高瓦斯综放面顺层钻孔二次封孔优化设计研究

针对伯方煤矿3211综放面赋存情况,实测分析了原封孔工艺抽采效果,显示原工艺封孔效果较差,初始抽采浓度低、抽采浓度衰减快、抽采时间短和瓦斯浓度变化异常;根据二次封孔技术的原理,研究了改进型二次封孔技术,确定了封孔深度16m,一次封孔长度8m,粉料腔室长度7m,实测结果显示改进型二次封孔技术所封钻孔在平均单孔瓦斯抽采浓度、瓦斯抽采纯流量和平均有效抽采时间方面分别提高了10.3%,1.3L/min和22.2d,封孔效果良好。     

瓦斯抽采钻孔立体式"二次封孔"技术研究

针对余吾煤业部分工作面煤质松软破碎等原因而引发封孔后瓦斯抽采钻孔单孔浓度低甚至成为废孔的技术难题,提出瓦斯抽采钻孔立体式"二次封孔"技术,并阐述了该技术的基本原理。在余吾煤业N1101回风巷进行了工业试验,结果表明立体式"二次封孔"技术能有效封堵发生串孔的钻孔周围裂隙,避免周围空气进入抽采钻孔,提高了瓦斯抽采浓度和钻孔利用率。     

两堵一注装置在封孔技术中的研究与应用

瓦斯抽采钻孔的封孔是煤矿瓦斯治理核心问题之一,钻孔封孔质量受制于封孔方法和封孔工艺。钻孔密封不严,导致煤层瓦斯流动压差减小,不利于瓦斯的快速排放,影响瓦斯抽采时间,同时大大降低了钻孔抽采瓦斯浓度。针对钻孔封孔质量存在的问题,采用一体化囊袋式两堵一注封孔装置新型封孔工艺,通过现场应用效果来看,应用矿井无论在穿层钻孔还是顺层钻孔,其钻孔瓦斯浓度均能抽采30%以上高浓度瓦斯,并保持着较低的衰减水平。     

固体颗粒二次封孔一体化技术的研究与应用

为解决钻孔抽采瓦斯过程中抽采一段时间后,由于钻孔周围裂隙发育与外界连通导致瓦斯浓度大幅度降低的问题,在原有二次封孔方法的基础上提出了二次封孔一体化技术。阐述了二次封孔一体化原理,建立煤(岩)裂隙特性对瓦斯抽采质量影响的数值分析模型,分析采动影响区与原始煤体内裂隙宽度与裂隙间距对与瓦斯抽采质量的影响情况。在盘江矿区山脚树煤矿南井21129工作面运输巷与金佳煤矿1137工作面运输巷开展了工业试验,结果表明:在山脚树煤矿采用固体颗粒二次封孔一体化技术可使瓦斯浓度平均提高23.3%,瓦斯抽采有效期平均延长24d;在金佳煤矿可使瓦斯浓度平均提高17.2%,瓦斯抽采有效期平均延长22d,为贵州矿区高瓦斯煤层的安全高效开采提供了参考和借鉴。     

抽采钻孔带压注浆封孔技术的研究与应用

针对目前国内顺层瓦斯抽采钻孔封孔质量差,钻孔有效抽采期偏短的技术难题,提出了带压注浆封孔技术。阐述了带压注浆技术的基本原理,并对其配套材料的性能和设备进行了研究。该封孔技术在宣东二号煤矿开展了现场工业性试验。结果表明:带压注浆封孔技术能增加封孔深度,实现了封孔工艺由手工向机械的转换,提高了抽采钻孔的封孔质量,使瓦斯抽采平均浓度提高了40%左右,单孔平均多抽瓦斯量约1 036.8 m3。     

坪上煤业负压二次封孔技术效果分析

针对坪上煤业回采工作面顺层钻孔抽放瓦斯效果不佳的现状,从封孔技术入手,利用囊袋式注浆封孔技术和负压二次封孔技术进行封孔试验,并与原聚氨酯封孔效果进行对比分析,负压二次封孔技术比原封孔技术单孔抽采瓦斯浓度提升了11%,纯量提高了39%,效果明显。     

一种新的煤矿井下瓦斯抽采钻孔封孔方法

文章介绍了一种新的煤矿瓦斯抽采钻孔封孔方法,对其封孔原理、封孔工艺和封孔效果方面进行了论述,通过在李村煤矿井下瓦斯抽采钻孔封孔现场试验,提高了煤矿井下瓦斯抽采钻孔封孔质量和施工效率,降低了封孔材料成本,对煤矿井下瓦斯抽放钻孔封孔有一定的参考作用。     

