金能煤礦副立井井筒注漿封瓦斯排放孔研究

摘 要：基于金能煤礦副井井筒在197.56m處預計揭露1#、2#、3#煤層，其中3#煤層經簽定為突出煤層，從而采取區域防突措施施工瓦斯排放鉆孔方式進行瓦斯排放，本文依據瓦斯抽采以及封孔工藝等原理與技術，對經效果檢驗無突出危險后進行注漿封瓦斯排放孔。經封孔效果檢驗，封孔效果顯著。對煤礦安全生產與管理具有重要的指導意義。

關鍵詞：瓦斯抽放 注漿工藝 封孔

中圖分類號：TD262文獻標識碼：A文章編號：1674-098X（2012）09（a）-0057-02

煤礦瓦斯是造成礦井安全事故的重大隱患，長期以來亦是安全管理的重點與難點。瓦斯抽采過程中大量的空氣漏進了抽采管路，故瓦斯抽采的封孔技術是瓦斯抽采的關鍵，它事關瓦斯抽采效果、瓦斯資源利用和煤礦安全生產等重大問題[1]。金能煤礦副立井井筒凈直徑9.0m，井筒深度為537.0m，其中井頸10m，井身497.0m，井底水窩深度為30m；井筒的支護形式為雙層鋼筋混凝土和素混凝土及素混凝土+錨網噴結構，因井筒在197.56m處預計揭露1#、2#、3#煤層，其中3#煤層經簽定為突出煤層，采取區域防突措施施工瓦斯排放鉆孔方式進行瓦斯排放，經效果檢驗無突出危險后進行注漿封瓦斯排放孔。本文針對瓦斯抽采封孔問題，進行了深入細致的研究。

1 注漿工藝

1.1 注漿施工

此次注漿封孔為無壓注漿封孔[2]。井下工作面放置DBGH-30-80/80型注漿泵與4個1m3水桶，其中2個作為水泥漿池，另外2個分別作為玻璃水池和清水池，水泥漿井下人工攪拌。把風帶一頭插入瓦斯排放孔底部，另一頭與壓風管連接，通過壓風把孔內的浮渣、水沖出，然后再和混合器連接，配制好的漿液通過注漿泵注漿管混合器風帶瓦斯排放孔。

1.2 注漿結束及管路清洗

當水泥漿液從孔內流出后，把瓦斯排放孔內的風帶拔直孔深8m位置，注雙液漿封孔，邊封孔邊拔風帶。

每次結束注漿后，壓清水沖洗管路，保證管路全部出清水為止。將清洗后的水通過風泵排至上吊盤水箱內，然后通過上吊盤臥泵排至地面。

1.3 注漿記錄

每次注漿都必須觀測并記錄吸漿量、注漿量及漿液配比、材料消耗等原始數據，作為分析注漿效果的依據。記錄分井上和井下兩部分，井下記錄注漿孔號、段高、漿液的配比和放漿時間等；井上記錄表中除漿液配比外全部內容。

1.4 注漿效果檢查

（1）風帶拔出瓦斯排放孔后未出現冒泡、出水現象，視為注漿結束，可換下孔注漿；若仍出現冒泡、出水現象，再把風帶插入瓦斯排放孔內，繼續注漿封孔。

（2）根據原始記錄（包括漿液注入量、注漿深度等）幫助判斷注漿效果[3]。

（3）在注漿段井筒下掘時，應復核注漿效果的結論、觀察、分析巖石裂隙漿液充填規律，做好經驗總結，得出正確結論。

1.5 漿液配制

采用單一水泥漿，注漿初始，如吸漿量大于吸水量的80%，可調濃一級配比，反之則調稀。漿液[4]常用的幾種配如表1所示。

雙液漿配比按照水泥漿∶水玻璃1∶0.5配制（體積比）。

2 勞動組織與材料備用計劃

2.1 實行“三八制”作業

金能煤礦根據實際情況，對副立井井筒注漿封瓦斯排放孔的勞動組織的安排如表2所示。

2.2 主要設備材料計劃

金能煤礦根據實際情況，對副立井井筒注漿封瓦斯排放孔的主要設備材料準備中，工作面預注漿設備材料安排如表3所示。

3 注漿施工的安全保障措施

3.1 瓦斯管理專項措施

1）安排專人對瓦斯監控系統正常運行進行管理，確保對工作面的瓦斯情況進行24小時不間斷監測。瓦斯傳感器T1設置在距離工作面不大于5m處，在風筒出風口的另一側，距離井壁不小于200mm，瓦斯傳感器T2設置在回風道回風口下5m處的井壁上，距離井壁不小于200mm。

