煤矿新型瓦斯抽采钻孔保压封孔技术研究

为提高钻孔瓦斯抽采效果,基于封孔工艺与封孔参数是影响钻孔瓦斯抽采效果的两个重要因素,通过分析钻孔轴向应力及径向应力它们各自与裂隙分布特征,得到了瓦斯抽采钻孔最佳封孔位置的选择方法以及封孔压力原则,通过分析传统“两堵一注”封孔工艺易出现漏浆“三角区”的不足,设计了一种新型保压注浆封孔装置,该装置通过把注浆管、回浆管以及瓦斯抽采管这三部分合理融合,进行一体化设计,封孔囊袋的气密性以及实际注浆压力得到了显著提升,实际应用结果表明,该种新型保压封孔技术,封孔效果更好,瓦斯抽采浓度更高,具有一定的推广应用价值。     

煤层瓦斯抽采钻孔的封孔方法现状及前景探讨

瓦斯抽采对缓解煤矿瓦斯事故有重大意义,封孔质量直接影响瓦斯抽采效果。不同的瓦斯抽放环境,可选择的封孔方法也多种多样,针对不同条件选择适宜的封孔工艺和封孔材料,是保证瓦斯有效抽采的关键。根据钻孔在抽采过程中的变形破坏规律,结合目前煤矿瓦斯抽采封孔方法和材料的应用现状,将现有封孔方法按具体操作方式分为充填式、注浆式、带压式和混合式,详细介绍了不同方法用到的材料和涉及的工艺原理,并对其优缺点和适用条件进行了客观评述,最后展望了封孔材料和方法的未来发展趋势。     

注气式主动封孔技术在提高瓦斯抽采效率的应用

为了解决常规瓦斯抽采钻孔密封性差、瓦斯抽采浓度低的问题,提出了新型注气式主动封孔技术,通过其主动密封特性,实时封堵钻孔内部动态裂隙,进而提高瓦斯抽采浓度和抽采效率。注气式主动封孔技术与柔性膏体封孔材料联合封孔在经济性和瓦斯抽采效率上均优于其他钻孔密封工艺,适合在高瓦斯矿井大规模推广使用。     

提高钻孔抽采瓦斯浓度的新型封孔方法

针对当前钻孔抽采瓦斯浓度低的问题,提出了一种新型封孔方法。阐述了该新型封孔方法的基本原理,提出合理封孔深度的测试方法,并采用自行研制开发的新型封孔材料在重庆松藻煤电公司渝阳煤矿开展了近2个月的现场工业性试验,结果表明:与传统的注浆封孔工艺相比,应用新型封孔方法可使钻场抽采瓦斯浓度提高约50%。     

瓦斯抽采钻孔新型封孔工艺试验研究

为保证瓦斯抽采效果,根据伯方煤矿3^#煤层瓦斯抽采浓度较低的现状,研究膨胀水泥+相变凝胶的新型封孔工艺,改进钻孔封堵方式。根据试验相变凝胶凝胶时间较长,且凝胶点可控,固结后其黏度大于30万MPa·s,起到很好的固结封孔作用。实践表明：相比于传统封孔注浆工艺,新型封孔方式在单位时间内单孔瓦斯抽采浓度提高2倍,瓦斯抽采纯量提高1.5倍,瓦斯抽采效果明显提高。     

