煤矿瓦斯抽采钻孔主要封孔方式剖析
瓦斯抽采钻孔合理封孔长度确定方法

试验·研究
( 2012 - 08)
·9·
的空气会经卸压带的贯穿裂隙被抽入钻孔,从而降 低瓦斯抽 采 浓 度 和 瓦 斯 抽 采 效 果[4]。 钻 孔 封 孔 长 度必须达到原始应力带的范围方可保证抽采负压的 影响下,钻孔不漏气。因此,准确测定巷道周围煤体 应力“三带”的范围可以确定钻孔的合理封孔长度。
[6] 马国龙,王兆丰,童碧,等. 潘三矿 11 - 2 煤瓦斯突出预 测敏感指标及临界值初步确定[J]. 煤矿安全,2009, 40( 3) : 87 - 89.
[7] 杨云,程远平,王亮,等. 近煤层岩巷掘进中防治煤与 瓦斯突出技术研究[J]. 煤炭科学技术,2009,39( 10) : 31 - 34.
由于同一试验地点对 S 值和 q 值的敏感性不 同,不能一致反映煤体深部应力的变化,所以,采用
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( 第 43 卷第 8 期)
试验·研究
好的抽采效果,另一方面也说明了施工抽采钻孔后, 煤体裂隙发育延伸到了煤壁向里 8 ~ 10 m 处,必须 将此段完全封堵。
5结语
图 4 S 值随孔深变化关系
Байду номын сангаас
1) 采用数值模拟和现场实测的手段,得出了十 二矿煤巷掘进工作面应力“三带”的范围为: 卸压带 深度 0 ~ 4 m,应力集中带深度 4 ~ 10 m,原始应力带 深度 > 10 m。
作者简介: 陈建忠( 1983 - ) ,河南项城人,助理工程师, 硕士,2010 年毕业于河南理工大学,现从事瓦斯灾害防治方 面的技术工作,发表论文 3 篇。
通过连续 6 d 的观测,得到了 3 个抽采孔的抽 采负压。在相同的抽采条件下,1# 钻孔抽采负压为 8. 9 ~ 10. 2 kPa,平均 9. 5 kPa,小于《防治煤与瓦斯 突出规定》要求的 13 kPa,这是因为并没有将 1# 钻 孔 8 m 以深的裂隙完全封堵,造成漏气现象,导致抽 采负压低; 2#钻孔抽采负压为 13. 2 ~ 15. 6 kPa,平均 14. 1 kPa,3#钻孔抽采负压为 13. 1 ~ 16. 1 kPa,平均 14. 2 kPa,2 个钻孔抽采负压几乎相同,且均达到 13 kPa。这一方面说明封孔深度为 10 m 时,能取得很
瓦斯抽采钻孔主要封孔方法分析

瓦斯抽采钻孔主要封孔方法分析摘要:煤矿瓦斯抽采对于我国的抽采行业来讲很是常见,抽采主要以封孔为主要方式,而钻孔周围的缝隙范围探究不清晰,封孔的长度也很不明确,注浆的压强很低,经过多年对瓦斯治理技术的不断摸索、创新并吸取经验,总结出整个瓦斯治理工程最基础的就是“孔封严”,其中封孔是抽采效果和抽采质量关键。
文章主要对瓦斯抽采钻孔主要封孔方法进行了分析。
关键词:抽采钻孔;两堵一注;瓦斯浓度瓦斯治理工作是对事故进行防范的重要手段之一,同时瓦斯事故也是当前煤矿行业发展中出现影响最为严重的自然灾害之一。
对瓦斯进行抽采是对当前瓦斯含量高、涌出量大的最重要解决方式之一,因此我们更需要对这项工作的开展引起关注和重视,充分认识到这项工作对我们社会发展和煤炭行业进步的重要性。
在煤矿行业的发展过程中,对矿井瓦斯抽采效果造成影响的因素十分多样,其中比较典型的就是抽放钻孔的封孔质量问题,这一问题也是当前开展抽放工作最为基础的一个环节。
