瓦斯抽采钻孔合理封孔长度确定方法
瓦斯抽采钻孔设计施工与验收管理制度
瓦斯抽采钻孔设计、施工及验收治理制度一、钻孔设计1、钻孔设计必需依据《煤矿安全规程》和集团公司有关规定编制，确保瓦斯抽采〔排放〕效果和防突措施效果。
2、钻孔包括：防突钻孔、瓦斯抽采钻孔。
3、钻孔设计依据钻孔类别由通风队编制，经总工程师批准后执行。
必需明确钻场编号、钻孔类别、设计孔数及每个钻孔的参数〔孔径、开空位臵、方位角、倾角、孔深、终孔位臵〕，且必需附有钻孔施工的平面图、剖面图、断面图。
4、钻孔施工过程中遇见地质特别，由总工程师确定是否转变钻孔数量和参数，钻孔变更设计报总工程师批准后施工单位必需严格执行。
二、钻孔施工1、通风队依据矿生产打算和生产需要，准时制定各类“一通三防”钻孔的施工打算，安排施工任务，并负责落实钻孔施工单位并监视钻孔施工质量。
2、通风队负责负责瓦斯抽采钻孔设计。
设计时，必需依据已施工抽采钻孔或其它钻孔实际考察结果，充分考虑抽采钻孔抽采〔排放〕半径、开孔间距、终孔间距、离煤层顶、底板的垂距、钻孔个数的合理性。
3、钻孔施工必需指定专人负责，施工人员必需持证上岗。
钻孔施工单位对钻孔的施工质量、效果、安全负责。
4、施工单位依据钻孔设计编制特地的《钻孔施工安全技术措施》，并由副总工程师组织有关单位人员进展会审。
施工单位技术人员必需贯彻措施并要有记录。
5、钻孔施工地点必需由施工单位悬挂图牌板。
牌板分为钻孔设计参数牌板和钻孔施工记录牌板。
容为钻孔类别、孔号、方位角、倾角、孔深，图板的容为钻孔布置的平面图、剖面图、断面图。
6、施工单位施工时，钻孔倾角、方位角、孔深要符合设计参数要求。
孔位允许误差±50mm，倾角和方位角允许误差± 1 度。
无特别状况，钻孔深度必需施工到位。
7、施工单位每小班必需配齐钻机及其配套钻具和皮尺、坡度规、线绳等量具，配齐人员。
机工、电工、钻工等必需到位，并持证上岗。
8、施工单位施工钻孔时，必需同时填写 3 份原始资料，原始资料容包括钻场号、孔号、钻孔参数、孔深、岩性类别、钻头型号、岩心管型号、有无特别、施工负责人等。
抽采钻孔封孔方法
煤孔封孔技术要求
1）抽采钻孔封孔采用“两堵一注”的封孔方式。
2）封孔时，封堵段长度不少于1m，封孔段长度不少于8m。
3）封孔管长度不小于18m，封孔时最里端应为花孔管，长度为3m。
第一道药剂（4袋袋式固特捷封孔药剂）捆绑在距离花管2m的位置，第二道药剂（2袋袋式固特捷封孔药剂）捆绑在距离孔口2m 的位置，同时向孔内下一根注浆管，注浆管出液口要超过第二道药剂封堵段1m—2m。
铝塑管外露长度不超过500mm，封孔管外露孔口长度为150mm—300mm。
穿层孔封孔技术要求
1）抽采钻孔封孔采用“两堵一注”的封孔方式。
2）封孔时，封堵段长度不少于1m，封孔段长度不少于5m。
3）当岩孔长度小于15m时，封孔管长度应为全孔深，封孔时最里端应为花孔管，长度为3m。
第一道药剂（4袋）捆绑在距见煤点2m的位置，第二道药剂（2袋）捆绑在距孔口1m的位置，同时在封孔管上捆绑1根铝塑管，长度要超过第二道药剂2m，铝塑管外漏孔口长度不超过500mm。
4）当岩孔长度大于15m且全孔深小于30m时，封孔管长度应为全孔深，封孔时最里端应为花孔管，长度为3m。
第一道药剂（4袋）捆绑在距孔口10m的位置，第二道药剂（2袋）捆绑在距孔口1m的位置，同时在封孔管上捆绑1根铝塑管，长度要超过第二道药剂2m，铝塑管外漏孔口长度不超过500mm。
5）当全孔深大于30m时，封孔管长度为30m，封孔技术要求按“当岩孔长度大于15m且全孔深小于30m时”执行。
