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。     

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。     

裂隙发育区域均压封孔瓦斯抽放技术

基于渗流理论,推导了瓦斯抽采过程中,煤层裂隙内负压分布模型,并首次提出了顺层钻孔均压封孔瓦斯抽放技术,该封孔技术采用双负压进行抽放,利用囊袋式封孔器在抽放钻孔内形成主、副抽放腔室,在主、副抽放腔室所产生负压的共同作用下,煤层裂隙内的抽放负压会二次分布,降低了主抽放腔室与外界的压差,同时副抽放腔室所产生的负压会产生屏蔽作用,阻止空气流向主抽放腔室,从而减少抽放过程中漏风,达到提高瓦斯抽放浓度、抽放效率的目的。在中岭煤矿12033运输巷进行了均压封孔瓦斯抽放技术现场试验,传统封孔工艺(聚氨酯封孔)初始5 d平均瓦斯浓度为30.67%,10 d平均瓦斯浓度为21.44%,均压封孔工艺0~50 d平均瓦斯抽放浓度为65.69%。     

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。     

芦岭煤矿穿层钻孔二次封孔技术及工艺研究

针对当前芦岭煤矿地压大、底板巷穿层钻孔预抽时间长及穿层钻孔瓦斯抽采浓度偏低的情况,对穿层钻孔二次封孔技术及配套工艺进行研究,确定了适合芦岭煤矿底板穿层钻孔孔群的二次封孔工艺。不同负压条件下二次封孔技术实施后,瓦斯抽采浓度能够提高15%以上,并至少能够维持103d;负压2.5kPa时,二次封孔技术实施后103d内,技术实施前后瓦斯抽采浓度平均提高50%;负压4.5kPa时,二次封孔技术实施后43d内,技术实施前后瓦斯抽采浓度平均提高54%。     

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。     

穿层钻孔返渣封孔技术研究与应用

为了提高松软煤层穿层瓦斯抽采钻孔封孔效果,分析了现有穿层钻孔封孔技术的不足,阐述了返渣封孔技术在穿层钻孔应用中的原理、要求,分析了返渣封孔技术的封孔深度和抽采负压,并在平煤股份八矿己15-14140胶带运输巷底抽巷开展了现场试验。试验结果表明:穿层钻孔返渣封孔技术在松软煤层具有良好的适应性,采用穿层钻孔返渣封孔技术后,每孔封孔成本减少50%左右,在13 kPa负压条件下连续抽采100 d后,钻孔抽采浓度全部维持在35%以上,有效提高了穿层钻孔封孔效果。     

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%。     

固体粉料二次封孔技术应用

针对煤层钻孔抽放瓦斯后煤层孔隙发育,致使瓦斯浓度下降,钻孔有效抽放期缩短的技术难题,提出了固体粉料二次封孔技术。介绍了固体粉料二次封孔技术原理、施工工艺,以某高瓦斯矿井为例,对固体粉料二次封孔工艺及封孔效果进行了试验。根据试验结果,对固体粉料二次封孔的合理性与可行性进行了客观分析,并提出了改进措施,为钻孔抽采后期瓦斯抽采浓度的提高提供了新思路。     

定长定位封孔工艺的研究及应用

为探索更加简便和有效的瓦斯抽采钻孔封孔技术及工艺,通过对常用的瓦斯抽采钻孔封孔技术及工艺进行分析,研究了定长定位钻孔封孔工艺,并研制出与之配套的两端自堵式封孔囊袋。该技术工艺简便快捷,实现了一次性带压注浆封孔,并能够实现瓦斯抽采钻孔的定长定位封孔,封孔效果较好、效率较高,降低了工人的劳动强度。在龙山煤矿进行了封孔工艺效果对比试验,结果表明:定长定位封孔工艺能提高瓦斯抽采钻孔的封孔质量,单孔平均瓦斯抽采浓度提高约37.5%,所封钻孔的瓦斯抽采浓度衰减速度较慢,钻孔的使用周期较长,高浓度瓦斯抽采钻孔的比例较高。     

钻孔新型封孔方法与封孔深度研究

抽采瓦斯钻孔封孔方法与封孔深度决定了封孔质量和抽采效果。通过分析巷道及钻孔周边卸压区主要影响因素,利用RFPA~(2D)数值模拟软件,结合鹤煤八矿煤层力学参数,对3202工作面蠕变效应进行研究,确定了合理的封孔位置和封孔长度;采用新型径向膨胀封孔技术开展现场试验,结果表明,与原封孔技术相比,采用径向膨胀封孔技术单孔平均瓦斯抽采浓度和抽采纯流量分别提高了72%和59.7%,取得良好的封孔效果。     