因此这也要求我们在工作过程中有效开展钻孔抽采的作用,从而达到最佳的抽采效果,为实现抽采工作的达标奠定有效帮助。
1 带压封孔基本原理煤层瓦斯抽采带压封孔技术,是基于采煤工作面煤壁内存在的应力扰动沟通裂隙,利用带压注浆方式来达到改变瓦斯抽采钻孔周围煤体特性和密封微孔裂隙的目的。
该技术利用注浆设备,以一定压力将浆液材料压注到瓦斯抽采钻孔封孔段空间及周围孔壁煤体扰动裂隙内部,浆液在注浆压力作用下,可以劈裂、扩展孔壁内煤体裂隙,充填孔隙和煤体凹凸面,增大浆液扩散范围;并在大渗透压力梯度作用下渗入煤体微裂隙内,并产生凝聚力,待浆液固化后,形成树枝状分布,并与煤体颗粒固体粘结在一起,以便彻底密封瓦斯泄漏通道。
具体工艺为:封孔前利用压风吹净孔内钻屑,然后将抗压无裂缝瓦斯抽采管放入抽采钻孔内一定深度,利用聚氨酯快速构筑抽采钻孔封孔段注浆空间。
待聚氨酯完全固化后,再通过孔口端预留注浆管利用压力可调双液风动注浆泵向封孔段密闭空间注入水泥浆,要求达到一定的注浆压力。
煤矿瓦斯抽采钻孔主要封孔方式研究

煤矿瓦斯抽采钻孔主要封孔方式研究摘要:煤炭行业是中国主体经济的重要支柱,受外界因素影响,在煤矿开采过程中容易出现多样化的灾害事故,瓦斯事故就是其中之一。
因为瓦斯事故的破坏性极强,一般采用瓦斯抽采方式对瓦斯事故进行有效的防治,这种方式的应用范围比较广,对确保煤矿正常生产具有一定的现实意义。
科学技术的进步使得瓦斯抽采技术更加全面稳定,保障了煤矿开采过程中的安全。
但凡事都不是绝对的,相关调查数据显示,还有不少煤矿的瓦斯抽采浓度不合格,造成这种现象的原因有很多,包括前期准备工作不到位、瓦斯抽采方式不合理、瓦斯抽采钻孔封孔效果不好等,其中,瓦斯抽采钻孔封孔效果是主要的影响因素。
关键词:瓦斯抽采钻孔;主要封孔;方式研究引言随着经济的飞速发展与科学技术水平的不断提高,煤矿瓦斯的开采技术以及开采设备在不断进步,同时瓦斯挖采的深度在不断增加。
在煤矿挖采时,对瓦斯气体进行处理主要是采取瓦斯抽采的方式进行处理。
通过抽放技术的不断发展,促使瓦斯抽采的准确性得到不断提高,让工作的效率也大大提升,极大地促进了煤矿企业的安全生产发展。
1?煤矿瓦斯抽采的发展趋势在煤矿企业的生产工作中,瓦斯抽采是煤矿企业的重要工作内容。
其中,运用抽采钻孔封孔的技术,可以极大的提高煤矿瓦斯防治的安全性以及瓦斯的利用率。
一般来说,煤矿瓦斯的抽放是通过打孔、钻孔以及抽放设备等方式进行对煤层内瓦斯的抽采,将瓦斯抽至地面,让井底的瓦斯浓度降低,从而提高煤矿工作的安全性。
随着煤矿开采技术的不断创新,通过运用一系列的开采设备,让煤矿开采的强度不断增加,这不仅实现了煤矿生产量的提高,还让瓦斯的生产效率有效的得到了提升。
同时,矿井内瓦斯的涌出量也在不断升高。
因此,要不断提高瓦斯的整体工作效益,才能够更好的保障煤矿工作的安全性。
2煤矿瓦斯抽采钻孔主要封孔方式2.1水泥砂浆封孔最初,中国瓦斯抽采钻孔封孔方式比较单一,采用人工手工调试黄泥封孔,这种方式有很大的局限性,对人力成本和时间成本都是一种巨大的消耗,且封孔效果不理想,因此逐渐被淘汰。
煤层瓦斯抽采钻孔失效分析及封孔技术优化研究

