突出煤层卸压增透后封孔技术研究与应用

为了解决突出煤层水力化卸压增透后,普遍存在瓦斯抽放钻孔塌孔严重、钻孔封堵难度系数大、抽采出的瓦斯浓度低、抽采衰减速度快、抽采钻孔经常出现一氧化碳等问题,传统的封孔工艺不能有效解决煤层中的裂隙对瓦斯抽采钻孔的影响,通过对高应力突出松软煤层封孔技术的研究,制定了八矿高应力松软煤层封孔工艺,提出了反压注浆封孔工艺方法。降低了瓦斯抽放钻孔漏气率、增强钻孔密封性、提高抽采浓度、消除钻孔自燃隐患,实现了瓦斯抽采最大化。     

松软煤层顺层钻孔带压注浆封孔技术研究应用

松软煤层顺层钻孔瓦斯抽采普遍存在封孔深度不合理、封孔不严等问题,抽采效果差。针对以上存在的问题,文章从松软煤层钻孔稳定性及巷道围岩应力场分析出发,确定了松软煤层钻孔合理封孔深度;并通过增大钻孔内压力对孔壁施加主动支撑,封堵充填钻孔孔壁裂隙,提出适用于松软煤层顺层钻孔带压注浆封孔技术。通过保安煤矿现场应用显示,在60d的考察期内试验钻孔平均瓦斯浓度提高30%以上,显著提高松软煤层顺层钻孔封孔的密封性和抽采效果。     

穿层钻孔“孔底一注”封孔提浓技术应用研究

针对深井低透气性强突出煤层瓦斯预抽钻孔封孔后易漏气、抽采浓度低、抽采量小的问题,提出了"孔底一注"带压封孔新工艺,降低了预抽瓦斯穿层钻孔漏气率,提高了钻孔密封性,钻孔瓦斯抽采浓度、抽采纯量大幅提升。结合现场工程试验,对该封孔技术的应用效果进行了对比分析,分析结果表明:穿层钻孔单孔瓦斯抽采浓度达80%以上,单孔抽采纯量为0.035 m~3/min,采取"孔底一注"封孔新工艺较普通的封孔工艺抽采浓度提高近4倍,抽采纯量提高近9倍,有效地改善了矿井松软低透气性煤层瓦斯抽采封孔工艺存在的问题,显著提高了煤层瓦斯抽采效果,缩短了抽采达标时间。     

瓦斯抽采钻孔“钻-割-封”技术研究及应用

为提高煤层透气性、改善抽采钻孔封孔质量,强化瓦斯抽采效果,消除煤层突出危险性,依据高压水射流破煤机理,提出"钻-割-封"技术,即对瓦斯抽采钻孔及封孔段周边煤体切割径向环形缝槽,然后注浆封孔。通过现场试验,验证采用"钻-割-封"技术钻孔的瓦斯抽采效果。现场试验结果表明:采用"钻-割-封"技术的抽采钻孔瓦斯浓度提高20%～30%,瓦斯抽采纯量相较于常规钻孔提高约1倍,实现煤层的卸压增透,提高了钻孔密封性。     

单一松软突出煤层瓦斯治理实践

针对单一松软突出煤层瓦斯治理钻孔抽采难的问题,梁北煤矿通过选择大功率钻机和三棱钻杆,提高抽采钻孔的钻进深度和成孔率,有效消除了工作面中部的预抽"空白区";通过采用"双子孔"防喷技术,解决了水力扩孔时易喷孔的问题;通过改进抽采钻孔封孔工艺,提高封孔质量,提高了单孔抽采量和瓦斯抽采浓度。采用新装备和新工艺后,实现了抽采达标,有效消除了瓦斯突出危险性并解决了瓦斯超限问题。     

提高松软高突煤层瓦斯抽采效果的新技术研究

针对目前国内松软突出煤层瓦斯抽采钻孔封孔质量差,钻孔施工完毕后稳定状态保持时间短,钻孔抽采浓度低、有效抽采周期短及抽采后期漏风严重的技术难题,提出了瓦斯抽采空间人工预留通道技术,阐述了该技术的基本原理及工艺参数。该封孔技术在平顶山某矿戊9.10-21030工作面进行了工业性试验。     

