囊袋式注浆和聚氨酯2种封孔方式的抽放效果对比分析

综合分析了囊袋式注浆与聚氨酯2种封孔技术的封孔机理,在义煤集团新安矿现场考察发现,囊袋式注浆封孔抽放瓦斯浓度要明显高于聚氨酯封孔抽放浓度,抽放3个月后,囊袋式注浆封孔钻孔平均抽放瓦斯浓度仍是聚氨酯封孔钻孔平均瓦斯浓度的2.23倍。     

一体式囊袋全程注浆封孔工艺应用研究

针对"两堵一注"封孔工艺操作复杂、成本高、封孔强度不够,容易导致钻孔封堵不严,甚至浆液通过裂隙进入孔内,将孔封堵,降低瓦斯抽放效率,提出了"一体式囊袋全程注浆"封孔工艺,该工艺使用8 m囊袋注浆,操作简便、封孔效果好、一体化程度高,囊袋内水泥浆充填后通过囊袋弹性与钻孔规则与不规则处孔壁得到贴合,保证钻孔密封。应用结果表明,"一体式囊袋全程注浆"封孔钻孔的平均瓦斯浓度和平均瓦斯抽采纯量分别是"两堵一注"封孔钻孔的2.9倍和3.9倍。     

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。     

聚氨酯注浆封孔技术在松软煤层瓦斯抽放中的应用

针对传统封孔方法在松软煤层瓦斯抽放封孔时,存在质量差、衰减快、预抽期长的问题,对聚氨酯注浆封孔技术进行试验研究,结果表明,采用聚氨酯注浆封孔技术后,钻孔瓦斯抽放浓度能够达到90％以上,比传统封孔方法提高了4.3倍,有效地解决了抽放钻孔瓦斯浓度偏低的问题.     

分体组合式囊袋+CE封孔材料在16509工作面的应用

为改进封孔材料,优化封孔工艺,分别采用分体组合式囊袋+CE高水膨胀封孔材料的封孔工艺、胶囊式注聚氨酯封孔工艺和普通囊袋式水泥注浆封孔工艺进行封孔,通过瓦斯抽采浓度、单孔封孔成本、钻孔封孔成功率、钻孔高浓度抽采时间4个指标对封孔的效果进行了对比。结果显示,分体组合式囊袋+CE高水膨胀封孔材料的封孔工艺4项指标明显优于胶囊式注聚氨酯封孔工艺和普通囊袋式水泥注浆封孔工艺。     

新型囊袋式带压封孔技术应用

为有效提高瓦斯抽采浓度,马兰煤矿采取了囊袋式带压封孔工艺,共施工本煤层钻孔443个,穿层抽放钻孔430个,通过与聚氨酯封孔技术的瓦斯抽采浓度及囊袋式封孔浓度相互进行比较,得出:囊袋式封孔技术瓦斯抽采浓度提高10%,囊袋式注浆封孔钻孔浓度变化有一定波动,主要是由抽采前期瓦斯浓度并不稳定及打钻过程中较早见矸导致的。     

两端自堵封孔囊袋的研制及应用

为探求更加简单、有效的封孔技术,在对常规抽采钻孔封孔技术分析的基础上,研制了配合化学材料共同使用的两端自堵封孔囊袋,该技术工艺简单,一次注浆完成封孔,可实现定长定位带压封孔,封孔效果好、效率高、劳动强度低。在龙山煤矿进行了工业性试验,结果表明:采用两端自堵封孔囊袋所封抽采钻孔瓦斯浓度衰减慢,钻孔服务周期长,高浓度钻孔比例高。     

新型瓦斯抽采钻孔保压封孔技术

封孔工艺与封孔参数是制约钻孔瓦斯抽采效果的关键因素,通过分析巷道和钻孔围岩应力与裂隙分布特征,给出了瓦斯抽采钻孔封孔位置与封孔压力的基本原则。结合"两堵一注"封孔装置存在漏浆"三角区"的缺陷,设计了1款新型保压注浆封孔装置,通过将注浆管、回浆管以及瓦斯抽采管进行一体化设计,提高了封孔囊袋的气密性与注浆压力。现场工业性实验表明:与传统聚氨酯及"两堵一注"封孔工艺相比,在钻孔投抽30 d后,瓦斯抽采浓度分别提高32.98%和11.94%,钻孔瓦斯抽采纯量分别提高47.1%和19.05%;钻孔投抽60 d后,抽采浓度分别提高105.96%和50.30%,钻孔瓦斯抽采纯量分别提高120.0%和37.5%。     

瓦斯抽采顺层钻孔封孔新工艺研究

采用速封注式注浆囊袋封孔技术对顺层钻孔进行封孔,并对封孔效果进行分析。研究表明:利用高压注浆充填钻孔周围裂隙,消除了钻孔的漏气通道,使钻孔得到可靠支护,杜绝了钻孔因扰动而产生新的漏气通道,有效提升抽放浓度;与原封孔工艺相比,单孔浓度提高了2倍,单孔纯流量提高了3倍,显著提升了钻孔的利用率与瓦斯抽采率。     