煤层瓦斯抽采钻孔失效分析及封孔技术优化研究发布时间:2021-12-31T01:43:41.592Z 来源:《科学与技术》2021年第22期作者:姜伟[导读] 瓦斯的开采工作是通过在借助已经安装在煤层中的抽气管道来进行的,这样在开采过程中就能避免人员身处井下的开采空间,姜伟窑街煤电集团公司金河煤矿甘肃兰州730084摘要:瓦斯的开采工作是通过在借助已经安装在煤层中的抽气管道来进行的,这样在开采过程中就能避免人员身处井下的开采空间,从而能大大减少瓦斯开采事故的发生次数。
瓦斯作为一种绿色能源可以用于发电、取暖、供热和燃烧等,所以瓦斯开采显得尤为重要。
瓦斯抽采有很多种方式来进行钻孔布置,而在这些方式中顺层钻孔预抽方式是治理煤层瓦斯开采的重要手段。
基于此,对煤层瓦斯抽采钻孔失效分析及封孔技术优化进行研究,以供参考。
关键词:煤层瓦斯;钻孔;漏气;封孔材料;抽采效果引言瓦斯抽采是治理瓦斯灾害的重要手段,而井下本煤层钻孔因施工简便、成本较低,已在我国煤矿瓦斯抽采中得到了广泛应用。
然而,由于煤岩体受钻孔开挖等因素的影响,钻孔围岩裂隙演化发育,致使在抽采本煤层瓦斯时巷道内空气涌入钻孔,导致钻孔瓦斯抽采浓度持续降低。
1瓦斯开采漏气原理1.1巷道松动圈漏气的原理根据距离巷道由近及远壁面围岩可以依次分为松动圈、塑性q区、弹性区和原岩应力区。
钻孔的孔口在巷道围岩的各个区域里都分布着封孔口,这一现象会极大地影响封闭钻孔的质量。
渗透性是其他岩层渗透区的1倍~3倍的完全渗流区也称松动圈,其裂痕呈现出网状结构,在这个区域内巷道里的空气是呈自由流动的状态的。
这一现象具有普遍性。
1.2极低透气性构造煤瓦斯抽采影响因素随着现代化科学测试技术的发展,国内外研究学者开始考虑温度场、电磁场及地应力场等对煤层内瓦斯流动的影响,对煤层瓦斯渗流过程中的各种物理效应进行了测试和研究,并以此为基础发展形成瓦斯流动多物理场耦合理论,建立了更为科学的瓦斯流动模型,得出了煤体在三轴应力的作用下,煤样渗透性与应力有关,渗透率随应力的增加而呈指数形式减小,瓦斯在煤层中的运移主要受煤层瓦斯压力、煤层透气性系数控制。
瓦斯抽放钻孔的封孔技术、封孔材料及封孔设备部分

瓦斯抽放钻孔的封孔技术、封孔材料及封孔设备部分瓦斯抽放钻孔的封孔技术、封孔材料及封孔设备局部1 概述目前瓦斯抽放钻孔常用的封孔方法有聚氨酯封孔和水泥封孔。
水泥封孔常用的有人工送水泥、压气送水泥和注浆封孔泵送水泥等。
聚氨酯封孔、人工送水泥封孔和压气送水泥封孔的封孔深度一般都小于5m,适用于短时间瓦斯抽放钻孔封孔和巷道煤壁破裂带短的瓦斯抽放钻孔封孔;注浆封孔泵封孔的封孔深度能到达20m以上,封孔用的水泥浆水灰质量比到达0.4:1(水:水泥),这种高稠度水泥浆在钻孔内根本不收缩,适用于各类瓦斯抽放钻孔的封孔,是目前普遍采纳的瓦斯抽放钻孔封孔方法。
因此,本次主要针对BFZ-10/1.2(2.4)型矿用注浆封孔泵及其封孔工艺进展介绍。
2 注浆封孔泵及其封孔的特点2.1 具有同时搅拌和输送高稠度水泥浆的特点,水灰质量比到达:0.4:1(水:水泥)。
2.2 无须对封孔段进展扩孔和把注浆管送到待封钻孔的底部,而只需把注浆管在待封钻孔的孔口处作适当的固定和封堵即可。
2.3 由于具有上述1、2的特点,大大简化了封孔工艺、降低了封孔作业的劳动强度。
2.4 高稠度水泥浆由于具有根本不收缩性,从而保证了对任何钻孔都能确保封孔的严密性,提高了对钻孔的封孔质量。
