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。     

煤层瓦斯抽采钻孔封孔成套技术在高瓦斯矿井的探索与应用

钻孔封孔工艺是矿井瓦斯抽采工程的一个重要环节,目前瓦斯抽采工程效果差,抽采量不能达到规定要求,其主要原因就是密封不严,孔口漏气,造成抽采短路,钻孔孔口负压低,浓度上不去。本文对瓦斯抽采封孔成套技术在高瓦斯矿井的应用进行了探讨,为解决瓦斯钻孔封孔提供一种有效的方法。     

余吾煤业高瓦斯掘进巷道快速预抽技术的应用实践

余吾煤业为高瓦斯矿井,在巷道掘进过程中,瓦斯涌出量大、涌出均匀性差,制约了巷道快速掘进。为此,采用大孔径快速预抽及浅孔释放技术对煤巷掘进工作面迎头释放孔施工进行优化设计,变"自然释放"为"主动抽放",对深部煤体进行泄压,快速降低煤体瓦斯含量,提高瓦斯涌出均匀性,降低回风流瓦斯浓度,从而提高巷道掘进效率。研究表明:3个超前探钻孔、4个预抽孔带抽后,累计抽采量为782.4 m~3/min,且钻孔抽采的瓦斯均为巷道掘进期间煤体释放的瓦斯,风流、回风流瓦斯平均最大浓度分别由0.6%、0.68%降至0.39%、0.52%,有效降低了巷道掘进过程中的瓦斯涌出量。     

顺层钻孔螺旋排渣孔口“三防”装置研制及应用

为减少瓦斯抽采钻孔施工过程中的瓦斯风险和粉尘危害,防止摩擦静电或火花进入抽采系统,针对王坡煤矿顺层钻孔螺旋排渣施工工艺特点,研制了由钻孔气渣分离箱、钻孔封孔套管、二次气尘分离箱及相关配套组件组成的新型“三防”装置,进行了现场应用试验,大幅提高了钻孔施工的安全性,降低了钻场作业人员的瓦斯、粉尘风险。该装置投入应用后巷道瓦斯浓度降低率达77.8%、钻孔孔口瓦斯浓度降低率达99.1%、孔口下风侧5 m处降尘率达92.5%以上。     

宏岩煤矿瓦斯抽采合理负压及影响因素分析

分析了钻孔封孔质量、瓦斯涌出量、煤层中水分等与瓦斯抽采效果的关系。通过对比分析宏岩煤矿9~#+10~#煤层不同孔口负压的本煤层钻孔瓦斯流量及浓度,确定宏岩煤矿抽采负压在42~46 kPa最为合理。     

瓦斯抽采钻孔合理封孔长度研究

针对煤矿巷道开挖之后,巷道围岩一定范围内为应力降低区(即巷道松动区),高突矿井进行瓦斯抽采钻孔封孔时,封孔段如果处在松动区范围,巷道内的空气会通过围岩裂隙进入抽采管,导致抽采浓度偏低的问题,运用FLAC~(3D)数值模拟和钻屑量法对巷道围岩应力分布进行了研究,进而确定瓦斯抽采钻孔合理封孔长度。     

黄陵二号煤矿抽采钻孔新型封孔技术研究

为了确定囊袋式新型两堵一注一体化封孔器对瓦斯抽采钻孔的封孔效果,以黄陵二号煤矿为工程背景,215工作面胶带巷本煤层抽采钻孔为试验对象,开展封孔现场试验及封孔效果考察。结果表明,钻孔孔口抽采负压对钻孔单孔浓度影响较大,但随着孔口负压增大,钻孔抽采浓度降低比较明显,选择最优的抽采负压为13 kPa,可实现瓦斯抽采最大化。经过封孔技术指导,掘进准备队自行封孔,单孔浓度均有较大提升,之前钻孔封孔反馈的瓦斯浓度在20%～30%,分析瓦斯浓度低的原因都归结于钻孔封孔质量不达标,新型囊袋封孔器不仅简化了封孔工艺,同时钻孔平均瓦斯浓度达到65%,钻孔抽采效果大幅度提高。     

瓦斯抽放钻孔封孔工艺改进及效果检测研究

 通过对瓦斯抽放钻孔传统封孔工艺研究分析,在实践总结的基础上,云盖山煤矿一矿改进封孔工艺,提出“矿用合成树脂、水泥浆加压注浆”联合封孔新工艺,并设计研制出瓦斯抽放钻孔封孔漏气检测装置确保钻孔封孔质量,从而简化了瓦斯抽放封孔操作工序,降低了瓦斯抽放封孔成本,保证了抽放钻孔孔口抽采负压,有效提高了矿井瓦斯抽放浓度,实现了矿井安全生产。     

