瓦斯抽放钻孔BSL封孔新材料(工艺)在八矿的应用
大直径 长钻孔瓦斯抽放技术与装备的应用
大直径长钻孔瓦斯抽放技术与装备的应用长期以来，瓦斯灾害一直影响着煤矿的安全生产。
尤其在高瓦斯矿井，瓦斯治理不仅成本高，而且常常因不能及时与原煤生产工作相衔接制约着煤矿的生产。
因此高瓦斯矿井力求通过高效的抽放技术和先进的装备缓和生产和瓦斯防治工作之间的矛盾，提高煤矿的经济效益。
用钻孔抽放煤层瓦斯是目前国内常用而用效的方法，具有施工速度快，钻场布置机动灵活等特点，但由于钻孔直径小，孔壁产生的裂隙小，抽放效果不如巷道抽放好。
通过加大钻孔的直径和数量，提高孔口抽放负压，可以弥补后者的不足，但必须有一整套适合我国煤矿钻孔抽放瓦斯的装备，才能达到理想的抽放效果。
煤科总院西安分院经多年研究，相继开发研制出一系列能够施工大直径钻孔的钻机及其配套的施工工艺，投入到高产高效的煤矿生产中，在高瓦斯矿井瓦斯防治中发挥了重要作用。
1大直径瓦斯抽放钻机的开发与应用效果阳泉矿务局属典型的高瓦斯矿井，煤层透气性差，回采工作面瓦斯涌出量高且大部分来源于上邻层及围岩。
上个世纪80年代，阳泉矿务局为解决制约煤矿安全生产的瓦斯问题，采取钻进密集的小直径顶板穿层钻孔结合掘进50m长的上斜巷道（高抽巷）抽放瓦斯，来解决上邻层瓦斯问题。
这种抽放方式不仅需要消耗大量的人力、物力，而且施工费时，生产成本高，在时间上往往与工作面衔接不上，影响生产进度。
为此，阳泉矿务局提出了通过钻进大直径瓦斯抽放孔代替倾斜高抽巷，并减少小直径瓦斯钻孔密集度和数量的设想，此设想得到了原中国统配煤矿总公司安全局的大力支持，在此前提下西安分院与阳泉矿务局合作研制开发了MKD-5型钻机。
该钻机为全液压动力头式钻机，由主机、泵站、操纵台三部分组成，解体性好，搬迁运输方便，可根据钻场情况灵活布置。
为防止钻进倾斜孔时跑钻并减轻钻工的劳动强度，该钻机设计了夹转联动、自动拧卸钻杆和液压缸调整角度等功能。
MKD-5型钻机的技术参数如下：钻孔深度：100m钻杆直径：73mm开孔直径：250mm终孔直径：200mm钻孔倾角：±90°回转速度：10～320r/min最大扭矩：1850N·m给进能力：105kN起拔能力：73kN给进行程：600mm电机功率：30kW该钻机1992年在阳泉三矿进行了工业性度验，配直径215mm 的牙轮钻头，一径到底，施工40°仰角的钻孔100m.阳泉矿务局同时进行了大直径钻孔、密集小直径钻孔和岩石走向巷道的瓦斯抽放对比试验。
煤矿瓦斯抽采钻孔主要封孔方式剖析
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。
LH—WFN—I型快速囊袋封孔装置顺层瓦斯抽采钻孔新技术及其应用
LH—WFN—I型快速囊袋封孔装置顺层瓦斯抽采钻孔新技术及其应用顺层钻孔预抽瓦斯技术受煤层条件和封孔质量的影响效果较差，为了进一步提高彬长集团大佛寺矿的瓦斯抽采率，矿方决定采用主动式膨胀支护封孔原理研制的快速囊袋式注浆封孔装置，该装置可以显著增加注浆时的注浆压力，有效的封闭钻孔周围裂隙，使钻孔封孔长度变得可控、可调，有效的解决了封孔中存在的钻孔浓度。
标签：顺层钻孔；瓦斯抽采；快速囊袋式注浆封孔装置1 概述瓦斯治理与利用的根本措施和主要途径是瓦斯抽采，最大限度的预抽瓦斯，防止瓦斯超限及瓦斯突出，而瓦斯抽采的效率主要受封孔效果的影响[1]，因此现阶段的瓦斯抽采抽放技术研究主要集中在封孔工艺方面，包括封孔装置、封孔材料、封孔设备等。
顺层钻孔预抽瓦斯是现阶段各高瓦斯矿井和瓦斯突出矿井主要采用的一种区域性抽采和防突技术，该技术有效地防治了煤与瓦斯突出事故的发生，但在实际施工中，由于钻孔在煤层中施工，周围煤体相对比较松软，裂隙发育程度较高，钻孔成型效果差，同时封孔质量不高，诸多因素造成顺层钻孔瓦斯抽采的浓度低下、漏气率高、抽采效果不佳，大量集聚瓦斯得不到有效抽采，严重威胁矿井的安全、高效生产[2-5]。
