为0.3~1.0 mm;基于气体压力差与毛细作用力原理,推算了最优排水区间;在此基础上研制出一种煤层瓦斯测压下向钻孔自动排水实验装置并开展排水试验。试验结果表明：在测压气室气压为0.152×10⁵ Pa,排水管管径为15 mm,毛细管内径为0.2 mm、数量为950根时,排水速度为0.444 3 cm³/s,该装置可以实现连续缓慢排水。

     

突出煤层钻孔深孔通连抽采技术研究与应用

针对平煤四矿己15煤层突出危险性瓦斯治理问题,瓦斯抽采是最有效的措施,尤其抽放钻孔封孔工艺是决定钻孔封孔严密性的重要指标,是决定钻孔是否抽出瓦斯的先决条件.根据现场施工经验,合理加大了钻孔封孔长度和深度,改造了封孔管筛眼布置方式,实施"一孔一管"通管直连工艺,并采用微膨胀"两堵一注"高压注浆技术,同时强化现场管理,确保...     

坦家冲矿瓦斯抽放钻孔封孔工艺技术研究

针对传统的聚氨酯封孔工艺存在的缺陷,在实践的基础上,总结出了采用聚氨酯-膨胀水泥砂浆封孔技术,实践表明,该技术的应用提高了矿井的瓦斯抽采率,解决了抽放过程中抽放钻孔漏气及抽放率低等问题。     

煤矿井下碎软煤层瓦斯抽采钻孔钻进工艺

碎软煤层在我国煤矿区分布广泛,具有瓦斯含量高、压力大、渗透率低等特征,在碎软煤层中钻进存在喷孔、塌孔、排渣不畅等问题,导致碎软煤层钻进困难、孔内事故频发,进而影响成孔深度和成孔率,造成瓦斯治理盲区;尤其是随着我国煤矿开采深度的增加,碎软煤层瓦斯抽采孔工作量和成孔难度不断增大。针对碎软煤层瓦斯抽采对钻孔施工需求,研究开发了高转速螺旋钻进工艺、中风压空气钻进工艺、气体定向钻进工艺等实用、经济的碎软煤层高效钻进技术,破解了碎软煤层钻孔排渣护孔、轨迹控制和高效成孔等方面难题,实现了碎软煤层钻孔在服役周期内的长效利用,相关技术在安徽、贵州、山西等地区成功推广应用,达到高效、精准抽采的目的,为矿井安全生产提供了技术保障。