钻孔施工与封孔教案
阳城县安全技术培训中心教案首页教学内容：瓦斯抽采钻孔施工与封孔第一节瓦斯抽采钻孔的基本知识一、瓦斯抽采钻孔的基本术语（1）钻孔。
用钻机在煤、岩层中钻进形成的孔称为钻孔。
（2）岩孔。
在岩层中施工的钻孔称为岩孔。
（3）煤孔。
在煤层中施工的钻孔称为煤孔。
（4）瓦斯抽采钻孔。
用于瓦斯抽采的钻孔称为瓦斯抽采钻孔。
（5）顺层钻孔。
在煤层巷道内沿煤层布置的钻孔称为顺层钻孔。
（6）穿层钻孔。
在岩巷或煤巷向相邻煤层施工的钻孔称为穿层钻孔。
（7）平行钻孔。
与工作面平行布置的顺层钻孔称为平行钻孔。
（8）斜交钻孔。
与工作面成一定夹角布置的顺层钻孔称为斜交钻孔。
（9）枝状孔。
成孔样式像树枝形状的钻孔称为枝状孔。
（10）一字孔。
成孔样式为单孔的钻孔称为一字孔。
（11）交叉钻孔。
由平行钻孔和斜交钻孔组成的一组钻孔称为交叉钻孔。
（12）上向、下向钻孔。
钻孔的孔底高于孔口的钻孔称为上向钻孔；反之为下向钻孔。
（13）扇形钻孔。
平面呈扇形布置的一组钻孔称为扇形钻孔。
二、瓦斯抽采钻孔的布置方式（1）按钻孔与煤层的相互关系的不同，钻孔布置方式可分为顺层钻孔和穿层钻孔。
（2）按钻孔所处的岩性不同，钻孔布置方式可分为岩孔和煤孔。
（3）按与工作面的关系的不同，钻孔布置方式可分为平行钻孔和斜交钻孔。
（4）按钻孔的成孔样式的不同，钻孔布置方式可分为枝状孔和一字孔。
（5）按一组钻孔的平面样式的不同，钻孔布置方式分为扇形钻孔、平行钻孔和交叉钻孔。
（6）按钻孔的倾斜方向的不同，钻孔布置方式可分为上向钻孔和下向钻孔。
第二节瓦斯抽采钻孔的参数一、钻孔直径二、钻孔长度三、钻孔方位四、钻孔开口位置综上所述，钻孔的参数与瓦斯抽采密切相关，在钻孔施工中必须按设计进行。
第三节瓦斯抽采钻机钻机的工作方式有旋转钻进和孔底马达式钻进。
普遍采用旋转钻进的钻机进行瓦斯抽采钻孔的施工。
通常情况将矿井静压水与钻杆连接，用水排渣。
也可把井下压风管与钻杆连接，用压风进行排渣。
有时同时接入压风和静压水排渣。
抽放钻孔及抽采浓度管理规定
贵州五轮山煤业有限公司抽放钻孔施工、抽采浓度管理规定为加强五轮山公司瓦斯抽采精细化管理，保证瓦斯抽采达标，确保公司瓦斯治理目标及安全发展。
根据公司实际，特制定瓦斯抽放及钻孔管理规定如下：1、钻孔施工必须有经过审批的设计，并且悬挂施工现场，施工完的钻场，还必须悬挂竣工图。
2、钻机进入钻场前必须清理到设计高度，设计钻孔中有俯孔时，钻场高度不小于3m。
对需布孔的巷帮或底板必须清至硬壁，并平整施钻现场。
3、开孔前由工区技术员定出方位线，并按设计标出开孔位置，没标清开孔位置的，不得施工。
4、钻孔必须按设计参数打设，方位角、倾角偏差不大于±1º，开孔位置不许出现偏差。
不符规定要求的，不予计算钻孔进尺。
5、钻孔必须打到设计深度，见煤钻孔以过煤0.5m为现场掌握深度。
钻场的当班负责人必须清楚记录见煤深度、煤（岩）层厚度及动力现象等。
记录与实际明显不符或与相邻钻孔区别较大的，不计量。
6、钻孔达到预定深度后，在抽钻杆前必须压风吹孔，吹净孔内煤粉后方可拔钻。
钻孔量验收记录签字齐全，否则不计量。
7、未达至预定深度或未见煤钻孔为无效孔必须封闭，并不予计量。
8、钻孔施工完必须立即挂牌，标清孔号、施工人、验收人、日期等。
与设计明显不符的钻孔必须重新打孔。
否则处罚当班施工人及工区跟班干部每孔50元。
9、封孔段长度按设计要求执行，设计未要求的，不小于8m。
封孔时PE管里端必须绑紧，封严长度不小于0.5m，封孔马丽散用量合适不浪费，在规定时间内送入孔内。
