松软高突煤层封孔关键技术研究与应用

针对豫西新安煤田本煤层顺层钻孔瓦斯抽采浓度低、衰减快等问题,从钻孔成型、封孔深度和封孔材料3个方面对影响封孔质量的主要因素进行了分析,通过对封孔工艺的优化,实现了深封孔、封深孔的目的。实践表明:应用新式封孔工艺后瓦斯抽采效果有了大幅提高,单孔抽采浓度在91%以上。     

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。     

钻孔新型封孔方法与封孔深度研究

抽采瓦斯钻孔封孔方法与封孔深度决定了封孔质量和抽采效果。通过分析巷道及钻孔周边卸压区主要影响因素,利用RFPA~(2D)数值模拟软件,结合鹤煤八矿煤层力学参数,对3202工作面蠕变效应进行研究,确定了合理的封孔位置和封孔长度;采用新型径向膨胀封孔技术开展现场试验,结果表明,与原封孔技术相比,采用径向膨胀封孔技术单孔平均瓦斯抽采浓度和抽采纯流量分别提高了72%和59.7%,取得良好的封孔效果。     

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。     

松软破碎煤体顺层钻孔封孔工艺探讨

根据钻孔施工区域不同瓦斯地质条件,因地制宜的选择钻孔封孔工艺是保证钻孔封孔质量,提高瓦斯抽采效率的关键。对基于"两堵一注"带压封孔原理的三种不同封孔工艺进行地面封孔材料特性参数测试、封孔器特性参数试验、封孔工艺地面模拟实验,并以余吾煤业N1205回风巷为试验巷道,进行试验,同时以单孔浓度为指标进行封孔效果考察,得出三种封孔工艺各自的优缺点及井下封孔效果的优劣,为余吾煤业受采动影响松软破碎煤体区域顺层钻孔封孔提供了重要的参考。     

囊袋式全程下筛管带压封孔技术在瓦斯抽采中试验及应用

在突出单一中厚煤层瓦斯抽采过程中,封孔质量是影响钻孔抽采效果的关键因素。针对普通封孔工艺在瓦斯抽采过程中存在的问题,介绍了囊袋式全程下筛管带压封孔技术的基本原理,在试验区对2种封孔工艺及抽采效果进行了试验,对比分析得出：囊袋式全程下筛管带压封孔技术从钻孔施工到封孔连抽能够满足现场瓦斯抽采需要;连抽之后无论是单孔还是整体上抽采效果显著提高,抽采浓度、抽采纯量提高,瓦斯衰减周期延长,为下一步瓦斯钻孔封孔提供指导。     

不同瓦斯抽采钻孔封孔工艺封孔效果的现场试验对比研究

为了考察不同封孔工艺在低渗透煤层中的瓦斯抽采效果,通过现场瓦斯抽采试验,对比分析了传统封孔、自胀式封孔、袋装封孔、封孔器封孔以及主动承压式封孔5种封孔工艺的钻孔瓦斯浓度变化特征,介绍了主动承压式封孔工艺的工艺原理。结果表明:主动承压式封孔工艺的钻孔瓦斯浓度在抽采初期呈上升趋势,随后缓慢降低并稳定在70%左右,钻孔瓦斯浓度出现显著衰减的时间为70～80 d,高瓦斯浓度抽采的时间长达91 d,远高于相同条件下采用其他封孔工艺的抽采钻孔;此外,采用该封孔工艺的钻孔瓦斯浓度自孔底向孔口仅衰减14%,为各类封孔工艺中瓦斯浓度衰减最低的封孔方式。综合对比各类封孔工艺下抽采钻孔瓦斯浓度变化特征、瓦斯浓度显著衰减时间和高浓度瓦斯持续抽采时间等指标,采用主动承压式封孔工艺可以取得良好的瓦斯抽采效果。     

顺层钻孔确定合理封孔深度方法研究

确定合理的封孔深度是保障抽采钻孔封孔质量的重要环节之一,也是提高瓦斯抽采效率的关键。根据李雅庄煤矿煤层条件及应力分布情况,基于钻屑量和钻屑瓦斯解析指标方法,确定巷道周围松动圈范围并得出顺层钻孔合理封孔深度范围。通过现场实测数据和不同封孔深度的抽采效果验证表明,顺层瓦斯抽采钻孔封孔深度必须超过应力集中带,最后确定李雅庄煤矿顺层钻孔合理封孔深度为12 m,此时单孔初始瓦斯抽采浓度提高1倍以上,大幅提高钻孔封孔质量和单孔瓦斯抽采效果,为实现瓦斯高效抽放奠定了坚实基础。     

抽采钻孔带压注浆封孔技术的研究与应用

针对目前国内顺层瓦斯抽采钻孔封孔质量差,钻孔有效抽采期偏短的技术难题,提出了带压注浆封孔技术。阐述了带压注浆技术的基本原理,并对其配套材料的性能和设备进行了研究。该封孔技术在宣东二号煤矿开展了现场工业性试验。结果表明:带压注浆封孔技术能增加封孔深度,实现了封孔工艺由手工向机械的转换,提高了抽采钻孔的封孔质量,使瓦斯抽采平均浓度提高了40%左右,单孔平均多抽瓦斯量约1 036.8 m3。     

