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。     

穿层瓦斯抽采钻孔封孔材料优化研究

为解决土城煤矿瓦斯底抽巷穿层抽采钻孔封孔质量差、抽采负压小、抽采浓度差的问题,采用了聚氨酯、水泥浆及高水材料3种封孔材料进行"两堵一注"封孔优化试验,通过试验发现:使用高水材料封孔抽采负压及钻孔瓦斯浓度基本不变;水泥浆液封孔抽采负压下降幅度20.1%,钻孔瓦斯浓度下降幅度40.3%,漏气相对较大;聚氨酯封孔抽采负压下降幅度55%,钻孔瓦斯浓度下降幅度68%,漏气严重;高水材料水料比在8∶1时,封孔效果最好,成本最小。     

新型瓦斯抽采钻孔保压封孔技术

封孔工艺与封孔参数是制约钻孔瓦斯抽采效果的关键因素,通过分析巷道和钻孔围岩应力与裂隙分布特征,给出了瓦斯抽采钻孔封孔位置与封孔压力的基本原则。结合"两堵一注"封孔装置存在漏浆"三角区"的缺陷,设计了1款新型保压注浆封孔装置,通过将注浆管、回浆管以及瓦斯抽采管进行一体化设计,提高了封孔囊袋的气密性与注浆压力。现场工业性实验表明:与传统聚氨酯及"两堵一注"封孔工艺相比,在钻孔投抽30 d后,瓦斯抽采浓度分别提高32.98%和11.94%,钻孔瓦斯抽采纯量分别提高47.1%和19.05%;钻孔投抽60 d后,抽采浓度分别提高105.96%和50.30%,钻孔瓦斯抽采纯量分别提高120.0%和37.5%。     

分体组合式囊袋+CE封孔材料在16509工作面的应用

为改进封孔材料,优化封孔工艺,分别采用分体组合式囊袋+CE高水膨胀封孔材料的封孔工艺、胶囊式注聚氨酯封孔工艺和普通囊袋式水泥注浆封孔工艺进行封孔,通过瓦斯抽采浓度、单孔封孔成本、钻孔封孔成功率、钻孔高浓度抽采时间4个指标对封孔的效果进行了对比。结果显示,分体组合式囊袋+CE高水膨胀封孔材料的封孔工艺4项指标明显优于胶囊式注聚氨酯封孔工艺和普通囊袋式水泥注浆封孔工艺。     

分段注浆封孔技术在瓦斯抽采中的应用

以某矿2404工作面为工程实例,介绍了"两堵一注"分段注浆封孔技术的封孔参数与工艺。工程实践表明,与采用普通的聚氨酯、水泥砂浆封孔法相比,聚氨酯"两堵一注"施工工艺优越性明显,可以提高封孔后的抽采浓度,且该法封孔后抽采浓度降低速度较慢;在瓦斯抽采量方面,也较原工艺大大提高。     

黄陵二号煤矿抽采钻孔新型封孔技术研究

为了确定囊袋式新型两堵一注一体化封孔器对瓦斯抽采钻孔的封孔效果,以黄陵二号煤矿为工程背景,215工作面胶带巷本煤层抽采钻孔为试验对象,开展封孔现场试验及封孔效果考察。结果表明,钻孔孔口抽采负压对钻孔单孔浓度影响较大,但随着孔口负压增大,钻孔抽采浓度降低比较明显,选择最优的抽采负压为13 kPa,可实现瓦斯抽采最大化。经过封孔技术指导,掘进准备队自行封孔,单孔浓度均有较大提升,之前钻孔封孔反馈的瓦斯浓度在20%～30%,分析瓦斯浓度低的原因都归结于钻孔封孔质量不达标,新型囊袋封孔器不仅简化了封孔工艺,同时钻孔平均瓦斯浓度达到65%,钻孔抽采效果大幅度提高。     

保德煤矿顺层瓦斯抽采钻孔封孔工艺研究

针对顺层抽采钻孔封孔质量差的问题,采用COMSOL软件模拟了巷帮煤体应力、应变分布规律,使用特制探测装置研究了孔内瓦斯浓度的分布规律,确定了钻孔周围煤体贯通裂隙发育深度,得出合理封孔深度为12~14m;通过对"两堵一注"封孔工艺与现有封孔工艺的封孔效果进行长期考察和分析,表明"两堵一注"封孔工艺能有效提高封孔质量及瓦斯浓度。     

三软难抽煤层大孔径抽采封孔技术改进

三软难抽煤层顺层钻孔预抽瓦斯过程中抽采浓度、抽采负压均偏低等问题的存在,在一定程度上影响了瓦斯治理的成效。为有效解决本煤层顺层孔抽采浓度低的问题,以裴沟煤矿为研究背景,通过大直径顺层钻孔施工,采取"两堵一注"封孔工艺,比较和研究了不同封孔材料对抽采瓦斯浓度及负压的影响。研究结果表明:采取"两堵一注"封孔后,有效抽高了钻孔的抽采负压及抽采浓度。     

羊东矿裂隙发育区两堵一注封孔工艺应用

为解决羊东矿瓦斯抽采钻孔封孔质量的问题,提出了裂隙发育区聚氨酯"两堵一注"分段注浆封孔技术,介绍了封孔原理和工艺流程,并在8263刮板输送机槽进行了2种抽采钻孔封孔效果的对比试验。结果表明:相比较于旧的封孔工艺,采用新工艺后相同时间内瓦斯抽采纯量提高了2.5倍,瓦斯纯量保持较高数值,流量衰减变小,钻孔有效抽采时间增加,提高了煤层瓦斯抽采效果。     

一体式囊袋全程注浆封孔工艺应用研究

针对"两堵一注"封孔工艺操作复杂、成本高、封孔强度不够,容易导致钻孔封堵不严,甚至浆液通过裂隙进入孔内,将孔封堵,降低瓦斯抽放效率,提出了"一体式囊袋全程注浆"封孔工艺,该工艺使用8 m囊袋注浆,操作简便、封孔效果好、一体化程度高,囊袋内水泥浆充填后通过囊袋弹性与钻孔规则与不规则处孔壁得到贴合,保证钻孔密封。应用结果表明,"一体式囊袋全程注浆"封孔钻孔的平均瓦斯浓度和平均瓦斯抽采纯量分别是"两堵一注"封孔钻孔的2.9倍和3.9倍。