瓦斯抽采二次封孔技术研究及应用

兴隆煤矿采用一次封孔工艺抽采瓦斯时,开始阶段煤层中的瓦斯压力远远超过巷道中的空气压力,即使不进行带负压抽采,煤层中的瓦斯也会向外涌出,因此抽采的瓦斯浓度比较高。抽采一段时间后,钻孔区域会产生漏风裂隙通道,外界空气在抽采负压作用下进入抽采钻孔内,导致瓦斯抽采浓度大幅度下降,缩短了抽采钻孔的有效寿命。采用二次封孔技术后,可延长有效抽采期1～2个月。     

固体粉料二次封孔技术应用

针对煤层钻孔抽放瓦斯后煤层孔隙发育,致使瓦斯浓度下降,钻孔有效抽放期缩短的技术难题,提出了固体粉料二次封孔技术。介绍了固体粉料二次封孔技术原理、施工工艺,以某高瓦斯矿井为例,对固体粉料二次封孔工艺及封孔效果进行了试验。根据试验结果,对固体粉料二次封孔的合理性与可行性进行了客观分析,并提出了改进措施,为钻孔抽采后期瓦斯抽采浓度的提高提供了新思路。     

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。     

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.     

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。     

浅谈二次封孔在首山一矿的应用

预抽煤层瓦斯是突出煤层区域防突措施在不具备开采保护层时,必须采取的也是唯一的一种区域瓦斯治理方式。如何提高钻孔抽采浓度,严密封孔是钻孔预抽煤层瓦斯的关键,而对于构造煤,由于其本身的特性,使得抽放钻孔浓度衰减很快。通过对钻孔进行二次封孔,有效地提高了钻孔抽采浓度和降低了抽放钻孔的衰减速度,使得煤层瓦斯得到更好的治理,进而更充分地消除煤层突出危险性。     

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%。     

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。     

“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。     

钻隔封封孔技术在提高瓦斯安全抽采效率中的应用研究

为解决瓦斯抽采钻孔密封性差、漏风量大和伴生的破碎煤体自燃灾害,提出了新型钻隔封一体化封孔技术来对瓦斯抽采钻孔封孔。钻隔封一体化封孔技术通过注入柔性膏体封孔材料密封钻孔,钻孔内和钻孔周围煤壁喷涂黏性无机密封材料,来实现动态密封钻孔周围新生裂隙,隔绝破碎煤体与周围空气接触,提高瓦斯抽采浓度和降低破碎煤体自燃风险。煤矿现场试验表明,采用新型钻隔封一体化封孔技术后,瓦斯抽采钻孔周围煤体漏风大大降低,瓦斯抽采浓度较常规封孔的钻孔提高了2.3倍,钻孔内部温度降低了12.8℃,破碎煤体自燃风险大幅降低,切实保障瓦斯抽采工作安全高效进行。     

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。     

固体颗粒二次封孔一体化技术的研究与应用

为解决钻孔抽采瓦斯过程中抽采一段时间后,由于钻孔周围裂隙发育与外界连通导致瓦斯浓度大幅度降低的问题,在原有二次封孔方法的基础上提出了二次封孔一体化技术。阐述了二次封孔一体化原理,建立煤(岩)裂隙特性对瓦斯抽采质量影响的数值分析模型,分析采动影响区与原始煤体内裂隙宽度与裂隙间距对与瓦斯抽采质量的影响情况。在盘江矿区山脚树煤矿南井21129工作面运输巷与金佳煤矿1137工作面运输巷开展了工业试验,结果表明:在山脚树煤矿采用固体颗粒二次封孔一体化技术可使瓦斯浓度平均提高23.3%,瓦斯抽采有效期平均延长24d;在金佳煤矿可使瓦斯浓度平均提高17.2%,瓦斯抽采有效期平均延长22d,为贵州矿区高瓦斯煤层的安全高效开采提供了参考和借鉴。     

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。     

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。     

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。     

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...     

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。     

高瓦斯综放面顺层钻孔二次封孔优化设计研究

针对伯方煤矿3211综放面赋存情况,实测分析了原封孔工艺抽采效果,显示原工艺封孔效果较差,初始抽采浓度低、抽采浓度衰减快、抽采时间短和瓦斯浓度变化异常;根据二次封孔技术的原理,研究了改进型二次封孔技术,确定了封孔深度16m,一次封孔长度8m,粉料腔室长度7m,实测结果显示改进型二次封孔技术所封钻孔在平均单孔瓦斯抽采浓度、瓦斯抽采纯流量和平均有效抽采时间方面分别提高了10.3%,1.3L/min和22.2d,封孔效果良好。     

瓦斯抽采钻孔封孔质量检测设备的研制

针对当前确定瓦斯抽采钻孔封孔深度基本依靠现场经验或钻屑量推算,缺乏直接检测技术手段的问题,设计研制了一种基于嵌入式技术的抽采钻孔检测设备。通过自动检测钻孔内不同深度的瓦斯浓度及其变化规律,判断钻孔漏气位置,确定钻孔封孔深度。设备为抽采钻孔封孔质量检测及封孔工艺改进提供了一种新的可靠的技术手段,有利于提高煤层瓦斯抽采效率。