抽采钻孔“二堵一注”带压封孔技术的研究与应用

钻孔封孔工艺是矿井瓦斯抽采工程的一个重要环节,封孔不严、孔口漏气,容易造成抽采短路、钻孔孔口负压低、浓度上不去,直接影响瓦斯抽采效果。鹤岗矿区多数抽采矿井存在受巷道卸压带裂隙及钻孔卸压圈裂隙影响,孔口近端裂隙发育,采取常规钻孔封堵技术,气密性差、漏气明显。为改善这一状况,鹤岗矿业公司全面开展瓦斯抽采科技攻关,抽采钻孔采用"两堵一注"带压封孔技术,较好地解决了抽采瓦斯时漏气问题,抽采孔口负压提高、瓦斯抽采浓度增大。     

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。     

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。     

瓦斯抽采浓度影响因素分析

井下进行瓦斯抽采时,若不考虑巷道漏气圈,单孔抽采管内的气体是由沿封孔段周围孔隙进入钻孔的巷道空气与钻孔内涌出的瓦斯组成的。通过分析钻孔周围煤体内的瓦斯流动以及建立封孔段的漏气模型,分析得出钻孔抽采瓦斯浓度的组成关系式,从而得知单孔瓦斯抽采浓度的影响因素。     

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%。     

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%。     

掘进工作面立体式瓦斯抽采钻孔优化设计与应用

为了提高厚煤层高瓦斯掘进工作面掘前瓦斯抽采量,减少掘进过程中的瓦斯预警次数,针对余吾煤业高瓦斯掘进工作面的平面式抽采钻孔不能覆盖全煤厚、瓦斯抽采量低的问题,通过调整钻孔的布置方式及开孔角度对掘进工作面释放孔及两帮钻场护帮钻孔进行了优化设计,将掘进工作面抽采钻孔由平面式抽采转变为立体式抽采。现场试验表明,立体式抽采钻孔抽采瓦斯体积分数提升11%、抽采瓦斯纯量提升0.14 m~3/min,回风流瓦斯体积分数由0.73%降低至0.44%,不仅对全煤厚煤体提前卸压降低突出危险性,同时提前截流卸压煤体内瓦斯,大幅降低了工作面掘进时的瓦斯涌出量,保证了巷道掘进过程中瓦斯涌出的均匀性。     

新型瓦斯抽采钻孔保压封孔技术

封孔工艺与封孔参数是制约钻孔瓦斯抽采效果的关键因素,通过分析巷道和钻孔围岩应力与裂隙分布特征,给出了瓦斯抽采钻孔封孔位置与封孔压力的基本原则。结合"两堵一注"封孔装置存在漏浆"三角区"的缺陷,设计了1款新型保压注浆封孔装置,通过将注浆管、回浆管以及瓦斯抽采管进行一体化设计,提高了封孔囊袋的气密性与注浆压力。现场工业性实验表明:与传统聚氨酯及"两堵一注"封孔工艺相比,在钻孔投抽30 d后,瓦斯抽采浓度分别提高32.98%和11.94%,钻孔瓦斯抽采纯量分别提高47.1%和19.05%;钻孔投抽60 d后,抽采浓度分别提高105.96%和50.30%,钻孔瓦斯抽采纯量分别提高120.0%和37.5%。     

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%。     

平沟煤矿井下钻孔抽采瓦斯浓度偏低的致因分析及对策

对平沟煤矿井下钻孔抽采瓦斯情况进行了梳理,并应用抽采钻孔封堵质量检验方法及装置,对井下瓦斯抽采钻孔封孔效果进行了检验分析,着重分析了平沟煤矿井下钻孔抽采瓦斯浓度偏低的致因。在此基础上,应用改进的封孔工艺及装置对钻孔进行了封堵,有效防止空气摄入钻孔,切实提高了钻孔抽采瓦斯浓度。     

突出煤层掘进工作面本煤层预抽瓦斯技术实践

为消除回采巷道掘进过程中煤与瓦斯突出危险,解决瓦斯涌出量大的问题,采用本煤层定向钻孔与普通钻孔相结合的瓦斯抽采方法,严格落实瓦斯抽放钻孔施工技术措施。实践表明,采取综合瓦斯抽采措施后,消除了突出危险,瓦斯抽采浓度最高达58%,掘进工作面瓦斯浓度控制在0.5%以下,巷道单月最高进尺达到200 m以上,保证了巷道掘进施工安全。     

急倾斜厚煤层瓦斯治理技术研究

针对急倾斜煤层瓦斯抽采效果不理想、开采过程中瓦斯涌出量大、工作面上隅角瓦斯超限等情况,提出了瓦斯抽采巷预抽、高位钻孔和采空区埋管抽采相结合的瓦斯治理方法,同时改进瓦斯抽采钻孔封孔方式,从源头上减少瓦斯向工作面涌出。经过1 a多的实践,瓦斯抽采量提升明显,工作面进风量减小,杜绝了瓦斯超限现象,达到了综放工作面安全、高产高效的目的。