钻屑回填封孔技术研究及应用

钻屑回填封孔技术是利用现场打钻所得煤屑与水泥按一定比例混合成浆并加入适量添加剂后通过两堵一注囊袋式封孔器进行注浆的一种封孔技术。为了充分利用钻孔过程中产生的煤屑,采用以煤封煤的方式进行封孔以提高封孔的效果,进而提高瓦斯抽采的效果,采用实验室实验和现场试验相结合的方法对钻屑回填封孔技术的使用材料及封孔效果的可靠性进行了分析。结果证实,钻屑回填封孔技术在封孔效果上比传统封孔技术有很大程度的提高,平均单孔浓度提高了70%左右,同时,也极大地节省了封孔所需材料,使单孔封孔成本降低50%左右。     

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。     

松软破碎煤体顺层钻孔封孔工艺探讨

根据钻孔施工区域不同瓦斯地质条件,因地制宜的选择钻孔封孔工艺是保证钻孔封孔质量,提高瓦斯抽采效率的关键。对基于"两堵一注"带压封孔原理的三种不同封孔工艺进行地面封孔材料特性参数测试、封孔器特性参数试验、封孔工艺地面模拟实验,并以余吾煤业N1205回风巷为试验巷道,进行试验,同时以单孔浓度为指标进行封孔效果考察,得出三种封孔工艺各自的优缺点及井下封孔效果的优劣,为余吾煤业受采动影响松软破碎煤体区域顺层钻孔封孔提供了重要的参考。     

钻屑回填封孔工艺在郑煤大平矿的应用与研究

矿井瓦斯灾害是影响煤矿安全生产的重大因素之一,预抽煤层瓦斯可以有效地释放煤层中的瓦斯潜能,改变煤体本身的性质,达到消除煤层区域突出危险性的目的。为了解决郑煤集团大平煤矿井下瓦斯抽放钻孔抽采浓度低、抽放效果不达标、封孔质量差等问题,介绍了一种新型瓦斯抽采钻孔的封孔工艺,即钻屑回填囊袋式带压注浆封孔方法,并对其封孔原理、封孔方法、封孔效果和封孔成本等方面进行了论述。通过与大平矿现用的聚氨酯封孔工艺相对比,在封孔效果、封孔效率、工人劳动强度等方面有了很大改善,在实验室和大平矿井下实际钻孔进行封孔注浆,得到了良好的封孔效果,为矿井提高瓦斯抽采效果提供了理论和技术支撑。     

超高水材料封孔技术在西冯街煤业的应用

针对西冯街煤业3号煤安全回采,分析了瓦斯抽采钻孔漏气机理,按裂隙发育程度不同从孔口到孔底分为四个区,其中卸压区和塑性变形区是封孔的关键区域。在理论计算基础上,通过钻屑法确定封孔深度为15 m,在实验室和工作面进行了超高水材料和水泥浆液封孔对比试验。结果表明,采用超高水材料封孔,孔口负压和瓦斯浓度衰减较小,并且工艺简单,成本低,是一种理想的封孔材料。     

钻屑指标在确定本煤层钻孔瓦斯抽采合理封孔深度中的应用

为了提高本煤层钻孔瓦斯抽采效率,基于合理封孔深度对瓦斯抽采的重要性,以冯营矿二1煤层为例,探讨了钻屑指标的影响参数,从煤层巷道"三带"角度分析了合理封孔深度的范围。基于钻屑指标与地应力间的关系,通过数据分析确定出冯营矿合理封孔深度为16m,并在现场布置封孔深度分别为12m,16m,18m,22m的钻孔进行抽采效果考察,结果表明:16m,18m,22m封孔深度的钻孔抽采浓度明显高于封孔深度为12m的钻孔抽采浓度,16m封孔深度最为合理。该方法既可以保证瓦斯高效抽采,又可为其他矿井运用该指标确定本煤层合理封孔深度提供借鉴和参考。     

首山一矿顺层抽采钻孔合理封孔深度研究

为了提高首山一矿顺层钻孔瓦斯抽采效率,基于合理封孔深度的重要性,结合巷道应力分布状态,分别采用数值模拟和钻屑法对合理封孔深度进行了研究。通过现场验证,封孔深度为8-10 m抽采效果最好,证明通过数值模拟和钻屑法确定的合理封孔深度可以满足现场封孔需要。     

顺层钻孔封孔深度确定及封孔工艺改进

平煤股份十二矿为煤与瓦斯突出矿井,煤层瓦斯压力和含量高。受封孔技术影响,顺层钻孔封闭效果差,漏气严重,抽采浓度低,抽采效果不理想。为改善封孔效果,结合该矿实际,对封孔过程中的各个环节进行分析、探讨,决定利用钻屑法确定封孔深度和两堵一注式注浆封孔工艺。该工艺有效改善了钻孔的封孔效果,提高了瓦斯抽放浓度,保证了回采工作面消突和瓦斯抽放的有效时间。     

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。     

大断面煤层巷道瓦斯抽采钻孔合理封孔深度研究

根据赵固二矿二1煤层的物理力学参数,利用FLAC3D数值模拟软件模拟巷道开挖后所受到的力学状态,根据钻屑量和钻屑瓦斯解吸量现场实测的数据,确定出巷道的卸压带、应力集中带和原始应力带。通过不同封孔深度的抽采效果验证,得出瓦斯抽采钻孔封孔深度必须超过应力集中带,最后确定合理封孔深度为13m。     

