囊袋式“两堵一注”带压注浆排水排气封孔技术

一体化囊袋式两堵一注封孔技术是目前矿井中应用较为普遍的一种钻孔封孔技术。在传统的两堵一注封孔工艺的基础上,增加了排水排气装置,实现了注浆过程中有效地将封孔段和注浆料中的水和空气排净,改善了浆液的凝固效果。此外,还将单向阀压力从原来的0.2~0.3 MPa提高到0.5~0.6 MPa,使囊袋可以充分膨胀,防止漏液。此工艺在漳村矿3号煤层进行了现场应用,结果显示封孔经济成本降低了48.57%,现场单个推送封孔器时间节约了15 min。     

松软破碎岩层“两堵一注”式带压注浆封孔工艺研究与应用

针对松软破碎岩层钻孔封孔质量差,瓦斯抽采浓度和流量偏低等问题,提出优化改进的两堵一注式带压注浆封孔技术。阐述了该封孔工艺的基本原理和施工流程,于鹤煤某矿1310工作面进行了工业性实验。     

囊袋式封孔技术在探水钻孔中应用

为了提高探水钻孔封孔质量,保证掘进巷道探放水施工安全,避免因探水钻孔封孔不合格,造成放水过程中出现窜孔现象,导致透水事故发生,潞安集团漳村煤地测科矿通过技术研究,对传统探水钻孔封孔工艺进行优化,提出了囊袋式封孔技术,并在2301风巷探放水施工过程中进行应用,取得了显著应用成效。     

李雅庄矿顺层钻孔两堵一注带压注浆封孔技术

针对李雅庄煤矿顺层钻孔存在封孔质量差、抽采浓度低和有效抽采时间短等难题,通过理论分析和现场试验,确定了李雅庄煤矿带压封孔工艺技术参数,验证了"两堵一注"带压注浆封孔技术在李雅庄煤矿的适用性。试验表明,在3个月的考察时间内,试验组平均瓦斯抽采浓度达到20%以上,效果显著,同时,减少了钻孔漏气,为下一步瓦斯抽采提供了可靠的技术支撑。     

双囊袋带压注浆封孔技术在瓦斯压力测定中的应用

为解决复杂地质条件下煤层瓦斯压力测定过程中存在的问题,提高封孔质量,提出了双囊袋带压注浆封孔技术,并在郑州市磴槽集团磴槽煤矿进行了试验。双囊袋带压注浆封孔技术采用高压注浆能有效地封堵钻孔裂隙,减少封孔工序,提高了可操作性和使用安全性。     

“两堵一注”封孔工艺在银北矿区的应用研究

针对银北矿区抽采钻孔普遍存在封孔质量差、抽采浓度低及有效抽采时间短的难题,通过理论分析和现场试验,确定了“两堵一注”带压封孔的工艺技术参数。研究结果表明,赛瑞封孔剂结合“两堵一注”的封孔工艺克服了原封孔工艺中存在的弊端,加长了封孔深度和封孔长度,有效提高了煤层瓦斯的抽采效果,具有较好的适用性。     

“两堵一注”+内外双管封孔法在顺层钻孔封孔中的应用研究

基于对孔周裂隙分布特征及巷周煤岩蠕变特征的分析,确定了顺层钻孔漏气的原因,并结合义棠煤业10号煤层的赋存条件,提出了顺层钻孔“两堵一注”+内外双管封孔方法。现场应用表明,该方法可有效封堵孔周的裂隙和巷周煤体蠕变造成的裂隙,且取得了良好的封孔效果。     

“两堵一注”式顺层钻孔封孔技术研究与应用

针对本煤层瓦斯抽采钻孔封孔质量差、抽采浓度低、有效抽采周期短和抽采后期漏风严重的技术难题,研究了聚氨酯封孔及水泥封孔的特性,提出了两堵一注式顺层钻孔封孔新技术,阐述了该技术的基本原理和工艺参数。在平煤十矿戊8.9-20230工作面进行了工业试验,结果表明两堵一注式顺层钻孔封孔新技术增加了钻孔周围煤体的强度,减少了钻孔的漏风量,提高瓦斯抽采浓度30%~40%,提高抽采流量0.015m3/min,延长抽采期2个月以上。     

