安尔特瓦斯抽放孔封孔工艺在王坡煤业的应用

针对王坡煤业原瓦斯抽采钻孔封孔质量差的问题,决定采用安尔特高效膨胀封孔剂封孔,通过工业性试验,表明安尔特新型封孔工艺可有效提高瓦斯钻孔抽采浓度及流量,能在较长时间内保持高浓度抽采,为该矿的瓦斯治理提供了有力保障。     

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。     

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。     

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%。     

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。     

孟津煤矿抽采钻孔封孔工艺参数优化试验研究

为解决孟津煤矿12070工作面瓦斯抽采过程中封孔质量难以保证,部分钻孔抽采浓度衰减快等问题,采用理论分析、实验室试验、现场工业性试验相结合的方法,分析了导致瓦斯抽采钻孔封孔质量差的原因,研究了封孔剂、封孔压力、囊袋长度等因素对封孔效果的影响,针对原两堵一注封孔工艺的不足,提出了改善封孔剂配比,确定合理封孔压力,加大囊袋长度等封孔工艺优化措施。工程实践表明,优化封孔措施后,孟津煤矿12070工作面瓦斯抽采稳定阶段浓度是优化前的11倍,且第50天仍有初始平均浓度的45%。     

瓦斯抽采钻孔密封用天固封孔材料及工艺应用研究

针对国投新集刘庄煤矿瓦斯抽采钻孔密封效果较差、瓦斯抽采浓度较低及抽采浓度衰减较快等问题,使用天固封孔材料并结合"两堵一注"带压封孔工艺取代聚氨酯吹浆封孔工艺,改善刘庄煤矿瓦斯抽采效果,并将2种封孔工艺进行对比。结果表明:采用天固封孔材料结合"两堵一注"带压封孔工艺因其具有良好的"流固耦合效应",钻场合抽24 h后的钻孔瓦斯平均浓度为40. 51%,明显高于聚氨酯吹浆封孔工艺的钻孔瓦斯平均浓度16. 14%,充分证明了改进后的封孔工艺优于聚氨酯吹浆封孔工艺。     

底抽巷上向穿层瓦斯抽采钻孔封孔工艺优化研究

为了提高瓦斯抽采浓度,以小屯煤矿底抽巷现有瓦斯抽采钻孔封孔工艺为背景,针对封孔过程中出现的封孔质量差导致抽采浓度过低、封孔效率低及材料浪费现象,从优化封孔工艺、水泥浆与马丽散最佳性能配比、注浆长度、需水及水泥用量、现场搅拌盒设计五方面考虑,设计便捷的现场水泥搅拌盒,优化封孔工艺运用于现场瓦斯浓度稳定在25%-58%。结果表明,优化封孔工艺提高了瓦斯抽采浓度、封孔效率,并节约封孔成本。     

羊东矿裂隙发育区两堵一注封孔工艺应用

为解决羊东矿瓦斯抽采钻孔封孔质量的问题,提出了裂隙发育区聚氨酯"两堵一注"分段注浆封孔技术,介绍了封孔原理和工艺流程,并在8263刮板输送机槽进行了2种抽采钻孔封孔效果的对比试验。结果表明:相比较于旧的封孔工艺,采用新工艺后相同时间内瓦斯抽采纯量提高了2.5倍,瓦斯纯量保持较高数值,流量衰减变小,钻孔有效抽采时间增加,提高了煤层瓦斯抽采效果。     

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。     

不同封孔工艺对穿层钻孔瓦斯抽采效果影响的试验研究

为考察不同封孔工艺对穿层钻孔瓦斯抽采效果的影响,采用对比考察的方法开展相关试验研究。试验及工程应用结果表明:注浆封孔工艺相对聚氨酯封孔工艺,百米煤孔抽采纯量由平均0.0068m~3/min提高到0.0423m~3/min,增大6.22倍;瓦斯抽采浓度由平均3.39%提高到16.12%,增大4.75倍;瓦斯抽采纯量由平均0.0334m~3/min提高到0.0486m~3/min,提高1.45倍。煤层瓦斯抽采钻孔采用注浆封孔工艺能更有效的抽采煤层瓦斯、缩短消突和抽采达标的时间。     