煤矿新型瓦斯抽采钻孔保压封孔技术研究

为提高钻孔瓦斯抽采效果,基于封孔工艺与封孔参数是影响钻孔瓦斯抽采效果的两个重要因素,通过分析钻孔轴向应力及径向应力它们各自与裂隙分布特征,得到了瓦斯抽采钻孔最佳封孔位置的选择方法以及封孔压力原则,通过分析传统“两堵一注”封孔工艺易出现漏浆“三角区”的不足,设计了一种新型保压注浆封孔装置,该装置通过把注浆管、回浆管以及瓦斯抽采管这三部分合理融合,进行一体化设计,封孔囊袋的气密性以及实际注浆压力得到了显著提升,实际应用结果表明,该种新型保压封孔技术,封孔效果更好,瓦斯抽采浓度更高,具有一定的推广应用价值。     

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。     

孟津煤矿抽采钻孔封孔工艺参数优化试验研究

为解决孟津煤矿12070工作面瓦斯抽采过程中封孔质量难以保证,部分钻孔抽采浓度衰减快等问题,采用理论分析、实验室试验、现场工业性试验相结合的方法,分析了导致瓦斯抽采钻孔封孔质量差的原因,研究了封孔剂、封孔压力、囊袋长度等因素对封孔效果的影响,针对原两堵一注封孔工艺的不足,提出了改善封孔剂配比,确定合理封孔压力,加大囊袋长度等封孔工艺优化措施。工程实践表明,优化封孔措施后,孟津煤矿12070工作面瓦斯抽采稳定阶段浓度是优化前的11倍,且第50天仍有初始平均浓度的45%。     

中心分流囊袋式注浆封孔器的研制

我国政府高度重视煤矿瓦斯抽采利用,确立了"先抽后采"的瓦斯治理工作方针,建立了"通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位"的瓦斯综合治理工作体系。中心分流囊袋式注浆封孔是一种新型高效的煤层瓦斯抽采封孔方法,封孔浆液从注浆阀分流进入两个囊袋,囊袋膨胀压力达到设定值后注浆阀上的压力控制打开,浆液进入两个囊袋之间的钻孔内。此种封孔器结构新颖,操作方便,降低了工人的劳动强度,抽采的瓦斯浓度大幅提高,有利于煤矿的安全开采。     

高压囊带式注浆封孔技术在义安矿的应用

通过试验高压囊带注浆封孔技术,在确定注浆液体配方基础上,较好的解决了传统的聚氨酯封孔由于封孔质量差,抽采效果不理想的问题。结果表明,高压囊袋注浆封孔法使得钻孔周围的裂隙得到很好的充填,消除开孔时的漏气通道,又能使得钻孔得到可靠支护,保证钻孔的稳定,使得周围不产生新的漏气通道。试验钻孔抽放90 d之后,平均抽放浓度仍然达到了33%,效果十分明显。     

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。     

穿层压裂抽采一体化钻孔封孔长度研究

针对穿层水力压裂抽采一体化钻孔封孔技术现场施工难度大、封孔长度不合理等问题,在原有的瓦斯抽采"两堵一注"封孔技术基础上,提出改进的适用于压裂抽采一体化钻孔的封孔技术;建立水力压裂条件下囊袋力学模型。通过确定首山一矿己_(15-17)煤层合理的最大水力压裂压力,计算此压裂压力条件下合理的封孔长度;通过FLAC~(3D)数值模拟分析瓦斯抽采条件下的合理封孔长度,最终确定合理的封孔长度为10 m,并在底抽巷布置不同封孔长度的穿层钻孔进行对比验证。结果表明:最大水力压裂压力为25 MPa的条件下,采用10 m的封孔长度能满足水力压裂与瓦斯抽采要求,取得良好的技术经济效果。     

瓦斯抽放钻孔封孔工艺改进及效果检测研究

 通过对瓦斯抽放钻孔传统封孔工艺研究分析,在实践总结的基础上,云盖山煤矿一矿改进封孔工艺,提出“矿用合成树脂、水泥浆加压注浆”联合封孔新工艺,并设计研制出瓦斯抽放钻孔封孔漏气检测装置确保钻孔封孔质量,从而简化了瓦斯抽放封孔操作工序,降低了瓦斯抽放封孔成本,保证了抽放钻孔孔口抽采负压,有效提高了矿井瓦斯抽放浓度,实现了矿井安全生产。     

大直径钻孔高压保压封孔技术研究

为提高钻孔瓦斯抽采效果，基于封孔工艺与封孔参数是影响钻孔瓦斯抽采效果的两个重要因素，通过分析钻孔轴向应力及径向应力各自与裂隙分布特征，得到瓦斯抽采钻孔最佳封孔位置。通过分析传统“两堵一注”封孔工艺易出现漏浆“三角区”的不足，设计了一种新型保压注浆封孔装置，该装置通过把注浆管、回浆管以及瓦斯抽采管这三部分合理融合，进行一体化设计，封孔囊袋的气密性以及实际注浆压力得到了显著提升，实际应用效果表明：该种新型保压封孔技术封孔效果好，瓦斯抽采浓度高，具有一定的推广应用价值。     

新型囊袋式注浆封孔器在阳煤集团的研发与应用

针对阳泉矿区瓦斯抽采钻孔封孔质量差、抽采效率低的问题,分析了传统的瓦斯抽采钻孔封孔工艺的缺陷,结合阳泉矿区多年来在瓦斯抽采钻孔封孔中的研究,提出了新型囊袋式注浆封孔装置及封孔方法,阐述了该装置的结构、封孔原理及优势,并在阳泉矿区寺家庄煤矿得到了验证。     

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。