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.     

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。     

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。     

芦岭煤矿穿层钻孔二次封孔技术及工艺研究

针对当前芦岭煤矿地压大、底板巷穿层钻孔预抽时间长及穿层钻孔瓦斯抽采浓度偏低的情况,对穿层钻孔二次封孔技术及配套工艺进行研究,确定了适合芦岭煤矿底板穿层钻孔孔群的二次封孔工艺。不同负压条件下二次封孔技术实施后,瓦斯抽采浓度能够提高15%以上,并至少能够维持103d;负压2.5kPa时,二次封孔技术实施后103d内,技术实施前后瓦斯抽采浓度平均提高50%;负压4.5kPa时,二次封孔技术实施后43d内,技术实施前后瓦斯抽采浓度平均提高54%。     

瓦斯抽采钻孔二次封孔装置及封孔工艺研究

瓦斯抽采封孔不严密易导致钻孔内瓦斯向巷道内涌出,威胁井下作业安全,研究提出一种煤矿瓦斯抽采钻孔封孔装置,在瓦斯抽采后,对抽采钻孔进行第1次封孔后,随着孔内煤壁瓦斯涌出,瓦斯集聚,钻孔内的瓦斯量不断增加,可自行通过水和水泥的混合对孔洞进行二次封孔,提高封孔质量,减少瓦斯涌出,比聚氨酯封孔孔口瓦斯浓度降低了61.8%,比水泥砂浆封孔孔口瓦斯浓度降低了43.2%,降低了钻孔向巷道内瓦斯涌出量,为井下了安全生产提供了保障。     

瓦斯抽放钻孔封孔技术的改进

本文根据梅田三矿的具体条件分析了各种封孔技术的优缺点,改进了黄泥封孔的工艺,利用事先成型的蜂窝泥和速凝水泥相结合进行封孔,取得了封孔严密不漏气、提高了纯瓦斯抽放量的好效果。     

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。     

煤矿瓦斯二次封孔技术

在瓦斯矿井的瓦斯抽放该过程中,为提高瓦斯的抽采率,在瓦斯抽放孔封孔抽放后,利用带压气体将微细膨胀粉料送入煤层钻孔内,微细膨胀粉料在抽采负压的作用下,渗入煤层周围的网状裂隙内,增加了裂隙内气体的流动阻力,有效阻隔外界空气进入抽采钻孔的通道,使钻孔内漏风量显著减少,实现二次封孔。大幅度提高瓦斯抽采浓度,延长有效抽采期,提高钻孔的利用率。     

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%。     

预抽瓦斯钻孔封孔工艺的改进

本文对用钻机钻杆封孔的工艺及封孔程序的改进作了叙述。和以前的人工封孔、注浆罐封孔及聚氨脂封孔的工艺进行了对比,认为用钻机封孔和先封孔后钻进的工艺比其它三种封孔工艺具有:封孔气密性好、安全性高、所需工时和材料少等优点。     

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。     

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。     

抽采钻孔封孔失效的二次处理措施

针对九里山矿抽采系统中部分抽采钻孔由于封孔失效而造成抽采浓度低,抽采效果差的问题,在原抽放管内二次封孔方法(统称孔内封孔法)的基础之上,提出了"破孔、透孔、分段封孔"三步走的破孔二次封孔方法(统称破孔封孔法),并进行了现场试验,通过与孔内封孔法相对比,表明破孔封孔法的平均抽采浓度是孔内封孔法的2.52倍。     

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。     

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%。     

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。     

含水煤层瓦斯抽采钻孔封孔工艺

封孔材料及工艺是决定瓦斯抽采效果的关键技术之一,针对含水煤层瓦斯抽采钻孔封孔质量差的难题,采用新型封孔材料,配合封孔袋的隔水作用及改进的封孔工艺,可有效封堵有水钻孔,保证矿井瓦斯抽采的效果。     

二次封孔技术在山脚树矿的应用

针对山脚树矿存在的钻孔漏风严重、瓦斯抽采浓度低的问题,提出了二次封孔技术。介绍了二次封孔的基本原理及为期4个月的现场工业性试验。结果表明：二次封孔技术能有效封堵煤层钻孔附近的裂隙,阻隔外界空气的进入,减少漏风,使瓦斯抽采浓度平均提高了23.9%。为我国煤层瓦斯抽采提供了新的选择方案,具有广阔的推广应用前景。     

瓦斯抽采钻孔化学注浆封孔技术的应用

针对现有瓦斯抽采钻孔封孔技术的封孔长度短、深度小、对钻孔周边的裂隙带封堵密实性较差等不足,提出了一种化学注浆封孔技术,可增加封孔长度和深度,有效地封堵了钻孔周边的裂隙带,提高了瓦斯抽采浓度,延长了瓦斯抽采期。在神华宁夏煤业集团公司1对高瓦斯矿井和3对煤与瓦斯突出矿井应用后,取得了良好的应用效果。