深部低透煤层瓦斯抽采钻孔封孔方式研究

针对深部低透煤层瓦斯抽采钻孔封孔质量差的问题,分析了我国煤矿瓦斯抽采主要封孔方式技术特点以及存在的问题,认为巷帮及钻孔周围煤体应力“三带”分布、贯通裂隙发育情况及合理封孔深度的研究不够透彻,注浆压力和时间不足,钻孔应力失稳流动通道闭合、塌孔、淤塞等情况无法有效防治,是造成瓦斯抽采封孔效果不理想的主要原因。提出了研究扰动影响下钻孔周围煤体贯通裂隙发育情况,合理封孔深度,提高“两堵一注”囊袋堵头强度、注浆压力和时间,实施二次封孔以及孔壁支护等方面的改进对策,对深部矿井提高瓦斯抽采效率和安全生产具有重要的理论和现实意义。     

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。     

瓦斯抽采钻孔密封用天固封孔材料及工艺应用研究

针对国投新集刘庄煤矿瓦斯抽采钻孔密封效果较差、瓦斯抽采浓度较低及抽采浓度衰减较快等问题,使用天固封孔材料并结合"两堵一注"带压封孔工艺取代聚氨酯吹浆封孔工艺,改善刘庄煤矿瓦斯抽采效果,并将2种封孔工艺进行对比。结果表明:采用天固封孔材料结合"两堵一注"带压封孔工艺因其具有良好的"流固耦合效应",钻场合抽24 h后的钻孔瓦斯平均浓度为40. 51%,明显高于聚氨酯吹浆封孔工艺的钻孔瓦斯平均浓度16. 14%,充分证明了改进后的封孔工艺优于聚氨酯吹浆封孔工艺。     

一种新型钻孔密封材料的研究与应用

瓦斯抽采钻孔封孔工艺是影响瓦斯抽采工作的重要影响因素。长期以来,封孔效果差、封孔成本高、密封材料耗费量大和施工劳动强度大等问题,影响着矿井瓦斯抽采工作。环保型相变凝胶(Environment-friendly Phase Change Gel,简称EPCG)钻孔密封技术以科学可靠、绿色环保、高效低耗、自动智能为开发理念,以环保降解型相变凝胶钻孔密封材料和钻孔自适应保压式封孔器为产品依托的新一代瓦斯抽采钻孔密封新技术。通过该技术的研究与应用解决了煤矿井下瓦斯抽采密封效果较差、密封成本较高、密封材料耗费量大和施工劳动强度大等问题。     

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。     

新型"堵-注-排"钻孔封孔工艺的研究与应用

瓦斯抽采是防治矿井瓦斯灾害事故和瓦斯治理的最根本手段。其中,钻孔封孔工作是瓦斯抽采中重要的环节,封孔质量的好坏直接决定瓦斯抽采效果,为更好的解决钻孔抽采浓度较低、衰减快、抽采效果较差的现状,通过对顺层抽采钻孔封孔工艺进行研究,采用新型“堵-注-排”封孔技术实现了顺层抽采钻孔浓度高、衰减慢、高效抽采目的,极大的提高了瓦斯抽采量。     

五轮山煤矿瓦斯抽采钻孔封孔工艺优化研究

为了解决五轮山煤矿瓦斯抽采钻孔抽采瓦斯浓度低、纯量小和有效抽采寿命短等技术难题,提出"两堵一注"带压封孔和定点封孔技术。通过试验研究表明:采用"两堵一注"带压封孔方式后,单孔抽采瓦斯浓度较普通封孔提高30%;定点封孔单孔瓦斯抽采浓度提升2.6倍,瓦斯抽采纯量提升5倍。2种技术均能有效解决五轮山煤矿瓦斯治理难题。     

底板穿层瓦斯抽采钻孔定点封孔工艺研究与应用

传统的底板穿层瓦斯抽采钻孔原插接式封孔工艺存在易出现封孔管错位、钻孔漏气等问题，为实现一孔多用、提高钻孔抽采效率、降低钻孔封孔成本目的，以白龙山煤矿一井为工程背景，研究并应用了穿层瓦斯抽放钻孔定点封孔工艺。通过钻孔窥视仪选择钻孔内岩性相对较好的孔段作为封孔点，有效避开了巷道围岩松动圈、构造带，且缩短了封孔段距离。与原封孔方式相比，定点封孔方式由于实现整管一次性下管到位而提高了劳动效率，消耗的单孔材料降低了10%,定点封孔方式的抽采钻孔单孔瓦斯抽采浓度提高近15%。     