裂隙发育煤层瓦斯抽放钻孔新封孔技术

分析了原瓦斯抽放钻孔封孔技术的缺陷,阐述了双阶段封孔技术的原理和设计,应用后取得了巨大的经济效益和社会效益,该技术在裂隙发育煤层具有推广价值。     

瓦斯抽采钻孔封隔一体化封孔技术

针对巷道壁面和瓦斯抽采钻孔周围都有裂隙,且受采动影响动态变化,裂隙沟通后形成漏气通道的技术难题,提出了在孔内注浆封堵,在孔口的巷道壁上喷涂1层防渗材料的封隔一体化封孔技术。分析了钻孔周围裂隙带特征,研究了优势漏风通道形成机制,阐述了封隔一体化技术的原理,设计隔断层密封性相似实验,研究了不同形态的隔断层对钻孔的密封效果。研究结果表明:填充隔断层后的密封效果远强于未填充的情况;隔断层面积和厚度越大,负压值越高,衰减越慢,密封效果越好。封隔一体化封孔技术应用于平煤十三矿,试验结果表明:封隔一体化封孔技术密封性能优异,显著地提高了瓦斯抽采浓度。     

两种瓦斯抽采钻孔封孔技术对比分析

为了提高本煤层瓦斯预抽浓度,采用相应的理论分析和现场工业试验相结合的方法,研究了瓦斯抽采钻孔密封机理;分析了分体组合式囊袋无管封孔技术及胶囊式注聚氨酯封孔技术,并在官地矿22612工作面进行了应用,得到分体组合式囊袋无管封孔技术可使得瓦斯抽采浓度提高,为相似矿井的瓦斯抽采提供技术经验。     

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％.     

煤层瓦斯抽采钻孔漏气机理及应用研究进展

针对对目前普遍采用的巷道松动圈、钻孔松动圈和巷道与钻孔联合开挖所形成生的孔外裂隙漏气机理及相应的应用情况进行了剖析,指出了巷道中空气在抽采负压作用下由巷道松动圈流经钻孔松动圈而进入孔内,且在不同抽采阶段表现出不同的钻孔漏气过程,并进一步分析了各漏气机理在封孔深度确定、两堵一注带压封孔系列方法和二次封孔方法上的应用情况,最后指出了目前煤层钻孔高效封孔亟待解决的关键问题。     

瓦斯抽采中新型封孔材料及工艺的应用研究

为解决杉木树煤矿瓦斯抽采钻孔封孔质量差、抽采负压小、抽采效果差等问题,采用了新型矿用封孔材料PD及封孔工艺。该材料采用了微胶囊化技术,使得该材料的浆体在缓慢凝固的过程中体积逐渐膨胀,并渗透到钻孔周边微裂隙,形成对钻孔周围裂隙的封堵;该材料应用过程中,辅以膨博封孔剂作为注浆堵头,从而形成两端封堵中间注浆的“两堵一注”的封孔工艺。应用结果表明,与传统封孔工艺相比,抽采孔平均瓦斯体积分数从22．6％提高到了36．8％;平均抽采负压从2．8kPa提高到9．1kPa;平均单孔瓦斯纯流量从9．42L／min提高到44．53L／min。     

本煤层瓦斯抽采钻孔带压封孔技术研究

针对平煤集团十矿本煤层瓦斯抽采浓度偏低、钻孔有效抽放周期短的技术难题,在分析煤体特征的基础上,结合现有注浆工艺技术,提出了带压封孔的技术方法。阐述了带压封孔的基本原理,通过理论分析,确定了带压封孔工艺技术参数,3个月的工业性试验结果表明：应用带压封孔技术可提高本煤层瓦斯抽放浓度30%～55%,并可延长抽采钻孔的有效抽采时间40 d左右。     

瓦斯抽采钻孔高密封性封孔材料性能试验研究

为提高瓦斯抽采钻孔密封材料的封孔性能,研发了PD系列封孔材料,使用FEIQuantaTM 250环境扫描电子显微镜分析了其与钻孔壁结合特征及其向钻孔周边渗透情况,并建立了钻孔周边缝隙流体泄漏模型进行理论验证。该PD系列材料在潞安集团常村矿的现场试验表明其具有很好的密封性能,推广应用前景广阔。     

