新型有机封孔材料及应用工艺研究
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新型有机封孔材料及应用工艺研究
许向彬
（中国煤炭科工集团有限公司重庆研究院有限公司，重庆４０００３７）
［摘 要］ 针对谢一矿Ｂ１１ｂ煤层瓦斯含量高，顶板透气性差，煤层结构复杂，瓦斯排放困难的问题，提出采用一种新型的有机材料注浆封孔的措施。根据现场的实际情况和该有机封孔材料的特性，选取了合理的封孔工艺。通过该有机封孔材料封孔，钻场的瓦斯抽采浓度为８５.１％，明显高于使用传统水泥封孔的钻场浓度。
［关键词］ 有机封孔材料；瓦斯；钻孔封孔
［中图分类号］ＴＤ７１２.６ ［文献标识码］Ａ ［文章编号］１００６－６２２５（２０１４）０４－０１３６－０３
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［收稿日期］２０１４－０４－０３
［ＤＯＩ］１０.１３５３２／ｊ.ｃｎｋｉ.ｃｎ１１－３６７７／ｔｄ.２０１４.０４.０４１
［基金项目］科技部科研院所技术开发研究专项资金（２０１３ＥＧ１２２１９５）
［作者简介］许向彬（１９８０－），男，重庆人，博士研究生，高级工程师，中国煤炭科工集团有限公司重庆研究院有限公司矿用新材料研究
所所长助理，主要从事矿用高分子材料和功能高分子材料研究。
［引用格式］许向彬.新型有机封孔材料及应用工艺研究［Ｊ］.煤矿开采，２０１４，１９（４）：１３６－１３８.
煤层气（又称瓦斯）是煤炭生成过程中的伴生气体，其主要成分为甲烷。它是煤矿开采的第一杀手，瓦斯爆炸引起的事故约占７０％～８０％，同时瓦斯也是一种新的重要能源，我国埋深浅于２０００ｍ的煤层气资源总量与国内常规天然气储量相当。然而，我国目前煤层气的利用率普遍偏低，造
成这一现象的主要原因是井下煤层气的抽采浓度过低
［１］
。在瓦斯抽采过程中，由于煤层钻孔和抽采
管路处于长时间不间断负压环境，加之多数煤矿的煤层渗透率低，本身出气速率低，煤层钻孔和抽采
管路的密闭性成为影响瓦斯抽采浓度的关键因素
［２－４］
。鉴于此，研究和发展瓦斯抽采的高质量封
孔材料及工艺就显得尤为重要。目前，采用的封孔材料有黏土／水泥砂浆封孔、水泥封孔、聚氨酯封孔材料等。采用以上封孔材料及工艺或多或少存在封孔长度短、抽采负压不大、抽采浓度低、封孔工艺不易操作等缺点
［５－９］
。
针对这一问题，中国煤炭科工集团有限公司重庆研究院有限公司专门研发了一种新型有机封孔材
料及配套封孔工艺。该有机封孔材料具有裂隙渗透能力和抗收缩能力强、反应温度低，阻燃抗静电性能优异等一系列特性。本文对比水泥砂浆材料，介绍了该有机封孔材料在淮南谢一矿中的封孔工艺和效果。１ 矿井概况
淮南煤田位于华北地台南缘，淮南－豫西台陷带内，地质褶皱变形严重。谢一矿位于淮南煤田南缘，在阜凤逆掩断层和瞬耕山逆掩断层之间，属于八公山单斜构造区。井田煤系地层倾向ＮＥ，走向Ｎ２０°～４０°Ｗ，地层倾角１０～３８°，平均倾角２３°。勘探和开采实践证实，本井田地质构造属中等类型，没有大的褶曲构造和倒转现象，仅沿走向及倾向局部有较为宽缓的波状褶曲，其表现为地层倾角沿走向发生缓慢变化。井田内主要以断裂构造为主，中、小型断层发育，整个井田被数条走向近ＮＷ，倾向ＮＥ或ＳＷ的斜切强扭转性大、中型正断层所控制，逆断层极少见。谢一矿建井和生产过
６
３１第１９卷第４期（总第１１９期）
２０１４年８月
煤 矿 开 采
ＣＯＡＬＭＩＮＩＮＧＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
Ｖｏｌ.１９Ｎｏ.４（ＳｅｒｉｅｓＮｏ.１１９）
Ａｕｇｕｓｔ ２０１４