赵庄矿本煤层瓦斯抽采钻孔封孔参数优化研究

为解决松软低透气性煤层顺层瓦斯抽采钻孔封孔后容易漏气、抽采浓度低、衰减速度快、抽采效果较差的问题,对赵庄矿本煤层瓦斯抽采钻孔封孔参数进行了现场试验研究。通过试验,优化了本煤层顺层钻孔最优封孔工艺参数,即始封深度2 m,封孔深度22 m,封孔段深度20 m,注浆压力0.5 MPa,封孔材料采用本煤层专用膨胀水泥,每个钻孔的封孔材料用量175～200 kg。优化封孔工艺后抽采钻孔瓦斯浓度平均提高30%以上,平均纯瓦斯流量相较于原封孔方式明显提高。     

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。     

深埋松软煤层全孔深异径封孔技术研究

为了解决深埋松软煤层钻孔全孔深封孔技术难题,提高钻孔瓦斯抽采效果,通过对郑州矿区某煤矿瓦斯抽采钻孔护孔和封孔施工工艺以及钻孔瓦斯抽采实际情况进行分析,提出了异径护孔和"软连-短接"封孔改进技术措施及施工工艺。试验结果表明:采用异径护孔技术,通过优化孔径管径比,减少了护孔管下管阻力,全孔深护孔成功率显著提高;采用"软连-短接"封孔技术,提高钻孔有效抽采长度,增强封堵材料的可塑性,减少了封孔管和封堵材料的破坏,提高了钻孔密封效果。经测试102 m深钻孔瓦斯抽采参数,在测试周期内平均单孔甲烷抽采浓度提高了93%,抽采量提高了119%。     

松软高突煤层筛孔管护孔工艺的应用研究

由于松软高突煤层成孔性差、孔壁不稳定,造成塌孔,影响钻孔施工质量和预抽效果。通过在首山一矿顺层瓦斯抽采钻孔应用筛孔管护孔下放工艺,既解决了松软煤层成孔难、塌孔、筛管下不到位等钻孔施工技术难题,又提高了钻孔瓦斯抽采浓度,同时分析了应用过程中存在的问题,为松软高突煤层筛孔管护孔下放工艺在抽采瓦斯技术中的应用提供技术经验。     

松软低透气性煤层钻孔下筛管高效抽采瓦斯技术实践

为了解决松软低透气性煤层顺层钻孔塌孔难题,义马煤业集团在新安矿区突出矿井采掘工作面进行了顺层钻孔全程下筛管高效抽采瓦斯技术试验。通过对比全程下筛管本煤层顺层钻孔和未全程下筛管本煤层顺层钻孔的抽采浓度、抽采纯量数据,采用全程下筛管技术的单孔瓦斯抽采浓度和瓦斯抽采纯量比对比孔提高1倍以上,实现了"钻孔到位、筛管到底、抽采效果最优"的目标,确保了矿井安全高效生产。     

单一松软低透气性煤层带压封孔成套技术及工艺研究

绿水洞煤矿瓦斯抽采钻孔采用水泥浆机械封孔,基于抽采钻孔预抽效果差的问题,通过对封孔工艺改进,采用"两堵一注"带压封孔工艺,在矿井530瓦斯巷、3131瓦斯巷、3251机巷对小角度和裂隙段、大直径钻孔等顺层、穿层钻孔封孔质量进行试验。研究结果表明,相比原来封孔工艺,采用"两堵一注"带压封孔的钻孔平均抽采浓度为35%以上,单孔流量提高了2倍以上;每排抽采钻孔的单孔瓦斯抽采浓度提高了30%,该技术能有效改善矿井松软低透气性煤层瓦斯抽采封孔工艺存在的问题,显著提高煤层瓦斯抽采效果。     