2）瓦斯監控系統報警、斷電濃度及范圍：

瓦斯傳感器T1的報警、斷電濃度均：≥0.8%CH4，復電濃度：<0.8%CH4；斷電范圍：井筒內所有非本質安全型電氣設備。瓦斯傳感器T2的報警、斷電濃度均：≥0.8%CH4，復電濃度：<0.8%CH4；斷電范圍：井筒內及井口20m范圍內全部非本質安全型電氣設備。

3）距井筒掘進工作面回風側5m范圍內懸掛便攜式瓦斯報警儀。

4）局部通風機和瓦斯監控系統必須有專職人員看管。嚴禁無計劃關停局扇。全面檢查“三專兩閉鎖”，確保運轉有效。

5）井下嚴禁敲擊、砸打，裝卸物品要輕拿輕放，以防撞擊產生火花。

6）實施注漿封孔前要進行一次全面的安全檢查，重點是提升、吊掛、供電系統、電氣防爆、信號通信和“三專兩閉鎖。井口20m范圍內電氣設備嚴禁失爆，對失爆電氣必須立即更換，不能更換的在探揭煤期間一律斷電停用。對井口和井內漏風風筒進行修補或更換。

7）下井人員一律佩戴隔離式自救器和佩戴礦燈，否則不準下井，礦燈在井下不得拆卸。

3.2 注漿專項措施

1）對所有注漿操作[5]人員應進行措施學習和操作訓練。

2）注漿管路系統，盡量減少彎管及抬高，以防漿液沉淀堵塞，彎管半徑不得小于管徑的5倍。

3）注漿前應有專職維修人員，對注漿系統進行檢查，無異常情況時，方可使用。

4）要經常檢查管路聯接處，發現問題及時處理，防止撥拖傷人。

5）建立健全各種崗位責任制，嚴格執行井下、地面現場交接班制，保證注漿工作的連續性。

6）注漿前，必須對孔內的浮渣、水用壓風沖干凈。

7）注漿工作人員必須佩戴好勞動保護用品后方準進入現場。

8）拌漿人員應嚴格掌握漿液濃度，配漿時倒灰要過篩，防止雜物混進漿液，結塊過期失效散灰嚴禁使用。

9）池內漿液要淹沒籠頭，防止籠頭懸空，吸入空氣，應有專人放漿和過濾，注漿結束時應對攪拌池及籠頭窩進行清洗。

10）注漿時，泵壓劇減或不進漿，可能是籠頭被堵，吸漿籠頭應經常清洗，泵壓突然下降并不回升，吸漿量增大，說明巖縫漏漿，可采取降壓，調整漿液濃度的辦法處理。

11）注漿時不得隨意停水、停電，必要時必須事先通知，待停止注漿沖洗管路和注漿泵后方可停水、停電，正常注漿結束后必須立即清洗注漿泵和管路。

12）注漿記錄人員應認真記錄孔號、深度、流量、時間等原始數據。

13）井下工作面，應保持干凈，雜物一律上井。施工機具堆放整齊，位置合適，方便使用。注漿時井下人員必須佩戴防護眼鏡、乳膠手套和口罩，以免竄漿燒傷眼睛，漿液攪拌站應有防塵措施。

14）跟班技術員對本班技術工作負全面責任，應檢查記錄人員的工作情況，確保原始資料的完整和準確，對注漿工程中所發生的問題，要認真分析及時處理，難于處理的要及時匯報領導和調度室。

15）每次注漿結束后必須壓清水沖洗管路，沖洗時間以注漿管出清水為準。

16）加強現場管理，明確崗位責任制。追水及工作面預注漿期間，項目部要成立專門班子，應有領導值班，并派專人負責、統一領導。

4 結語

通過對有瓦斯突出危險性的3#煤層采取區域防突措施施工瓦斯排放鉆孔方式進行瓦斯排放，利用瓦斯抽采及封孔工藝的原理與技術，對經效果檢驗無突出危險后進行注漿封瓦斯排放孔。經封孔效果檢驗，封孔效果顯著。

參考文獻

[1] 陳杰，金龍哲.關于聚氨脂封孔可提高瓦斯抽放效果的研究[J].煤炭工程，2003（8）：47-49.

[2] 劉輝輝，蔣承林，吳愛軍.基于煤體瓦斯含量對測定煤層瓦斯壓力準確性分析[J].煤礦開采，2011，16（1）：20-21.

[3] 幸大學，楊春，吳再生.煤礦瓦斯抽采鉆孔新型封孔劑在磨心坡煤礦的應用[J].礦業安全與環保，2012，39（1）：58-60.

[4] 孫文德，李子全，周軍.瓦斯抽采中新型封孔材料及工藝的應用研究[J].煤炭科學技術，2012，40（4）：60-63.

[5] 殷文韜.煤層瓦斯抽放封孔工藝研究與應用[J].煤炭工程，2011（2）：31-33.