彬长矿区大佛寺矿是一座现代化的高产高效矿井，随着开采强度的增大和开采条件日趋复杂，瓦斯已成为制约矿井发展的主要因素之一。
该矿自2012年初使用陕西蓝海科技有限公司和中国矿业大学共同研发生产的LHFK-1型封孔剂两年多来，瓦斯抽采率大幅度提升；为了进一步提升瓦斯抽采率，缩短施工周期和提高密封效果，经过市场考察及研究决定采用陕西蓝海最新产品LHFK-1型快速囊袋封孔装置配合LHFK-1型封孔剂使用，选定在大佛寺矿井的西二总回二号联巷钻场预抽钻孔进行全程密封试验；采用新装置及新技术后，钻孔封孔质量及瓦斯抽放效果显著提升。
2 工作面概况顺层瓦斯抽采钻孔采用LHFK-1型快速囊袋封孔装置配合LHFK-1型封孔剂封孔实验工作面为陕西彬长矿业集团大佛寺矿西二总回二号联巷，该工作面煤体松软、裂隙发育程度高、瓦斯预抽钻孔成孔率较低，塌孔现象非常严重。
煤矿瓦斯抽采钻孔密封材料技术优化及工程实践
把封孔 管推入到孔 内，再用缠好 白布 （ 马丽 散Ｆ 湿润 过 ）的直径 为２ ｍ 的注液 管塞进钻孔 外段，马丽散Ｆ ０ｍ 膨胀后 封 闭钻孔外 段； （ ）将风泵 的送 料管与注液 ４
（ 室内密封效果试验情况 二）
试验 室封 孔试验 采 用直径 ６ ｍ 塑料 管模 拟 瓦斯 ５ｍ
在本矿３ ｏ 工作面上顺槽 的进行 了采用 马丽散Ｆ ｏ８ 材 料下 向联合封 孔方 式大 范围试验 。３ ０ 工作面位 ０８ 于三水 平北翼３ 采 区下 部，所采煤层 为二ｌ ０ 煤层 ，地 面标 高为＋ ７ ～＋ ９ ｍ １ ０ １７ 。工作面走 向长９ ０ ，倾斜长 ６ｍ １ ７ ，面积 １ ０ ２ ｍ，煤层 厚度６ ｏ ～８ ４ ｍ ５ｍ ５ ７０。 ． ０ ． ０ ，平均 ８ Ｏ ，煤层 结构 比较稳定 ，其中夹矸厚度０ ２ ，煤层 ．ｍ ．ｍ 倾斜角９ 。～３ 。。该煤层瓦斯含量较大 ，瓦斯相对涌 出量为８ ０。ｔ ～１ｍ／ ，按照上述材料使用工艺在３ ０ ： 作 ０８： ］ 面上顺槽进行 了现场封堵效果试 验 。用该工艺共封 ｌ ２ 个钻场 儿７ 个钻孔 。钻场测试时间为２ １ 年８ ０ ０ 月至２ １ ００
导致这次过断层影 响时间较长 。但 由于提前做好 了过 断层的准备工作，在过 断层期 间平均产量还保持在每 天一万吨 以上，在公司全年任务紧张的情况下基本没
低 了割煤机和支架 的损坏 ，提高 了矿井生产 能力 ，在 我矿接续紧张 ，产量任务繁重的情况下， 由于本次采 用 的过断层技术具有针对性强，准确性高等特 点，且 及时采取其他补充措施 ，因此，顺利 穿过断层 ，任 务 完成 了，为我矿 创造 了巨大的经济效益 。
严重 。瓦斯抽放与综合利 用则是 一个兼顾矿井安全生
鹤煤八矿瓦斯抽放现场会汇报材料(定稿)
科技创新多措并举努力提升矿井瓦斯抽采水平--鹤煤八矿瓦斯治理技术交流材料一、矿井概况八矿位于鹤壁矿区南部，井田南北走向5.25km，东西倾向1.7-1.9km，面积约7.9km2。
1958年建井，1960年投产，矿井设计生产能力为0.1Mt/a，1970-1974年扩建为0.6Mt/a，2006年矿井核定生产能力为0.81Mt/a。
矿井开拓方式为立井、斜井混合式开拓。
通风方式为混合式，通风方法为抽出式通风，共有四个进风井和两个回风井，总进风量11000m3/min，总回风量11684m3/min。
布置有30、31和32三个生产采区，均实现了分区通风，并设有专用回风巷，能够满足安全生产需求。
2002年8月鉴定为突出矿井，2010年矿井瓦斯鉴定结果为：绝对瓦斯涌出量25.54m3／min，相对瓦斯涌出量16.01m3／t，矿井瓦斯等级为煤与瓦斯突出矿井。
煤层瓦斯含量12.1-18.6m3/t，瓦斯压力 1.3-1.7Mpa，煤层透气性系数2.62-4.78m2/MPa.d,属于勉强可抽放煤层。