井下水力压裂钻孔囊袋式两堵多注封孔技术及应用

煤矿井下水力压裂钻孔主要应用于高瓦斯低透气性煤层的增透,封孔质量是影响压裂效果的关键因素之一。为了提高水力压裂钻孔的封孔质量,提出囊袋式"两堵多注"封孔的思路。在现有封孔技术的基础上,开发出了一套适用于煤矿井下水力压裂钻孔的囊袋式封孔技术,保证了水力压裂钻孔封孔质量。在淮南矿业集团公司9个煤矿共计施工97个水力压裂孔,在30MPa的压裂压力下,未出现孔口跑浆现象。压裂后煤层透气性系数达到原始状态下的5倍以上,单孔抽采纯量和抽采单元内抽采纯量均达到原始状态下的2倍以上。     

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。     

卸压区域顺层钻孔两堵一注定点封孔位置考察与应用

由于受底抽巷穿层钻孔条带治理的影响,后期在煤巷施工的顺层钻孔封孔深度不易掌握,采用“一堵一注”封孔工艺,取得了一定的效果,但部分钻孔存在漏气现象,结合矿井巷道预排瓦斯等值宽度测试结果,提出“两堵一注定点封孔”方法,并与现有封孔工艺的抽采参数进行对比,结果显示,两堵一注定点封孔工艺抽采效果提高了1.5倍,封孔材料节约了15.4%。     

钻孔周围瓦斯压力分布及抽放参数研究

为了分析钻孔抽采瓦斯运移规律,理论分析了煤岩体瓦斯运移规律计算方程,依据此建立了钻孔抽采瓦斯模型,然后数值模拟了不同抽采时间下瓦斯压力分布、不同理论下钻孔瓦斯有效抽采半径以及不同抽放时间下煤层渗透率变化规律。研究为矿井瓦斯抽放提供了借鉴。     

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。     

保德煤矿81306综放工作面高位钻孔最优参数研究

为了确定工作面采空区高位钻孔施工的合理工艺参数,以81306综放工作面为研究对象,结合上覆岩层运移规律,推算出高位钻孔的终孔位置在18.04~52.21 m。以此为基础,在81306一号回风道布置4个高位钻场,共计15个高位钻孔,研究不同钻孔类型、终孔位置、钻孔长度和距巷帮距离对钻孔抽采浓度和纯瓦斯流量的影响。研究结果表明,定向长钻孔优于常规钻孔,高位钻孔距底板30 m时效果最好,20 m时次之。综合现场测试和Fluent 软件模拟结果,制定了保德煤矿高位钻孔布孔设计方案,为工作面采空区瓦斯治理提供了借鉴。     

二次封孔套管测压技术研究及应用

煤层瓦斯压力是煤层瓦斯参数的重要指标,其大小直接决定着相关瓦斯防治措施的制订和实施。为解决封孔漏气问题,综合各种封孔测压技术,提出了二次封孔套管测压技术,该技术采用一次钻孔到煤层底板后全段带压注浆封孔,然后原地开孔穿透煤层至顶板,再下套管注浆封孔,在套管内安装测压管,可有效封堵钻孔周围裂隙,提高测压气室密封效果。现场应用表明,与水泥砂浆封孔对比,二次封孔套管测压技术在相同的地质单元施工参数相同的钻孔所测煤层瓦斯压力值更高,说明该技术更好,测压准确率高。     

基于圆孔扩张理论压密注浆不排水条件下理论计算方法

针对目前压密注浆理论未考虑浆液重力和惯性的缺陷,基于宾汉流体的本构方程以及微单元体的受力平衡方程,推导得出了考虑重力条件下土体介质中浆液渗流的速度方程。对于压密注浆,已有的理论仅限于弹性范围,基于圆孔扩张理论,对压密注浆过程中土体塑性区内的应力分布以及扩孔过程中塑性区半径变化和孔壁处的压力变化做了研究,最终计算得出注浆的极限注浆压力。对不排水条件下的柱孔扩张问题分别进行了探讨,同时考虑了超固结比和静止侧压力系数不同带来的影响,展开参数分析。将数值解与解析解对比,发现误差在可接受范围内。     

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。