全程下筛管与带压封孔瓦斯抽采技术分析

针对李村煤矿低渗透煤层特性,对现用的瓦斯抽采封孔技术存在的问题进行了分析,基于抽采钻孔封孔机理,从施工长钻孔全程下筛管工艺和带压封孔工艺两个方面进行优化,探索提升矿井瓦斯抽采浓度和纯量的方法。     

全程筛管护孔技术在高位瓦斯抽采钻孔中的应用

大水头煤矿属高瓦斯突出矿井,为“三软”厚煤层,东106工作面受断层牵引带影响,地应力叠加区域,瓦斯及矿山压力大。通过分析工作面推进度与采空区冒落带、裂隙带、弯曲下沉带的关系,合理设计了高位抽采钻孔。根据综放工作面周期来压对高位钻孔的影响,采用全程筛管护孔技术使钻孔得到有效支护,避免了塌孔现象的发生,保证了高位抽采钻孔的有效搭接,瓦斯治理效果、成本、施工效率等方面均优于传统抽采钻孔,在煤矿瓦斯治理方面有一定的推广意义。     

囊袋式注浆封孔法在煤矿瓦斯抽采封孔中的应用

分析了现行聚氨酯封孔法效果不良的原因,提出了囊袋式注浆封孔法,并在晋煤集团成庄矿进行了工业性对比试验,结果表明,利用囊袋式注浆封孔法比传统封孔方法在瓦斯抽采初期和中期瓦斯抽出浓度提高31%~43%,抽采后期瓦斯抽出浓度比传统聚氨酯封孔法提高了120%,封孔效果显著。     

囊袋式封孔法在瓦斯抽采封孔中的应用

为解决矿井瓦斯抽采过程中钻孔漏气、瓦斯抽采浓度低的问题,针对矿井地质及瓦斯地质情况设计新型囊袋式封孔装置。通过工业试验结果可知:囊袋式注浆封孔技术适合长时间的瓦斯抽采,减少瓦斯抽采周期,加快工作面回采。     

管柱法带压注浆封孔技术在告成煤矿瓦斯抽采钻孔中的应用

钻孔封孔是矿井瓦斯抽采工程的一个重要环节,为提高抽采钻孔封孔效果,告成煤矿引进了管柱法带压注浆封孔工艺技术,在井下瓦斯抽采钻孔封孔现场进行试验及应用研究。结果表明,新封孔工艺能有效封堵裂隙,封孔质量高、效果好,提高了抽采浓度,延长了抽采时间,达到了预期目的。     

带压封孔技术提高瓦斯抽放效果的试验研究

针对煤体受煤巷掘进集中应力扰动、钻孔成孔扰动及孔壁吸附瓦斯解吸煤体收缩劈裂裂纹影响,产生大量泄漏瓦斯的裂隙,致使抽放瓦斯浓度偏低、钻孔有效抽放周期短的技术难题,提出带压封孔的技术方法。阐述了带压封孔的基本原理,通过理论分析,确定了封孔工艺参数,并在平煤天安煤业集团十矿开展了3个月的工业性试验。实验结果表明:应用带压封孔方法可提高瓦斯抽放浓度30%～55%,并可延长抽放钻孔的有效抽放时间40 d左右。     

煤矿新型瓦斯抽采钻孔保压封孔技术研究

为提高钻孔瓦斯抽采效果,基于封孔工艺与封孔参数是影响钻孔瓦斯抽采效果的两个重要因素,通过分析钻孔轴向应力及径向应力它们各自与裂隙分布特征,得到了瓦斯抽采钻孔最佳封孔位置的选择方法以及封孔压力原则,通过分析传统“两堵一注”封孔工艺易出现漏浆“三角区”的不足,设计了一种新型保压注浆封孔装置,该装置通过把注浆管、回浆管以及瓦斯抽采管这三部分合理融合,进行一体化设计,封孔囊袋的气密性以及实际注浆压力得到了显著提升,实际应用结果表明,该种新型保压封孔技术,封孔效果更好,瓦斯抽采浓度更高,具有一定的推广应用价值。     

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。     

全孔段下筛管技术在松软煤层瓦斯抽采中的应用

针对松软煤层瓦斯抽采孔壁稳定性差,易造成喷孔、塌孔,难下筛管,瓦斯抽采效率不理想的问题。详细介绍了全孔段下筛管技术的配套设备及工艺流程,并在潞安常村煤矿对该技术进行了工业试验。试验结果表明:在松软煤层中全孔段下筛管工艺比传统工艺的成孔率高50%;全孔段下筛管工艺可以使单孔瓦斯抽采浓度提高近2倍;单孔纯瓦斯流量提高1倍;而且全孔段下筛管技术护孔效果要远远高于传统工艺,尤其在松软煤层中采用该技术可以大大提高瓦斯抽采效率。     