矿井抽采系统健全，共建有瓦斯抽采系统5套，分别为地面广场和新风井瓦斯抽放泵房及井下南翼、北翼和中央移动抽放泵站，安装瓦斯泵10台，额定抽放能力400m3/min，实际抽放能力150～200 m3/min，抽放浓度5.9～22％，月抽放量65万m3左右，矿井瓦斯抽放率40～45％。
矿井实现了瓦斯分源抽放，分源治理。
二、瓦斯治理理念的转变及区域瓦斯治理的必要性我矿在这几年生产过程中逐步体会到，瓦斯已成为制约矿井安全生产的瓶颈，瓦斯问题得不到有效解决，高产高效将成为空谈，矿井长远发展也无从谈起。
为此，痛下决心，更新理念，在瓦斯抽放上抱定了“只有打不到位的钻孔，没有抽不出的瓦斯”的理念，真正树立了“治理瓦斯就是解放生产力，治好瓦斯就是发展生产力”的瓦斯治理理念，将瓦斯治理作为安全一号工程，依靠技术创新，实现抽放技术突破。
“三堵三注”新技术带压封孔工艺的研究与应用
“三堵三注”新技术带压封孔工艺的研究与应用发布时间：2022-11-04T02:49:24.897Z 来源：《中国建设信息化》2022年13期作者：刘志良[导读] 分析原封孔工艺存在的问题，刘志良河南能源化工集团鹤煤公司双祥分公司河南 458000摘要：分析原封孔工艺存在的问题，论述“三堵三注”新技术带压封孔工艺原理、封孔流程及操作方法，主动支护式封孔原理，抽采浓度高、持续时间长、衰减慢等优点。
关键词：突出矿井三堵三注主动支护抽采效果1 引言预抽煤层瓦斯是降低突出危险区煤层瓦斯含量、防治煤与瓦斯突出的重要安全措施，是实现煤矿高效安全开采的重要基础。
随着矿井开采深度的增加，由于巷道受压变形严重，围岩裂隙、孔隙较发育，在巷道周围边形成的卸压带较深；同时在抽采钻孔施工过程中，对巷道及钻孔周围煤岩体产生损伤，在钻孔周边次生一些裂隙，如何选择合理的封孔工艺对瓦斯抽采浓度及抽采率至关重要。
2 主要内涵2.1钻孔封孔现状及存在问题河南能源鹤煤公司各矿井为煤与瓦斯突出矿井，矿井多数选择的底抽巷层位距离煤层底板10-15m，普遍存在巷道顶板岩性破碎成巷质量差的问题，原封孔工艺采用“两堵两注”，外囊袋距孔口之间有9米长的空间距离未封闭，造成抽采钻孔岩壁存在不同程度裂隙漏气现象，形成漏气通道，导致钻孔抽采浓度低、抽采效果差。
“三堵三注”带压注浆封孔工艺，一方面能使钻孔周围的裂隙得到充填，消除开孔时形成的漏气通道（裂隙），即消除初期漏气通道；另一方面能使钻孔得到可靠的支护保证，封孔段形成约20m的封堵段高应力区，使钻孔周围不再产生新的漏气通道，即避免后期漏气通道的产生和发展。
2.2 三堵三注”新技术带压封孔工艺原理“三堵三注”囊袋封孔器主要有里外两个弹性囊袋、滤布、PE硬管20m、滤布花管、φ16mm注浆管、异径管件、止回阀、快速接头、喉箍、袋装封孔胶等部件组成。
即：前两个囊袋为一级封堵，两个囊袋中间注浆段为二级封堵，前两级封堵也称为“两堵两注”；外囊袋与聚氨酯之间的封堵段为三级封堵。
千米钻机钻孔孔口防喷孔装置及封孔工艺应用煤矿瓦斯治理经验交流材料
煤层透气系数m2/MPa2.d
瓦斯压力Mpa
原煤瓦斯含量
m3/t
煤的坚固性
系数f
煤层瓦斯放散
初速度△P
3#
0.87114—4.258
0.29—0.52Mpa
8.66—13.15
1.22—1.48
36—49
百米钻孔自然瓦斯涌出量m3/min.hm
百米钻孔自然瓦斯涌出
衰减系数d-1
残存瓦斯含量（Max）m3/t
为避免事故扩大化，寺河矿在千米钻机施工地点下风侧增加了一组监控探头，一旦瓦斯异常涌出可立即切断钻孔施工地点及下风侧区域所有动力电源，保证矿井安全。
如何解决钻孔施工时瓦斯喷孔是我矿瓦斯治理工作者的新课题。通过近年的努力和实践，寺河矿不断改进、创新、总结了一整套钻孔施工防喷工艺和技术，以下进行简单介绍：
图1千米钻机钻孔施工工艺及防瓦斯超限采取措施示意图