孔口外露不大于0.3m。
10、水泥、水、水玻璃按规定（重量100：80：3）配比，严禁浪费。
按计量装置搅拌均匀，超过设计用量一倍的，分析原因。
11、封孔材料能复用的，必须及时退下复用。
不能复用的，回收井上材料库。
12、封孔管路接头必须保证严密不漏气，必要时在接头处涂抹马丽散。
封完孔一个原班后联抽。
13、抽放钻场必须安设负压表、流量计、放水器。
抽放支管吊挂高度不妨碍行人，放水器必须在管路最低点，钻场内多通尽量放低放平，防止孔内水回流。
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。
矿井瓦斯抽采钻孔封孔方法
钻孔封孔方法1、扩孔水泥封孔法，封长6m以上。
适合上行孔。
2、水泥袋式封孔法，封长6m以上。
适合所有角度孔。
3、聚胺脂缠绕封孔法，封长3m。
适合所有角度孔。
麻袋片＋聚胺脂麻袋片＋聚胺脂4、封孔质量也直接影响抽放效果的好坏，在实际抽放过程中常出现钻孔封孔长度不够、封孔不严密，造成通孔漏气现象。
因此必须切实改进封孔方式和方法，有效提高抽放效果。
下一步我们将改进封孔的方法，采用聚胺脂和注浆泵注水泥砂浆封孔，切实提高封孔质量，减少钻孔漏气现象。
改进后的裂隙带和本煤层封孔方法见下图：（1）施工本煤层钻孔中夹钻问题。
由于煤层松软，在施工钻孔时常常出现夹钻现象。
针对这一问题经过摸索研究采用矿井压风代替静压水排渣进行抽放钻孔施工，改进后，较利用静压水施工每班工作量提高50—80m，同时有效地防止了施工过程中出现夹钻杆、断钻杆事故，提高了施工效率。
2）抽放钻孔封孔漏气问题。
经过分析认为：出现漏气的原因为本煤层抽放孔采用原封孔灌注水泥封孔工艺,注进水泥浆后，在导流管、导气管或钻孔上部始终有一定的沉淀水存在，沉淀水被煤吸干后形成缝隙，在抽放时，就会出现漏气。
为了进一步解决抽放钻孔封孔问题，尝试灌注聚胺脂封孔，见下图，经过试验，封孔后打压可达到0.05—0.3MPa，抽放时瓦斯浓度为55—60%，最高可达到80%以上，而灌注水泥浆封孔的钻孔在抽放时瓦斯浓度为35—40%，通过以上结果对比证明采用灌注聚胺脂封孔工艺效果较好，初步解决了低透气松软煤层封孔问题。
）4、聚胺脂袋式封孔法，封长3m以上。
适合所有角度孔。
5、套管封孔法，封长30m以上，套管50m以上。
适合上行孔。
见图6所示为钻孔下套管和封孔工艺图。
这种钻孔的优点是钻机机械性能要求一般，象国产SGZ—ⅢA钻机就可满足要求，另外使用灵活方便，对井下钻场没有特殊要求，机动性较强，在钻孔下套管技术采用后大大提高了抽放效果和质量，也是井下煤层气开发的主要技术方法。
图6钻孔下套管和封孔工艺图2.3.5 顶板瓦斯道法6、机械压缩橡胶封孔法，封长3m以上。
瓦斯抽采钻孔封孔工操作规程(完美)
盘县老沙田煤矿瓦斯抽采钻孔封孔工操作规程编制单位：盘县老沙田煤矿编制时间：2020年6月10日瓦斯抽采钻孔封孔工操作规程一．适用范围及有关术语1．适用范围及封孔工艺：本矿所有的瓦斯抽采钻孔封孔操作均必须按照本规程规定，采用“两堵一压”的封孔工艺。
2．相关术语：封孔长度：钻孔内封孔材料充填段长度，包括封堵段长度和注浆段长度。
根据有关规定及我矿实际，封孔长度顺层钻孔9米、穿层钻孔6米。
封孔段：钻孔内封孔材料充填的这一段钻孔，包括封堵段和注浆段。
封堵段：封孔段两端首先用囊袋充填的钻孔段，用于注浆前的两头封堵。
注浆段：钻孔内两个封堵段之间用于充填注浆材料的钻孔段。
封孔管：封孔段内的抽放管，其前端为筛孔导管、后端为孔口管。
孔口段：处于巷道松动圈范围内的钻孔段，这一段钻孔封孔效果差，不计入有效封孔长度。