麦地掌煤矿2#煤层顺层瓦斯抽采钻孔合理封孔深度确定

为了提高麦地掌煤矿2#煤层顺层钻孔瓦斯抽采浓度及抽采效率,确定合理的封孔深度是非常重要的环节,顺层瓦斯抽采钻孔合理封孔深度应该超过集中应力带应力峰值点.通过综合对比应力峰值点附近不同封孔深度钻孔瓦斯抽采浓度,最后确定2#煤层顺层钻孔合理封孔深度为16 m,提高了瓦斯的抽采浓度,延长了抽采衰减周期,为2#煤层瓦斯长时间预...     

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。     

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。     

松软煤层"两堵一注"式封孔工艺优化研究

针对余吾煤业"孤岛工作面"顺层钻孔施工过程中,由于煤质松软破碎、裂隙发育等原因,导致封孔后瓦斯浓度偏低且衰减较快,严重影响瓦斯抽采效果的难题,通过采用优化"两堵一注"带压封孔工艺提高抽采效果,并解决了松软破碎煤层钻孔封孔难、封孔效果差的问题,对本煤层破碎区域瓦斯快速抽采达标具有重要意义。     

瓦斯抽采钻孔封孔质量检测技术应用研究

结合新景煤矿瓦斯抽采钻孔封孔工艺现状,引进了一种新型的瓦斯抽采钻孔封孔质量检测技术。在新景矿3号煤层强突工作面进行工业试验,通过对不同钻孔、不同孔深进行测试,分析抽采负压和抽采浓度变化情况,能够较准确判断煤层瓦斯抽采钻孔封孔质量问题,为矿方评价抽采钻孔封孔质量,改进封孔参数和封孔方式、提高瓦斯抽采率提供有力的技术保障。     

突出煤层瓦斯抽采钻孔封孔技术研究与实践

峰峰集团所属各矿普遍采用聚氨酯封孔和水泥砂浆封孔等方法进行钻孔瓦斯抽采。但在松软岩(煤)层裂隙发育区抽采瓦斯时,存在因封孔质量差、瓦斯浓度低、预抽期长、抽采效率低下等问题。通过优化钻孔封孔工艺,研究采用"全孔下护孔筛管"、"两堵一注"封孔技术,延长了钻孔有效抽采时间,加快了工作面瓦斯抽采达标进程,对峰峰矿区抽采钻孔高效利用、瓦斯高效抽采及矿井安全生产具有重要的意义。     

三软突出煤层顺层钻孔抽采封孔技术改进

为了提高瓦斯抽采浓度,对三软突出煤层中顺层钻孔不同封孔工艺和护孔管管径进行对比分析,提出了顺层钻孔封孔采用"长护孔、小管径"的途径解决煤层中瓦斯难以抽采的问题。应用表明,该方法有效解决了顺层钻孔短时间内经常被压扁压实的问题,延长了顺层钻孔抽采时间,提高了顺层钻孔的抽采浓度,确保工作面瓦斯得到有效治理。     

基于应力分带特征的顺层钻孔合理封孔深度研究

煤层瓦斯抽采钻孔合理封孔深度的确定是保证钻孔严密封孔、提高瓦斯抽采效果的关键技术。为确定白龙山煤矿一井C2煤层顺层钻孔的合理封孔深度,以煤巷掘进工作面钻屑瓦斯解吸指标K1值和钻屑量S值为基础数据,开展基于应力分带特征的顺层钻孔合理封孔深度研究并进行现场试验,结果表明:C2煤层煤巷掘进工作面巷帮0~3 m为卸压带,3~7 m为集中应力带,7 m以深为原始应力带;C2煤层煤巷掘进工作面顺层钻孔合理封孔深度应在7 m以上;试验钻孔瓦斯抽采浓度为9%~45%,平均为27%,瓦斯抽采浓度提高1.8~5.6倍;钻孔抽采负压为14~16 k Pa,抽采负压提高1.7~2.0倍,效果明显。