寺河矿千米定向钻机采用先封孔后打钻的施工工艺，整个防喷系统包括孔口五通、气水分离器、PE400抽气三通、八孔防水箱、防喷水箱等五部分组成，整个系统层层设防，每个装置均与负压管路相连接，把瓦斯控制在抽放系统内。下面就各系统作用及功能进行介绍：
1、孔口五通
0.1288—0.2877
0.0018—0.0089
3.54
表2西井区3#煤层瓦斯基本参数测定结果
煤层编号
煤层透气系数m2/MPa2.d
瓦斯压力Mpa
原煤瓦斯含量
m3/t
煤的坚固性
系数f
煤层瓦斯放散
初速度△P
3#
0.0239—4.2579
0.2—2.12Mpa
10.9—22.8
1.05—1.88
33—47
瓦斯钻孔封孔材料
瓦斯钻孔封孔材料钻孔在矿山开采和石油化工生产中有着重要的作用。
但是钻孔后，封孔工作也同样必不可少。
瓦斯的爆炸和渗漏问题是井下必须面对的难题。
为了更好地保护井下工作人员的安全，需要选用可靠的瓦斯钻孔封孔材料。
在市面上，常见的瓦斯钻孔封孔材料大致可以分为橡胶封剂、水泥封剂、环氧树脂封剂以及聚氨酯密封胶几个类别。
橡胶封剂类别橡胶封剂是一种无机胶体，材料具有良好的缓存和维护性能，不仅可以封闭井底内的深透流，也可以用来处理井壁龟裂及偏心通道。
早期采用的封剂，由于其弹性不足，容易形成裂缝或断裂，导致封孔不严密。
但是现今市面上常见的橡胶封剂大多采用充填聚氨酯物如掺纳米或含聚合物，使其达到了良好的弹性度，克服了原有的缺陷。
水泥封剂类别水泥封剂是钻孔封孔中的主力军之一，很多矿井和油井过去使用的封剂都是水泥封剂。
水泥封剂有着良好的强度和坚韧性，是一种主要由水泥做成的胶凝材料。
水泥封剂中会添加一定量的添加剂如石英砂等，可以提高其粘性和坚硬度。
当然，水泥封剂也有其缺点，容易产生龟裂和收缩，如果以运用恰当的技术，就不会产生上述问题。
环氧树脂封剂类别环氧树脂封剂是由环氧树脂、胶固化剂等组成的，具有坚韧性、强度高等特点，可以用来处理瓦斯渗透、水刷墙面且高效维护墙体结构。
环氧树脂封剂主要用于井下埋设置施工，由于其具有良好的粘附性和难改变的形态，可以满足工程需要。
环氧树脂封剂传导热度慢，耐热性高，可广泛用于高温场合。
聚氨酯密封胶类别聚氨酯密封胶是一种在钻孔封孔中常用的密封胶。
相比于传统封剂，聚氨酯密封胶具有粘附性能好、强度高、抗龟裂等特点，可以提供高效安全的施工模式，使其在瓦斯钻孔封孔工作中具有更广泛的应用。
聚氨酯密封胶纹理平整，涂覆性能好，可广泛用于机械帽、管道及公共居住地结构的影响表面维护。
总之，瓦斯钻孔封孔材料是当务之急，封孔材料的选择要周密，要为井下工作者的安全提供最得力的保障。
不同的封剂具有不同的特点，需要根据具体的情况进行选择，以提供高效安全的施工模式，为精益求精的瓦斯钻孔封孔工作提供更多的选择。
保德煤矿8 #煤层采用顺层平行钻孔预抽瓦斯效果考察
为 了 考察 平行 钻 孔预 抽 瓦斯 效 果 ， 钻孔 初 始 对
瓦斯抽放量（ 和瓦斯抽放量衰减系数（ ） ｑ） 进行了 测定 。为 了保 证测 定 结果 的准 确 性 和代 表 性 ， 用 采 了按钻孔 间距分 组测 定方 法 ； 测定 时 ， 根据 各组钻孔 的抽放瓦斯总量 、 抽放混合 瓦斯浓度和组 内钻孔总
２ 。 ７ｍ
煤科 总 院抚顺 分 院 于 ２０ ０５年 １月 ２ 日在 保 德 煤 矿 ８５ １ ８０ 胶运 巷 （５ 处 ） １０ｍ 取样利 用解 吸法 实测 该 地点 ８煤 层 瓦斯 含 量 为 ２ ３ （ ｒ ， ．６ｍ ／ ｔ・ ） 折算 为 原 煤瓦斯 含 量为 １ ９ ／。残 存 量 为 １Ｏ ／， ． １ｍ。ｔ ． １ｍ。ｔ 折算 为原煤 瓦斯 残存 量 为 ０ ８ ／。 ．２ｍ ｔ
１ 工作面 概 况
ｍｌ孔 间距 分别 为 ４ｍ， ８ｍ，０ｍ， 放钻 孔共 ｉ， ｌ ６ｍ， １ 抽
８５ １ ８０ 工作面为保德 煤矿五盘 区首采工作 面 ， 位于 ８煤集 中主 、 运 大巷 以西 ， 盘 区 主 、 运 大 辅 五 辅