两端自堵封孔囊袋的研制及应用

为探求更加简单、有效的封孔技术,在对常规抽采钻孔封孔技术分析的基础上,研制了配合化学材料共同使用的两端自堵封孔囊袋,该技术工艺简单,一次注浆完成封孔,可实现定长定位带压封孔,封孔效果好、效率高、劳动强度低。在龙山煤矿进行了工业性试验,结果表明:采用两端自堵封孔囊袋所封抽采钻孔瓦斯浓度衰减慢,钻孔服务周期长,高浓度钻孔比例高。     

新型封孔技术在顺层钻孔瓦斯抽采中的应用

为防止顺层钻孔瓦斯抽采漏气,提升瓦斯抽采效率,针对山西晋城寺河煤矿二号井煤矿瓦斯抽采工程,深入研究分析瓦斯抽采工程中顺层钻孔气体泄漏规律,指出了顺层钻孔瓦斯抽采封孔基本原则,提出采用高强微膨胀型速凝封孔材料进行封孔的新型封孔技术。采用该新型封孔技术后瓦斯抽采纯量相较原封孔技术提升近167%。     

煤矿井下整体式多通道自动化封孔装置研究北大核心

为了实现煤矿井下钻孔自动化封孔,根据"十三五"重点研发计划课题"瓦斯防治钻孔及封孔机器人"要求,提出了整体式多通道自动封孔装置整体方案;设计了自动封孔控制方法,对封孔器注浆通道和封孔通道参数进行了研究和设计;采用有限元方法,进行了封孔装置坐封动力学分析,并对封孔装置样机进行了钻孔坐封、注浆模拟试验。研究表明:研制的封孔装置整体式结构可以配套钻孔机器人抓取、安装、通道自动切换完成"两堵一注"自动化封孔;满足不同封孔长度、不同倾角钻孔的封孔要求;3通道结构满足坐封、排气、注浆、瓦斯抽采等工艺过程对压力和压力损失的要求;从动力学分析坐封胶桶与孔壁接触应力、与孔壁的轴向摩阻力以及封孔模拟实验结果看,该装置抽采通道负压损失小于2 kPa,坐封压力6 MPa时,封孔注浆压力可承受3 MPa以上,完全满足目前煤矿井下"两堵一注"封孔技术要求;通过对坐封压力、封孔注浆压力、抽采流量、抽采压力等参数的监测实现自动化封孔的可靠坐封。     

瓦斯抽采钻孔割缝注浆堵漏防渗效果实验研究

为解决瓦斯抽采钻孔密封质量不佳问题,通过工业CT扫描观察钻孔内部封孔效果,划分钻孔漏气形式,建立钻孔漏气模型,并提出割缝注浆新型封孔方法。通过对不同割缝数量注浆试样的渗透率及单轴抗压强度研究,确定了最佳割缝数量。实验结果表明：随着割缝数量的增加,注浆后试样的渗透率在缓慢减小,而抗压强度呈下降趋势;综合考虑,合理割缝数量为2条。采用新型割缝注浆封孔方法,有效地提高了瓦斯抽采钻孔封孔段的良好密封性,提高煤矿井下瓦斯抽采效率,保障煤矿安全高效生产。     

煤矿井下瓦斯抽采钻孔封孔技术研究

针对我国现有煤矿井下瓦斯抽采主要封孔方式,通过分析各个封孔方式的优缺点,得出采动效应下钻孔周边裂隙发育规律研究不透彻、封孔位置选择不合理、现有封孔技术及材料不能有效封堵采动过程中钻孔周边发育的裂隙是造成目前煤矿井下瓦斯抽采钻孔封孔效果不佳的主要原因。通过实验室试验、数值模拟及现场应用手段相结合,深化模拟基础理论研究;构建采动过程钻孔煤体裂隙发育规律理论与模型,确定及优选瓦斯抽采钻孔封孔位置、材料及装置;瓦斯抽采钻孔封孔技术的多元耦合化,降低乃至克服各个技术缺点,提高封孔质量;研发和改进"一体化"封孔装置,简化封孔操作、保证封孔效果、降低封孔成本等方面是封孔技术发展主要方向。