孔口段长度：穿层钻孔为1米、顺层钻孔为2米。
孔口管：孔口段内的抽放管，连抽前外露长度0.3-0.5米。
二．上岗条件（一）封孔工必须经过操作知识的专业技术培训，考试合格后方可上岗。
（二）瓦斯抽采钻孔封孔工需要掌握以下知识：1．熟悉入井人员的有关安全规定。
2．了解“一通三防”基础知识。
了解有关矿井瓦斯、煤尘爆炸的知识。
了解井下各种气体超限的危害及预防知识。
3．了解本矿井发生煤与瓦斯突出的预兆和规律，掌握施工区域的通风系统和避灾路线。
4．了解瓦斯抽放系统的基本原理。
5．了解有关瓦斯抽采管路的安装、维护规定。
6．了解导流管安装标准及简单维护。
7．必须熟悉注浆机的工作原理，掌握注浆机的操作要领/维护保养及排除故障的知识和处理办法。
8．掌握瓦斯抽采钻孔/测压钻孔/煤层注水钻孔/注浆钻孔/地质钻孔/放水钻孔等各类钻孔的封孔操作工艺方法。
三．安全规定1．加强对操作人员的安全培训，提高操作人员的安全意识。
2．进行封孔操作前，要仔细检查操作环境的安全状况（如瓦斯浓度、风流方向、风量、顶/帮及支护的稳定性等），不安全不操作。
3．严禁在无风或风量不足的地点从事封孔及其它工作。
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。
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范围为煤壁向里 0 ～ 4 m，应力集中带范围为煤壁向里 4 ～ 10 m，原始应力带范围为煤壁向里 10
m 以深，从而确定了合理封孔长度为 10 m，并通过现场考察，验证了封孔长度为 10 m 是合理的。
关键词： 瓦斯抽采； 封孔长度； 应力“三带”； 数值模拟
中图分类号： TD712 + ． 6
·8·
（ 第 43 卷第 8 期）
试验·研究
瓦斯抽采钻孔合理封孔长度确定方法
陈建忠，代志旭
（ 平顶山天安煤业股份有限公司 瓦斯所，河南 平顶山 467000）
摘 要： 为确定十二矿顺层抽采钻孔的合理封孔长度，提高抽采效果，分析了封孔长度与巷道应
力“三带”的关系，采用数值模拟和现场实测的方法确定了巷道应力“三带”的分布特征： 卸压带
截面方向建立二维平面模型，选取具有 4 节点的二 维 Plane42 单元。此类单元适合分析弹塑性、有裂 隙、面积大的模型，正好适合煤体分析。析精度。
煤层透气性剧增，游离瓦斯容易流动，瓦斯放散速度 增加； 集中应力带的煤体在自身重力、构造应力和支 撑应力的相互作用下被压缩、压实，煤体内的原生裂 隙、孔隙减少，煤层透气性降低，瓦斯流动困难，瓦斯 放散速度减小； 原始应力带的煤体由于不受外力的 影响，结构不发生变化［3］。
1 合理封孔深度与巷道应力“三带”的关系
文献标志码： A
文章编号： 1003 － 496X（ 2012） 08 － 0008 － 03
The Method of Determining Reasonable Sealing Length of Gas Extraction Borehole