松软煤层"两堵一注"式封孔工艺优化研究

针对余吾煤业"孤岛工作面"顺层钻孔施工过程中,由于煤质松软破碎、裂隙发育等原因,导致封孔后瓦斯浓度偏低且衰减较快,严重影响瓦斯抽采效果的难题,通过采用优化"两堵一注"带压封孔工艺提高抽采效果,并解决了松软破碎煤层钻孔封孔难、封孔效果差的问题,对本煤层破碎区域瓦斯快速抽采达标具有重要意义。     

顺层钻孔确定合理封孔深度方法研究

确定合理的封孔深度是保障抽采钻孔封孔质量的重要环节之一,也是提高瓦斯抽采效率的关键。根据李雅庄煤矿煤层条件及应力分布情况,基于钻屑量和钻屑瓦斯解析指标方法,确定巷道周围松动圈范围并得出顺层钻孔合理封孔深度范围。通过现场实测数据和不同封孔深度的抽采效果验证表明,顺层瓦斯抽采钻孔封孔深度必须超过应力集中带,最后确定李雅庄煤矿顺层钻孔合理封孔深度为12 m,此时单孔初始瓦斯抽采浓度提高1倍以上,大幅提高钻孔封孔质量和单孔瓦斯抽采效果,为实现瓦斯高效抽放奠定了坚实基础。     

瓦斯抽采钻孔封孔质量检测设备的研制

针对当前确定瓦斯抽采钻孔封孔深度基本依靠现场经验或钻屑量推算,缺乏直接检测技术手段的问题,设计研制了一种基于嵌入式技术的抽采钻孔检测设备。通过自动检测钻孔内不同深度的瓦斯浓度及其变化规律,判断钻孔漏气位置,确定钻孔封孔深度。设备为抽采钻孔封孔质量检测及封孔工艺改进提供了一种新的可靠的技术手段,有利于提高煤层瓦斯抽采效率。     

抽采钻孔合理封孔深度的综合确定

为了提高抽采钻孔封孔质量,采用卸压瓦斯带宽度理论计算、钻孔探测仪窥视煤巷和岩巷塑性区分布范围、钻屑量法分析煤体内的应力分布状态等对瓦斯抽采钻孔合理封孔深度进行研究。结果表明:穿层钻孔封孔长度应大于3.8 m,取值6.5 m;顺层钻孔封孔长度应大于9.55 m,小于14 m,取值11 m。合理的封孔深度在瓦斯抽采应用过程中达到预期的效果。     

突出煤层瓦斯抽采钻孔封孔技术

针对突出煤层瓦斯抽采钻孔封孔现场存在的技术难题,以钻孔封孔技术理论为指导,研究开发了组合封孔器带压封孔技术。在井下现场实施过程中,进一步优化了封孔施工工艺。现场实践表明,利用组合封孔器和与之相配套的带压封孔施工工艺,可有效解决本煤层瓦斯抽采钻孔封孔不严的技术难题,从而大幅度提高突出煤层瓦斯抽采效果,为突出矿井顺利开展煤与瓦斯共采技术研究工作提供技术支撑。     

新安煤矿钻屑回填封孔技术研究

目前我国常以膨化材料封堵两端、充填中间的方式对瓦斯治理钻孔进行带压封孔,该种封孔方法效果好,然而存在封孔成本高、封孔时间长等问题。为降低单孔封孔成本、提高封孔效率,新安煤矿与高校合作对底板巷穿层钻孔进行钻屑回填技术封孔试验。试验表明,该种封孔技术在满足封孔质量及抽采负压的条件下,能够达到降低封孔成本及劳动强度、提高封孔效率的目的。     

底抽巷上向穿层瓦斯抽采钻孔封孔工艺优化研究

为了提高瓦斯抽采浓度,以小屯煤矿底抽巷现有瓦斯抽采钻孔封孔工艺为背景,针对封孔过程中出现的封孔质量差导致抽采浓度过低、封孔效率低及材料浪费现象,从优化封孔工艺、水泥浆与马丽散最佳性能配比、注浆长度、需水及水泥用量、现场搅拌盒设计五方面考虑,设计便捷的现场水泥搅拌盒,优化封孔工艺运用于现场瓦斯浓度稳定在25%-58%。结果表明,优化封孔工艺提高了瓦斯抽采浓度、封孔效率,并节约封孔成本。     

浅析井下瓦斯抽采钻孔封孔技术现状与进展

钻孔封孔技术是决定井下瓦斯高效抽采利用的重要因素之一。基于大量文献调研，对现有的井下瓦斯抽采钻孔封孔技术按封孔工艺分为一次封孔技术和二次封孔技术进行论述。分类列举了几种典型的封孔技术，并总结各类封孔技术的适用条件及优缺点。在综合分析一次封孔技术和二次封孔技术不足的基础上，展望了其未来的发展趋势。研究认为：二次封孔技术相较于一次封孔技术虽能有效地封堵新生裂隙，延长钻孔的服务时间，保证连续高效地抽采瓦斯等优势，但仍存在密封工序复杂、人为因素多、操作时间长、密封成本高等问题亟需解决；对漏气失效钻孔进行修复和再处理，延长钻孔服务时间将成为我国煤矿瓦斯抽采技术的关键环节；钻孔封孔技术将趋向自动化、无人化、智能化，钻孔智能探测技术、钻孔围岩智能识别技术、封孔智能控制技术、封孔智能执行技术的研发将成为我国煤矿瓦斯抽采钻孔封孔技术的主要研究方向。     

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。     

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%。