本煤层瓦斯抽采钻孔带压封孔技术研究

针对平煤集团十矿本煤层瓦斯抽采浓度偏低、钻孔有效抽放周期短的技术难题,在分析煤体特征的基础上,结合现有注浆工艺技术,提出了带压封孔的技术方法。阐述了带压封孔的基本原理,通过理论分析,确定了带压封孔工艺技术参数,3个月的工业性试验结果表明：应用带压封孔技术可提高本煤层瓦斯抽放浓度30%～55%,并可延长抽采钻孔的有效抽采时间40 d左右。     

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。     

松软煤层群穿层钻孔全程筛管下放瓦斯抽采技术

针对松软煤层群穿层钻孔施工过程中成孔率低、易塌孔堵塞瓦斯抽采通道、抽采效果差等问题,分析了穿层钻孔全程筛管下放瓦斯抽采技术原理及施工工艺,并在神华宁煤集团石炭井焦煤公司进行了现场试验,结果表明:全程筛管下放瓦斯抽采技术在松软煤层群穿层钻孔中的钻孔施工成孔率达到100%,筛管下放成功率为93%;相比未下放筛管瓦斯抽采技术,单孔平均瓦斯抽采浓度提高了0.2~3.5倍,平均瓦斯抽采流量提高了0.7~7.2倍。该技术在穿层钻孔瓦斯抽采中的应用提高了钻孔成孔率,保证了钻孔瓦斯抽采效果。     

土城矿松软煤层下筛管瓦斯抽采技术试验研究

针对土城矿煤层松软成孔困难、孔壁易坍塌、钻孔瓦斯抽采效率低下、煤层瓦斯难以被抽出的问题,提出采用下筛管技术,通过对软煤层钻孔形成内部支撑力,达到提高钻孔稳定性与瓦斯抽采效率的目的。现场试验表明:采用钻杆内下筛管技术,筛管下放率可达95%以上,钻孔平均瓦斯抽采量比退钻后下筛管及未下筛管分别提高2.5倍和9.2倍,瓦斯平均浓度分别提高1.87倍和12.03倍。     

提高钻孔抽采瓦斯浓度的新型封孔方法

针对当前钻孔抽采瓦斯浓度低的问题,提出了一种新型封孔方法。阐述了该新型封孔方法的基本原理,提出合理封孔深度的测试方法,并采用自行研制开发的新型封孔材料在重庆松藻煤电公司渝阳煤矿开展了近2个月的现场工业性试验,结果表明:与传统的注浆封孔工艺相比,应用新型封孔方法可使钻场抽采瓦斯浓度提高约50%。     

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%。     

新安煤田瓦斯抽采存在问题及改进措施

为了解决新安煤田瓦斯抽采浓度低的难题,在分析新安煤田瓦斯赋存、煤层的物理特性、底抽巷层位布置和封孔工艺4个影响因素的基础上,从技术和管理方面提出了提高瓦斯抽采浓度的措施,该措施使新安煤田4对煤与瓦斯突出矿井地面瓦斯抽采浓度由2%~5%提高到5%~10%。     

下向孔带压封孔技术的应用

针对下向孔封孔难问题,通过理论分析、数据模拟和现场实测,最终决定采用改进后的钻孔带压封孔技术,结果表明在采用带压封孔后各钻孔的瓦斯压力有明显上升。为后续煤矿瓦斯治理提供了坚实可靠的数据支撑。     

本煤层瓦斯抽采钻孔气囊封堵带压注浆密封技术

针对目前本煤层瓦斯抽采封孔注浆压力小、封孔深度小、封孔长度短、封孔操作繁琐等问题,分析了抽采钻孔漏气机制,研发了气囊封堵带压注浆密封技术。该技术通过两段膨胀时间可控的气囊,实现抽采钻孔两端任意深度的初步密封;然后在膨胀气囊之间的封闭钻孔空间内,带压注入高水速凝膨胀无机材料,通过浆液封堵、凝固后膨胀压实钻孔周围裂隙等作用,实现抽采钻孔可靠密封。现场应用试验表明:该技术可使本煤层钻孔瓦斯抽采浓度平均提高25.5%,瓦斯浓度衰减速度显著降低,有效抽采周期大幅延长。