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。     

王坡煤矿瓦斯预抽钻孔封孔工艺优化研究

为解决王坡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,结合该矿煤层构造和赋存情况,采用了安尔特带压封孔方式,改进了封孔工艺。工业性试验充分验证了,该封孔方式提高了封孔质量,保证了本煤层预抽钻孔瓦斯抽放浓度,具有推广意义。     

单一松软低透气性煤层带压封孔成套技术及工艺研究

绿水洞煤矿瓦斯抽采钻孔采用水泥浆机械封孔,基于抽采钻孔预抽效果差的问题,通过对封孔工艺改进,采用"两堵一注"带压封孔工艺,在矿井530瓦斯巷、3131瓦斯巷、3251机巷对小角度和裂隙段、大直径钻孔等顺层、穿层钻孔封孔质量进行试验。研究结果表明,相比原来封孔工艺,采用"两堵一注"带压封孔的钻孔平均抽采浓度为35%以上,单孔流量提高了2倍以上;每排抽采钻孔的单孔瓦斯抽采浓度提高了30%,该技术能有效改善矿井松软低透气性煤层瓦斯抽采封孔工艺存在的问题,显著提高煤层瓦斯抽采效果。     

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。     

突出煤层瓦斯抽采钻孔封孔新技术研究与实践

针对工作面煤巷扰动裂隙的客观存在,瓦斯抽采钻孔封孔质量难以满足钻孔密封要求、抽采瓦斯浓度和流量偏低等问题,提出了双胶囊配合带压黏液的封孔新技术,其基本原理是采用高压胶囊封堵瓦斯气室同时配合低压胶囊封堵黏液,黏液封堵钻孔裂隙,实现抽采钻孔的密封;并对双胶囊中间段采取了加长加粗的改进技术。利用ANSYS软件对封孔过程中钻孔周围煤体应力进行了分析,并结合应力渗透理论对封孔效果进行了考察。通过理论分析,确定了合理的封孔工艺参数,并进行了现场工业性试验。结果表明:双胶囊配合带压黏液封孔技术可增加封孔深度和提高封孔质量,使瓦斯抽采浓度提高40%～60%,平均瓦斯流量提高15m3/min左右,且高浓度抽采周期可达2个月。     

河兴煤矿C8煤层顺层预抽钻孔封孔工艺研究

为更好地提高河兴煤矿C8煤层顺层钻孔的瓦斯抽采效果,改善瓦斯治理状况,针对矿井现有条件,从抽采效果和成本等方面比较和研究了袋装聚氨酯两段封孔、棉纱裹缠聚氨酯三段封孔及水泥砂浆封孔3种封孔工艺。确定采用袋装聚氨酯两段封孔作为该矿C8煤层顺层预抽钻孔的封孔工艺,保证了封孔质量,提高了瓦斯抽采效果。     

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。     

瓦斯抽采新型封孔装置的研究与应用

针对瓦斯抽采钻孔因封孔失效导致抽采效果不佳的情况,通过对钻孔漏气机理分析,提出瓦斯抽采钻孔3种典型漏气形式。结合“两堵一注”封孔装置的不足,提出一种新型瓦斯抽采钻孔封孔装置,通过“一管多用,多管合一”的结构设计,消除了封孔囊袋与抽采管路间的漏浆通道,提高封孔注浆压力。现场实验表明,在抽采50 d后,新型封孔工艺较聚氨酯封孔法、“两堵一注”封孔法的瓦斯抽采体积分数分别提升了49.50%和11.85%;瓦斯抽采纯量分别提升了43.75%和9.52%。     

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。