3 注浆封孔泵的主要构造和工作原理BFZ-10/1.2(2.4)型矿用注浆封孔泵主要有矿用隔爆型电磁起动器(1)、防爆电动机(2)、联轴器(3)、变速系统(4)、搅拌器(5)、操作离合器(6)、离合器操作手柄(7)、机座(9)及送浆泵(10)组成,如下图。
3.2 BFZ-10/1.2(2.4)注浆封孔泵照片3.3 工作原理3.3.1 水泥稠浆的搅拌电动机通过联轴器与变速传动系统相连接,电动机的开、停由矿用隔爆型电磁起动器掌握,当防爆电动机处于运动状态时,变速传动系统驱动搅拌机活动叶片旋转,使得对按水灰比要求参加到搅拌机内的水泥、水进展不断的掺和,直至混合匀称,实现对水泥稠浆的搅拌。
煤层钻孔瓦斯抽采分析

煤层钻孔瓦斯抽采分析摘要:煤层瓦斯压力测定的原理是向煤层打一钻孔,深入煤层内,通过钻孔在煤孔内布置一根瓦斯管与外界沟通,连上瓦斯压力表,封闭钻孔与外界的联系。
此时,由于煤孔内的瓦斯已经向外放散,压力较低,随着煤孔周围煤层内瓦斯向煤孔运移,瓦斯压力逐渐增高。
因煤孔周围的煤体体积远大于煤孔的空间体积,煤层内的吸附瓦斯量又比游离瓦斯量大得多,故经过一段时间的瓦斯渗流,煤孔内的瓦斯压力逐渐接近煤层的原始瓦斯压力,从外部的压力表上可以读出煤孔内的瓦斯压力值。
关键词:煤层钻孔;影响因素;分析引言:为研究瓦斯抽采效率的影响因素,考虑吸附瓦斯与游离瓦斯建立了煤层瓦斯流动的流固耦合模型,本文采用COMSOl数值模拟软件,分析了不同初始地应力、初始渗透率以及钻孔直径条件下的瓦斯抽采效果以及抽采有效半径变化情况。
研究结果表明:初始地应力、初始渗透率和钻孔直径均会影响瓦斯抽采效果,但其对瓦斯抽采效果的影响程度不同;抽采有效半径对初始渗透率的变化最敏感,钻孔直径次之,对初始地应力的敏感程度最低;在某一钻孔直径范围内,瓦斯抽采效果随钻孔直径的增加变化不明显,而超出此范围后,抽采效果有明显提高,选择合适的钻孔直径对于提高瓦斯抽采效果具有重要作用。
1现场应用煤层瓦斯压力是煤矿生产过程中一项非常重要的技术指标,其直接关系到煤矿生产的安全性。
为保证煤矿的安全生产,含有瓦斯的矿井在进行煤矿开采过程中必须采取有效地技术手段对煤层之中的瓦斯进行检测。
现阶段国内外应用较为广泛的瓦斯检测方法有单项指标法、地质资料统计法、综合指标法等几种类型。
上述方法在实践的过程之中均存在一定的局限性,致使其检测的结果无法有效地满足含水煤层矿井安全生产的实际需要。
1.1简介淮南某基本建设矿井,按研发方法及技术路线(一)研究方法(1)断层附近勘探钻孔在煤层顶底板主要含水层中的漏失量、岩心采取率、岩石破碎情况的统计分析。
(2)野外断层追踪分析,包括断层面、构造岩、断层伴生构造等。
瓦斯抽放钻孔封孔方法及标准

瓦斯抽放钻孔封孔方法及标
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瓦斯抽放钻孔施工工艺及要求
为了充分发挥瓦斯抽放系统的抽放效果,根据《防止煤与瓦斯突出规定》及本矿实际情况特制定本要求。
1、预抽瓦斯钻孔必须封堵严密。
顺层钻孔的封孔段长度不得小于8m,穿层钻孔的封孔长度不得小于5m。
2、预抽瓦斯钻孔封孔前要用清水将钻孔清洗干净。
预抽瓦斯钻孔聚氨酯封孔。
3、聚氨酯封孔:
卷缠药液法施工工艺
(1)卷缠药液法抽放管结构示意图
1—筛孔段;2—铁档盘;3—木塞;4—橡胶垫圈;5—毛巾布;6—铁丝;7—抽放管
(2)封孔操作程序如下图