巷 正北 ， 保德 ７ １１ 空 区 以南 ， ８０ 采 以西为未 开发 实 煤 体。 工 作 面沿 ８煤层 近 走 向掘 进 ， 此方 向煤 层 逐 沿 渐 变薄 （． １ｍ） 至设 计 切 眼部 位 又 逐 渐 变 厚 ， ６ Ｏ ， 达
抽放效 果 ， 止 ２０ 截 ０ ６年 ９月 ２ ４日工 作 面 各 区段 的
瓦斯抽 放 累计 量见 表 １ 。
到 ７２ 煤层结构复杂 ， ．０ｍ， 夹矸平均 ４ 以上 ， 层 单层
夹 矸最 大 厚 度 ０ ６ ．５ｍ。掘 进 范 围处 于 宽 缓 向 斜 北 翼 ， 口点 为 向斜核 部 ， 开 由核部 向北正 坡 掘进 。 煤层倾 角 ２ 一５ ， 均 ３ ６ ； 。 。平 ．。煤层 走 向 ３０ ， ４ 。倾
“两堵一注”带压注浆封孔工艺在上社煤矿的试验应用
封孔类型
槪封孔
聚氨酯封孔
表2瓦斯抽采浓度对比情况
Table 2 Comparison of gas extraction concentration
平均 浓度
浓度M50%
个数
百分比
50%< 浓度 M30%
个数
百分比
浓度＜30%
个数
百分比
8
54.8%
5
62%
2
25%
1
13%
4
14.8%
2
29%
1
14%
文献标识码：B
文章编号：2095-5979 ( 2021) 05-0097-04
Experimental application of "two plugging and one injection" with pressure slurry sealing
process in Shangshe Mine
Fig. 4 Fixed piping
（3） 聚氨酯封孔。封孔段的两端用高分子材 料组建阻挡装置，如图5所示。
1-袋装聚氨酯；2-布袋 图5聚氨酯封孔示意
Fig. 5 Polyurethane sealing hole
（4）注浆封孔。利用封孔装置将材料与水混 合浆体注满钻孔封孔段，如图6所示。
1-注浆泵；2-压风管；3-恒达HD-I封孔材料；4-聚氨酯 封孔段；5-恒达HD-I封孔材料封孔段 图6注浆封孔示意
在15308进风顺槽进行本煤层瓦斯抽采钻孔封孔提浓试验。试验结果表明，采用两堵一注带 压注浆封孔工艺后，本煤层钻孔的单孔平均抽采浓度以及抽采纯量比聚氨酯封孔提高了将近
1.5倍，保证了瓦斯抽采系统的持久性，满足矿井安全高效生产需要。 关键词：瓦斯抽采钻孔；抽采浓度；聚氨酯；两堵一注
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瓦斯抽采钻孔封孔新材料在八矿的研究与应用 李迎旭 （平煤股份 八矿，河南 平顶山 467012） 摘要：以平煤集团八矿丁组煤为基础，利用国外新材料与传统封孔工艺对比的方法，进行井下实验，验证药剂的各种特性，找出适合八矿丁组煤封孔新工艺。研究结果表明：新材料操作简单、凝固速度快、成本低、封孔长度可任意扩展等。新材料在八矿丁组煤的应用，取得了良好的效果。 关键词：瓦斯抽采；封孔；新材料应用 中国分类号： 文献标志码： 文章编号： Research and application of borehole sealing and new materials in the German PGM-BSL eight mine gas drainage Li Yingxu, Wang Juan (Pingmei shares eight mine, Henan Pingdingshan 467012) Abstract: on the basis of the leveling group eight coal mine butyl group, use new materials abroad compared with traditional