CHEN Jian － zhong，DAI Zhi － xu （ Gas Institute of Pingdingshan Tian＇an Coal Industry Co． ，Ltd． ，Pingdingshan 467000，China） Abstract： In order to determine the reasonable sealing length of bedding extraction borehole in No． 12 coal mine，and to improve the extraction effect，the relationship between the sealing length and " three zones" of stress is analyzed in this paper． The distribution characteristics of roadway stress " three zones" are determined by numerical simulation and field measurement method． The range of pressure released zone is from the coal wall to the inside 0 ～ 4 m； the range of stress concentration belt is from coal wall to the inside 4 ～ 10 m； and the range of original stress belt is from coal wall to the inside 10 m deep，which determines a reasonable sealing length of 10 m． Through on － site test inspection，it is verified that the sealing length of 10 m is reasonable． Key words： gas extraction； sealing length； " three zones" of stress； numerical simulation
2 应力“三带”的数值模拟
2． 1 基本假设 1） 工作面前方煤体连续均匀，各向同性介质。 2） 煤层属线弹性体，遵循虎克定律，即加载和
卸载过程中煤体应力和应变存在一一对应的关系。 3） 煤与瓦斯耦合作用可以忽略不计。
2． 2 数值模拟 应用 ANSYS 软件进行模拟。 1） 指定单元类型和材料属性。沿煤巷的掘进
平顶山天安煤业股份有限公司十二矿是煤与瓦 斯突出矿井，主要开采己15 煤层。随着开采深度的 不断增加，煤层瓦斯含量和瓦斯压力逐渐增大，煤与 瓦斯突出危险性也越来越大，瓦斯灾害治理的难度 也越来越大，因此，如何快速消除煤与瓦斯突出危险 性，实现“双不”目标，必须实施高强度的瓦斯抽采， 因此，提高本煤层瓦斯抽采效果至关重要。提高本 煤层瓦斯抽采率的途径主要有 2 个： 一是采用人为 方法提高煤层的透气性，主要有水力压裂、水力割缝 等水力化措施以及预裂爆破等； 二是合理布置钻孔 和改变钻孔参数。近几年来，十二矿与科研单位合 作，先后进行了煤层水力挤出、水力压裂、交叉钻孔 等多项研究，取得了很好的效果。但在钻孔布置参 数，尤其是封孔长度方面研究不足。
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。
煤巷工作面掘进后，巷道周围煤体的应力会发 生变化，由巷道煤壁向深部煤体依次形成卸压带、应 力集 中 带 和 原 始 应 力 带，简 称 为 巷 道 应 力“三 带”［1 － 2］，如图 1。卸压带的煤体松散，孔隙率增加，
图 1 掘进工作面前方煤体应力带分布
由于卸压带的煤层得到较充分卸压，形成大量 的贯穿裂隙，如果抽采钻孔的封孔长度小于卸压带 深度，会一定 程 度 地 导 致 抽 采 钻 孔“短 路 ”，巷 道 内