马丽散白黑溶液的比例:体积比1:1(对于Φ75的钻孔配Φ50抽放管有重量各即可)
(3)封孔示意图
1——抽放孔;2——聚氨酯密封段;3——水泥砂浆段
4、封孔前必须用清水清洗钻孔。
5、钻孔埋设的抽放管选用阻燃抗静电的一吋PVC—KM管。
煤矿瓦斯抽采钻孔施工技术浅述

煤矿瓦斯抽采钻孔施工技术浅述摘要:瓦斯爆炸是我国煤矿领域常见危险之一,它不仅会导致煤矿开采效率的下降,还会影响煤矿的安全生产。
因此,采取有效措施来控制和防止瓦斯爆炸显得尤为重要。
以山西某煤矿为例展开分析,由于传统的瓦斯控制方法无法有效地保障煤矿的安全运营,因此,必须采用更先进的抽采钻孔技术来改善瓦斯治理效果,从而大幅度提升煤矿的瓦斯抽放效率,从而达到安全生产的目的。
关键词:钻孔设计;瓦斯抽采;回采工作面;本煤层;邻近层当瓦斯矿井保持良好的通风状况时,其内部的瓦斯浓度一般都能够保持在安全的范围内,但是由于多种原因的干扰,即使是在瓦斯含量较低的煤层中,也可能出现多次的瓦斯超标现象,甚至引发瓦斯爆炸的危险。
因此,提高钻孔施工技术水平显得尤为重要。
一、地质条件简述根据测量结果,山西某煤矿的地层厚度达到了460米,而煤炭层的厚度则大概为170米。
根据勘测结果,9号煤层的埋藏深度从最低的60米到最高的255米不等;15号埋藏深度介于130~327米之间,二者均为主采煤层。
本文所述井田的构造特征为斜向,S1向斜轴靠近井田的西侧,并且呈现出近似南北方向。
它的两侧的倾角介于5°~8°之间,并且在整个井田中的延伸长度约为600米。
S2向斜轴靠近井田的西侧,朝向北东的方向,通常,两侧的倾角在5°~10°之间,其延长水平可达到1700米。
除此之外,在这个矿井的下面还发现了3条断层和4个陷落柱。
二、回采工作面抽采钻孔分析9号煤层的瓦斯涌出情况,据悉最高为每分钟13.7立方米。
具体分析,该煤层工作面的涌出瓦斯量为每分钟5.77立方米,邻近层瓦斯涌出量为每分钟7.93立方米。
根据全国高瓦斯矿井的抽采经验完成本次抽采钻孔设计工作。
(一)本煤层瓦斯抽采经过分析,我们发现在采掘9号煤层时,由于瓦斯涌出量较高,因此必须对这一煤层进行抽采。
在这个煤层中,抽采方式有两种:未卸压抽采、卸压抽采。
在这里采取第一种方法。
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煤矿瓦斯抽采钻孔主要封孔方式剖析
摘要:目前,传统的抽采孔封堵方式是采用聚氨酯、水泥砂浆封孔或膨胀胶
囊机械封孔,其中,聚氨酯容易发泡,封孔效率高,但进行封堵时容易出现封堵
不严密、注浆管易堵塞等问题,水泥砂浆封堵时,向孔内注水泥浆过程中有瓦斯
不停地泄漏,在水泥浆干燥凝固之前,孔内瓦斯气体将充填的水泥砂浆中冲开一
定的缝隙,造成瓦斯泄漏,封堵效果不好等,膨胀胶囊机械式封堵装置,在封堵
完成后,随着时间推移,孔内瓦斯集聚量变大,压力增加,完成固定的封堵装置
在压力推动下随着胶囊收缩慢慢出现松动,出现漏气,使用效果不好,针对以上
封孔方式存在的问题,研究提出瓦斯抽采钻孔封孔装置及封孔工艺。
关键词:抽采钻孔;封孔装置;封孔工艺;储水腔;水泥腔
1封孔原理
为了提高抽采封孔质量,针对目前封孔技术的不足,研究提出一种煤矿瓦斯
抽采钻孔封孔装置,对抽采钻孔进行封孔后,随着煤壁向钻孔内瓦斯涌出,孔内
瓦斯量不断增加,通过水和水泥的混合对孔洞进行封孔。