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。     

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。     

顺层钻孔瓦斯抽采漏气规律及封孔技术研究

顺层钻孔瓦斯抽采时,在矿山压力作用下,极易出现抽采漏气的情况,为了提高顺层钻孔瓦斯抽采效果,据巷道围岩应力分布规律,分析了抽采钻孔轴向和径向的应力和裂隙分布特征,提出顺层抽采钻孔的4种漏气通道分别为:封孔材料漏气、钻孔周围煤体漏气、封孔材料与钻孔壁间隙漏气以及邻近钻孔影响漏气。基于漏气通道分析结果,得出顺层钻孔抽采应堵实钻孔径向松动圈和设计合理的封孔长度的封孔原则。根据钻孔漏气机理及封孔原则并结合现场条件,对孟津煤矿原聚氨酯封孔工艺进行考察并优化,得出优化后的封孔深度应为20 m,并结合径向裂隙范围,提出了两堵一注全程注SRS-Ⅱ高强微膨胀型快速凝固封孔材料的封孔工艺,在12030运输巷进行了工业试验。通过对封孔优化前后的跟踪监测数据进行对比分析,得出封孔优化后的瓦斯抽采体积分数为原封孔工艺瓦斯抽采体积分数的1.1～1.9倍,优化后的瓦斯抽采纯量为原封孔工艺的2.6倍左右,且原封孔工艺较封孔优化后的抽采体积分数和抽采纯量衰减明显。因此,优化后的封孔工艺抽采效果较原工艺明显提高,为同类型矿井顺层抽采封孔提供了借鉴。     

安尔特封孔工艺在高瓦斯矿井的应用研究

为有效提高瓦斯抽采钻孔封孔质量,通过对安尔特“两堵一注”封孔工艺进行研究,确定影响封孔质量的主要因素是封孔长度和封孔压力,采用数值模拟和现场实测确定了王坡煤矿瓦斯抽采钻孔合理的封孔长度和封孔压力,同时对比分析了安尔特封孔工艺和聚氨酯封孔工艺的应用效果。现场试验结果表明：安尔特封孔工艺条件下瓦斯抽采钻孔的最高瓦斯浓度、平均瓦斯浓度、最大瓦斯纯流量和平均瓦斯纯流量分别较聚氨酯封孔工艺提高了44.86%、135.62%、30.56%和82.63%,有效提高了钻孔封孔质量;同时安尔特封孔工艺的时效性较聚氨酯封孔工艺显著增加,可以全面提升高瓦斯矿井瓦斯抽采效果。     

煤矿瓦斯抽采钻孔新型封孔剂在磨心坡煤矿的应用

为了解决水泥砂浆封孔不严、瓦斯抽放浓度低、抽放效果较差的问题,开发了一种改性聚氨酯双组分专用瓦斯抽采钻孔封孔剂。介绍了该封孔剂在磨心坡煤矿的应用施工工艺技术,分析总结了封孔材料、工艺改进后的瓦斯抽放效果。实践表明,该封孔剂密封性较好,钻孔瓦斯抽放浓度、抽放量均有明显提高,且适用于快速密封不同深度、孔径及角度的瓦斯抽放钻孔和注水钻孔。     

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。     

一种新型封孔技术在顺层钻孔瓦斯抽采作业中的应用分析

为提高顺层钻孔瓦斯抽采效果,针对顺层钻孔瓦斯抽采易出现漏气的问题,以山西潞安化工集团常村煤矿顺层钻孔瓦斯抽采工程为例,分析了顺层钻孔瓦斯抽采原封孔技术存在的不足,找出了气体泄漏的规律,基于顺层钻孔瓦斯抽采封孔的基本原则,提出了可采用高强微膨胀型速凝封孔材料来封堵顺层钻孔的新型封孔技术,应用结果表明,新封孔技术封孔效果较好,瓦斯抽采纯量明显提升,瓦斯抽采效果较好,可为类似工况下的瓦斯抽采封孔提供参考。     

五轮山煤矿瓦斯抽采钻孔封孔工艺优化研究

为了解决五轮山煤矿瓦斯抽采钻孔抽采瓦斯浓度低、纯量小和有效抽采寿命短等技术难题,提出"两堵一注"带压封孔和定点封孔技术。通过试验研究表明:采用"两堵一注"带压封孔方式后,单孔抽采瓦斯浓度较普通封孔提高30%;定点封孔单孔瓦斯抽采浓度提升2.6倍,瓦斯抽采纯量提升5倍。2种技术均能有效解决五轮山煤矿瓦斯治理难题。     

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。     

底抽巷穿层钻孔封孔工艺改进及应用

封孔技术决定瓦斯抽采效率高低。基于底抽巷穿层钻孔的返渣封孔技术,是将钻孔后形成的含水岩屑、岩块通过工艺改进形成坚固的封孔材料加以利用。试验表明:封孔钻孔瓦斯抽采浓度平均为45%~73%;单孔封孔费用为原来的1/2。     

下沟煤矿本煤层预抽钻孔合理封孔长度研究

封孔长度的合理性对于煤层预抽钻孔的抽采质量影响较大,当封孔长度较大时,不利于封孔段瓦斯的抽采,同时封孔成本增加,反之当封孔段长度较小时,若未封孔部分与煤壁裂隙导通,钻孔发生漏气又影响钻孔抽采质量。为确定合理的封孔长度,针对下沟煤矿302工作面特定的地质条件,采用单孔声波发射对巷道卸压区和应力集中区范围进行了研究,通过分析卸压区范围,确定了合理的封孔长度,并结合试验孔周边的预抽钻孔抽采数据,进行了验证分析,得出该工作面的合理封孔深度为8 m。