煤矿瓦斯抽采封孔工艺的探讨

为了提高煤矿瓦斯抽采钻孔封孔工艺,对穿层钻孔和顺层钻孔的设计和传统工艺的封孔进行了对比分析,提出了本煤层顺层三段式聚氨酯砂浆带压组合式、工作面封孔器以及穿层钻孔两段式聚氨酯砂浆封孔等新工艺。应用表明,新工艺有利于提高瓦斯抽采浓度,延长抽采时间,解决了封孔中遇到的许多问题,确保了煤矿瓦斯抽采工作顺利安全高效抽采。     

朱庄煤矿高位钻孔瓦斯抽采效果主要影响因素

对朱庄煤矿四煤层的瓦斯治理技术和瓦斯抽放效果进行了介绍,并结合生产数据,对影响其抽放效果的主要因素进行了分析,得出了在不同影响因素下瓦斯抽放量的变化规律。为瓦斯的科学治理提供了依据,保证了煤矿安全生产。     

下向穿层测压钻孔排水与封孔方法

准确地测定煤层瓦斯压力是进行矿井瓦斯预测与防治的有效保障。在富水围岩下向穿层钻孔测压过程中,常常遇到钻孔涌水、积水问题,不仅给注浆封孔增加了难度,而且由于水压的影响难以保证读取真实、可靠的煤层原始瓦斯压力。针对以上问题,尝试探讨了下向穿层测压钻孔涌水、积水条件下的排水和封孔方法,经在神火煤电集团葛店矿的现场实践证明,此方法可有效避免下向穿层钻孔成孔后残留积水及持续涌水的不利影响,比较准确地测出煤层原始瓦斯压力。     

瓦斯抽采钻孔漏气类型划分与高效封孔技术应用研究

通过对钻孔漏气及封孔机理的分析,指出瓦斯抽采钻孔主要存在a、b和c共3种类型的漏气点,其中c类即煤体复合裂隙为当前抽采钻孔主要的漏气类型。为提高肥田煤矿16号煤层的瓦斯预抽效果,在11161运输平巷开展了高效封孔提质技术的试验。通过对已封钻孔内甲烷体积分数轴向分布规律的实测,分析其钻孔主要存在c类漏气,确定试验点合理封孔深度为15 m,并开展封孔对比试验考察。在约70 d的考察期内,试验钻孔在同一抽采时期的平均抽采甲烷体积分数比聚氨酯封孔工艺的抽采甲烷体积分数提高30%～40%,且未出现明显的衰减现象,表明高效封孔提质技术可有效解决抽采钻孔c类漏气问题,具有较好的工程应用价值。     

井上下联合抽采瓦斯技术在岳城矿的应用

为解决采空区瓦斯大量涌出严重制约综采工作面生产的技术难题,针对岳城煤矿1302采煤工作面瓦斯浓度高的情况,基于煤炭开采时空接替、瓦斯抽采关系,提出适合高瓦斯煤矿瓦斯治理的井上下联合抽采采空区瓦斯技术模式。实践表明:该技术模式能够大幅度降低工作面瓦斯超限的威胁,有效抽采高瓦斯矿井采空区积聚瓦斯,提高了高瓦斯煤矿瓦斯抽采水平和安全生产效益。     

煤矿井下钻孔抽采瓦斯影响半径测定方法的研究进展

煤矿井下钻孔抽采瓦斯影响半径的时变特性是科学制订矿井瓦斯灾害治理方案与煤矿区煤层气开发规划的基础。系统评述了“压降法”“示踪气体法”“瓦斯含量法”与“钻孔抽采瓦斯量法”等4种煤矿井下常用的钻孔抽采瓦斯影响半径的测定方法,指出了各自的适用条件及优缺点。对未来煤矿井下钻孔抽采瓦斯影响半径测定方法的研究方向进行了展望,认为量化钻孔抽采瓦斯影响半径对煤层瓦斯流动特征的协同响应机制,研究快速、精准的煤层瓦斯基本参数测定技术,建立将时空尺度三维耦合、多物理场耦合纳入统一系统的煤层瓦斯流动体系将成为未来的研究热点。