hole sealing process, the method of downhole experiments and verification of various features, find out the suitable for eight ore butyl group of new technology of coal hole sealing. The results show that the new material is simple, fast solidification, the cost is low, the hole sealing length can be arbitrary extension, etc. The application of new materials in eight coal mine butyl group, has obtained the good effect. Keywords: gas extraction; sealing; the application of new materials 瓦斯抽放不仅要考虑地面、井下抽放泵站及管路大小与长度、 钻孔设计与施工、管路安装等选
择是否合理之外，最重要的一项就是钻孔的封孔材料，封孔是煤矿抽放瓦斯钻孔中的一项重要技术，钻孔的密封性可以直接影响封孔管与孔壁间或煤体裂隙漏气，降低了瓦斯抽放浓度，减少了瓦斯抽放量，造成巷道内风流瓦斯超限，威胁矿井安全生产[1-4]。 在瓦斯治理方面，根据八矿的地质情况，一直和中国矿大、河南理工大学、集团瓦斯研究院等国内大专院校与科研院所合作，进行瓦斯治理技术攻关。希望能够借鉴国内、外一些新型封孔技术，服务于矿井抽采，达到提高瓦斯抽采效率目的。 通过对近年来八矿丁组煤已有封孔技术与工艺分析发现，虽然在瓦斯抽放封孔技术上有了很大的发展与进步，但仍存在着费时费力、效率低、成本高等缺陷。就目前情况来看，一种操作简单、封孔效果好、成本低、渗透性强、能根据钻孔的长度合理选取封孔长度的封孔技术，成为八矿急需解决的一个重要问题。 1. PGM瓦斯抽采钻孔封孔材料概述 BSL钻孔密封系统的原理是通过封孔剂和水（外界和煤层中）反应，并通过调节化学配比从而调节反应时间，对钻孔实现密封，达到最有效的抽采结果。 通过封孔剂和水进行有效的反应，不仅将钻孔牢牢封死，同时通过强大的膨胀系数（2Min内可膨胀36倍），将封孔剂侵入裂隙中，使管孔内和外界彻底隔绝，防止裂隙中吸入多余的空气，保证抽采瓦斯的浓度和可持续性。产品反应凝固后韧性强，不会轻易被压碎，避免了其他封孔剂由于煤层地应力改变而被压碎导致漏气的情况。 BSL封孔剂所使用的元部件全部符合矿山的安全标准，并且允许在井下使用。所有的元部件均为防静电的，不易燃，可自行熄灭。 2.现场试验情况 2.1 试验概况 丁5、6-14200工作面位于丁四采区下部西翼，东起采区下山，西至井田边界，南邻丁5、6－14180工作面，北部尚无开采，工作面标高为-440～-540m，地面标高+180～290m，埋深670～830m。该工作面煤层厚度较稳定，煤层厚度一般为1.5～2.23m之间，平均2m，煤层倾角8～11°，平均10°，等高线总体趋势呈向斜状，该煤层为半暗半光亮型焦煤。目前丁5、6-14200机巷采用聚氨酯进行封孔，抽放管孔经32mm，初始瓦斯尝试较高一般能达到60%以上，但48小时后浓度下降一般到20-35%之间。 2.2 试验方案 丁5、6－14200机巷本煤层钻孔由两台钻机分段施工：第一台钻机于机巷停采线以外20m向里施工。第二台钻机自巷道里程609m向里施工钻孔，孔间距3m，设计孔深100m，孔径113mm，实验地点位于第二台钻机处。设计封孔长度45 米，其中集气段长度20米、抽放段长度22米、有效封孔段8米。钻孔施工完毕后带风空转10分钟，排净孔内钻屑，保证抽放管送到预定封孔位置。 2.3 具体封孔方法 1、将2小瓶药剂倒入大瓶封孔剂中，盖上瓶盖用力晃动； 2、将晃动均匀的1瓶药液分别倒入两个塑料袋中，再用两个塑料袋做两个水包； 3、将Ø32mm抽放管套入封孔囊袋中，并确定好封孔段位置； 4、封孔段分别取一袋药液和一袋水为一组，共两组，分别放入囊袋两侧，用两根手扎带将囊袋未端扎死，然后用胶带在囊袋口进行缠饶； 5、做好以上准备，双手用力挤破囊袋两端的水袋与药袋，充分揉捏，使其充分混合，迅速送入孔中预定位置。如下图：