能够防止抽采钻孔内瓦
斯气体对水泥和水的混合浆体凝固前造成裂隙等影响,使浆体封孔效果更好,封
孔严密,并且能够随着抽采孔内瓦斯气体的不断增加,对抽采孔进行封孔,封堵
效果更好,该装置由主体装置和封堵装置组成。
1.1主体装置
主体装置由弹性套、盖板、主体筒、紧固螺纹、导气槽和连接板组成,2个
连接板分别置于弹性套的两端,连接板由刚性材料制成,弹性套一端的连接板中
部开有通孔,主体筒一端置于弹性套一端的连接板上,外侧置有紧固螺纹,由刚
性材料制成,主体筒上对称开有2个导气槽,且分别和主体筒内相连通,2个盖
板分别置于主体筒内壁上,且分别和2个导气槽相对应,盖板上开有多个进气孔,且进气孔的直径从进口到出口逐渐变大。
1.2封堵装置
封堵装置由隔板、固定管、过滤网、滑动筒、转动块、六角卡槽、导向套、
固定弹簧、水泥腔、分隔片、储水腔、连接杆和橡胶套组成,隔板置于弹性套上,且将弹性套内部分隔为储水腔和水泥腔,其中储水腔小于水泥腔,储水腔内置有水,水泥腔内置有水泥。
隔板由钢性材料制成,且中部开有贯穿通孔,分别位于
隔板中部通孔的上下两侧,贯穿孔内置有分隔片,由塑料制成。
2个固定管一端
分别置于隔板上,且分别和隔板上的2个贯穿孔相对应,固定管位于水泥腔内,
并开有多个条形槽,分别和储水腔相连通,分隔片置于条形槽内。
导向套置于主
体筒另一端中部,为长方体形状。
滑动筒一端置于导向套内,另一端置于主体筒内,滑动筒上开有多个通孔。
连接杆一端置于滑动筒内,且和滑动筒一端中部相
连接,另一端依次穿过弹性套一端的连接板中部的通孔。
隔板中部的通孔和弹性
套另一端的连接板中部相连接,连接杆上套置有2个橡胶套,分别位于水泥腔和
储水腔内。
固定弹簧套置于连接杆上,一端和弹性套一端的连接板相连接,另一
端和滑动筒另一端相连接。
转动块置于滑动筒一端上,且位于主体筒外,转动块
上开有六角卡槽。
2封孔工艺
2.1封孔过程
对已经施工完成的瓦斯抽采钻孔封孔时,首先将弹性套推进瓦斯抽采钻孔内,然后使用六角扳手旋转转动块,转动块带动滑动筒转动,滑动筒通过导向套带动
主体筒转动,进而将主体筒旋进瓦斯抽采钻孔内,此时,主体筒对煤矿瓦斯抽采
孔洞进行封堵。
随着时间推移,钻孔内瓦斯浓度不断增加,瓦斯压力增大,钻孔
内瓦斯涌入主体筒上的2个导气槽内,然后分别通过对应盖板上的进气孔流进主
体筒内,然后通过滑动筒上的多个通孔进入到滑动筒内,滑动筒内压强增加,对
弹性套一端的连接板进行挤压,并且滑动筒受瓦斯气体挤压沿着导向套滑动,固
定弹簧伸长,进而弹性套受挤压膨胀,连接杆上的2个橡胶套分别受挤压压缩,
进而储水腔和水泥腔分别膨胀,储水腔内的水对隔板上2个贯穿孔内的分隔片进
行挤压冲击,由于分隔片由塑料制成,硬度较小,进而隔板上的分隔片被储水腔
内水冲破,储水腔内水分别通过隔板上的贯穿孔流进2个固定管内,对固定管上
条形槽内的分隔片进行冲击,条形槽内的分隔片被冲破后,固定管内的水直接通过固定管上的多个条形槽冲进水泥腔内,水和水泥混合形成浆体,对应水泥腔的弹性套进一步胀起,进而使弹性套外壁和瓦斯抽采孔内壁紧密贴合,待水泥和水的混合浆体凝固后,进而对煤矿瓦斯抽采孔洞进行封堵。
2.2主要部件功能
主体筒的直径设计与瓦斯抽采孔的直径进行设定,使其一致。