煤粉带压注浆封孔技术研究及应用

为了了解煤粉带压注浆封孔技术的封孔性能以及实际封孔效果,分别采用实验室实验和现场试验的方式对煤粉带压封孔技术进行了深层次的探索研究。结果表明:由煤粉和外添加剂组成的煤粉封孔材料具有一定的微膨胀特性,且随着水灰比的减小,煤粉封孔材料的膨胀性逐渐增大;利用煤粉带压注浆封孔技术进行封孔可以取得良好的封孔效果,其所封钻孔的抽放瓦斯浓度与利用膨胀水泥封孔技术所封钻孔的抽放瓦斯浓度相当,但封孔成本降低了约70%。     

两种不同抽采钻孔封孔工艺应用及效果研究

通过对聚氨酯封孔袋和新型膨胀材料与聚氨酯封孔袋结合的"两堵一注"式封孔工艺的对比,得到在相同封孔工艺和抽采负压条件下,封孔深度为8m时,"两堵一注"式封孔工艺能够避免巷道扰动产生的裂隙卸压对抽采钻孔封孔段的影响,保证良好的抽采效果。在抽采负压和封孔深度相同的条件下,考察2种工艺的抽采效果,得知"两堵一注"式封孔工艺的瓦斯浓度始终高于聚氨酯式封孔工艺,尤其抽采后期瓦斯浓度高了1倍以上,封孔效果更好。     

新型封孔技术在瓦斯抽放钻孔中的应用

通过对原有瓦斯抽放钻孔封孔技术进行研究,发现其存在一定的技术缺陷,在对原有封孔进行技术改进之后,提出了二次封孔技术,经过应用并对比分析发现,二次封孔技术在裂隙发育煤层中取得了良好的应用效果,具有重要推广价值。     

本煤层瓦斯预抽钻孔封孔工艺实践及分析

针对寺河二号井9#开采煤层瓦斯抽采浓度低的问题,引进两种封孔工艺与原有封孔工艺进行对比试验研究,结果表明:囊袋式注浆封孔工艺技术较聚氨酯封孔技术瓦斯浓度提高了30%以上,固孔效果明显;并通过理论推导得到不同预抽期和预抽率下的钻孔布置间距,为9#煤层瓦斯预抽钻孔布置提供了参考。     

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。     

陈家山煤矿改进瓦斯封孔连孔工艺

<正>陕煤化集团铜川矿业公司陈家山煤矿创新改进瓦斯封孔连孔工艺,使预抽孔瓦斯浓度提高了20%至30%,预抽瓦斯浓度达到发电要求。陈家山煤矿以前在瓦斯抽放时,采用聚氨酯进行封孔,结果有20%的孔内聚氨酯压裂,导致不同程度漏气,降低了抽放钻孔负压,抽放效率很低。通过分析,决定在预抽抽钻场使用水泥浆封孔工艺,不仅封孔更加严密,而且封孔长度还可以根据需要增加,使用风动注浆泵将水泥     

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。     

瓦斯抽放钻孔封孔工艺改进及效果检测研究

 通过对瓦斯抽放钻孔传统封孔工艺研究分析,在实践总结的基础上,云盖山煤矿一矿改进封孔工艺,提出“矿用合成树脂、水泥浆加压注浆”联合封孔新工艺,并设计研制出瓦斯抽放钻孔封孔漏气检测装置确保钻孔封孔质量,从而简化了瓦斯抽放封孔操作工序,降低了瓦斯抽放封孔成本,保证了抽放钻孔孔口抽采负压,有效提高了矿井瓦斯抽放浓度,实现了矿井安全生产。     

瓦斯抽采钻孔封孔质量检测技术应用研究

结合新景煤矿瓦斯抽采钻孔封孔工艺现状,引进了一种新型的瓦斯抽采钻孔封孔质量检测技术。在新景矿3号煤层强突工作面进行工业试验,通过对不同钻孔、不同孔深进行测试,分析抽采负压和抽采浓度变化情况,能够较准确判断煤层瓦斯抽采钻孔封孔质量问题,为矿方评价抽采钻孔封孔质量,改进封孔参数和封孔方式、提高瓦斯抽采率提供有力的技术保障。