囊袋距孔口15米 2.4 新型封孔效果与周围常规封孔效果对比情况(如下图)： 表1 新型封孔2、7、15、30日封孔效果
钻孔编号 孔深m 角度 （°） 钻孔结构参数 里程（m） 2日浓度（%） 日期 7日浓度（%） 日期 15日浓度（%） 日期 30日浓
度（%） 日期 551# 102 6 煤75+岩27 950 31 9.6 28 9.13 27 9.23 25 10.5 552# 106 6 煤77+岩29 953 45 9.6 42 9.13 40 9.23 39
10.5
553# 108 6 煤88+岩20 956 33 9.6 31 9.13 30 9.23 28
10.5
554# 108 6 煤85+岩23 959 37 9.6 35 9.13 35 9.23 32
10.5
555# 102 7 煤80+岩22 962 62 9.6 65 9.13 60 9.23 52
10.5
563# 106 5 全煤 965 85 9.6 72 9.13 70 9.23 61
10.5
564# 106 5 全煤 968 90 9.6 65 9.13 66 9.23 60
10.5
565# 96 5 煤82+岩14 971 38 9.6 40 9.13 36 9.23 32
10.5
566# 102 5 煤75+岩27 974 48 9.6 50 9.13 47 9.23 43
10.5
567# 93 5 煤72+岩21 977 15 9.6 25 9.13 20 9.23 19
10.5
568# 106 6 全煤 980 25 9.6 30 9.13 28 9.23 28
10.5
569# 106 6 全煤 983 45 9.6 42 9.13 40 9.23 31
10.5
570# 104 6 全煤 986 35 9.6 32 9.13 30 9.23 22
10.5
571# 104 9 全煤 989 42 9.6 40 9.13 38 9.23 37
10.5
572# 102 5 全煤 992
60 9.6 55 9.13 53 9.23 46
10.5
573# 102 6 全煤 995 32 9.6 30 9.13 27 9.23 23
10.5
574# 96 9 煤96+岩6 998 30 9.6 30 9.13 20 9.23 18
10.5
575# 104 7 煤93+岩11 1001 45 9.6 42 9.13 39 9.23 37
10.5
576# 95 7 煤90+岩5 1004 27 9.6 30 9.13 26 9.23 24
10.5
577# 104 5 全煤 1007
52 9.6 50 9.13 48 9.23 37
10.5
578# 104 8 全煤 1010
70 9.6 65 9.13 63 9.23 55
10.5
579# 104 5 全煤 1013
65 9.6 60 9.13 55 9.23 47
10.5
583# 93 5 全煤 1016 45 9.6 42 9.13 39 9.23 35
10.5
584# 104 6 全煤 1019 78 9.6 68 9.13 61 9.23 50
10.5
585# 93 6 全煤 1012
82 9.6 76 9.13 55 9.23 43
10.5