连接板由刚性材料制成,能够随着滑动筒内瓦斯气体的不断增加,对弹性套进行挤压,进而使弹性套胀起,对孔洞进行封堵;主体筒外侧置有紧固螺纹的设计,能够和瓦斯抽采孔壁上的螺纹形成配合,便于将主体筒旋进瓦斯抽采孔洞内;盖板上开有多个进气孔,且进气孔的直径从进口到出口逐渐变大的设计,便于瓦斯抽采孔内的气体进入到滑动筒内;储水腔小于水泥腔的设计,符合泥和水的混合比例,使混合形成浆体硬度较大,进而提高对瓦斯抽采孔的封堵效果。
隔板由钢性材料制成的设计,能够和2个连接板形成配合,对储水腔和水泥腔进行挤压;分隔片由塑料制成的设计,分隔片硬度较小,脆性较大,进而在受到瓦斯气体挤压时,能够挤压破裂,进而使水和水泥混合形成浆体,对瓦斯抽采孔进行封堵。
导向套为长方体形状,滑动筒为长方体形状的设计,能够使滑动筒无法在导向套内转动,进而在转动块时,能够使滑动筒通过导向套带动主体筒转动,进而将主体筒旋进瓦斯抽采孔内;隔板上的分隔片和固定管上的分隔片配合,对储水腔内冲击的水进行阻隔的设计,在储水腔内的水达到一定冲击度后,才能进入到水泥腔内,进而能够使水在流进水泥腔内,和水泥充分混合,提高混合形成的浆体效果,更好地对瓦斯抽采孔进行封堵。
3封孔效果考察
现场试验在某工程5#煤层5107工作面进行,该矿井绝对瓦斯涌出量
188.54m3/min,相对瓦斯涌出量30.28m3/t,5107工作面煤层赋存稳定。
采取本煤层预抽治理工作面瓦斯,钻孔垂直煤壁布置,间距6.5m,本煤层预抽达标后,回收预抽干管,选取45个抽采钻孔,平分为3组,每组15个钻孔,分别采用聚氨酯、水泥砂浆封孔、封孔装置进行封孔.3种封孔工艺封孔之后,针对钻孔孔口瓦斯浓度进行观测20d,不同的封孔工艺孔口瓦斯浓度变化。
封孔初期孔口瓦斯
浓度较大,是因为封孔初期水泥砂浆或聚氨酯未完全固化,有瓦斯溢出,后期聚氨酯封孔后孔口瓦斯浓度较高,聚氨酯发泡后密度小,空隙多,瓦斯溢出,平均孔口瓦斯浓度达5.5%,水泥砂浆孔口瓦斯浓度平均为3.7%,封孔装置封孔后孔口瓦斯浓度平均为2.1%,大大降低了钻孔瓦斯涌出,比聚氨酯封孔孔口瓦斯浓度降低了61.8%,比水泥砂浆封孔孔口瓦斯浓度降低了43.2%,有效地减少钻孔向巷道的瓦斯排出。
4结语
封孔装置结构简单,方便实用,能够防止抽采孔内瓦斯气体对水和水泥的混合浆体造成影响,使浆体在凝固期间无瓦斯溢出造成的裂隙,进而更好地对抽采孔进行封孔。
进行第1次机械式封孔后,随着抽采孔内瓦斯气体的不断增加可自行对抽采孔进行封堵封堵效果更好。
封孔装置封孔工艺提高了封孔质量,比聚氨酯封孔孔口瓦斯浓度降低了61.8%,比水泥砂浆封孔孔口瓦斯浓度降低了43.2%,降低了钻孔向巷道内瓦斯涌出量,为井下了安全生产提供了保障。
参考文献:
[1]谭永福.抽采钻孔“二堵一注”带压封孔技术的研究与应用[J].煤矿安全,2017,48(6):135-137,141.
[2]国林东,赵旭生,张永将,等.顺层瓦斯抽采钻孔封隔一体化封孔工艺研究[J].煤炭科学技术,2018,46(5):114-119.
[3]任培良,王迪,郭香印,等.穿层瓦斯抽采钻孔通管直连新型封孔工艺研究[J].煤矿安全,2020,51(2):34-37.
[4]程健维,赵刚,刘雨涛,等.瓦斯抽采钻孔非凝固材料性能与智能封孔装置研究[J].煤炭科学技术,2020,48(2):131-135.
[5]杨建峰,厉洪卫.囊袋封孔器“两堵一注”带压封孔技术在耳海煤矿瓦斯抽采中的应用[J].科技视界,2019(21):156-157.。