兩堵一注封孔技術(shù)在五輪山煤礦中的應(yīng)用研究

翟文杰++田波++游先中

摘要：貴州五輪山煤礦采用采用“兩堵一注”帶壓封孔工藝，即兩端采用馬麗散封孔、中間注入膨脹材料漿液的方式進(jìn)行封孔，平均單孔濃度可達(dá)到45～60%，顯著高于普通封孔方式的平均單孔濃度，實(shí)現(xiàn)了礦井瓦斯的高效抽采。

Abstract： Guizhou Wulunshan Coal Mine uses "two stop up one pour into" pressure sealing technology， that is using Marison hole sealing at the both ends and injecting expansion slurry in the middle. The average single hole concentration can reach 45～60%， which is significantly higher than the average hole concentration of the common sealing method and realizes the effective extraction of mine gas.

關(guān)鍵詞：封孔技術(shù)；兩堵一注；瓦斯?jié)舛龋煌咚购?/p>

Key words： sealing technology；two stop up one pour into；gas consistency；content of gas

中圖分類號(hào)：TD712 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）12-0111-02

0 引言

封孔是礦井瓦斯抽放鉆孔中的一項(xiàng)重要技術(shù)，封孔不好，瓦斯抽放濃度降低，從而影響礦井瓦斯治理工作及瓦斯合理利用。通過(guò)對(duì)五輪山煤礦鉆孔封孔技術(shù)的研究，實(shí)現(xiàn)五輪山煤礦瓦斯高效治理、安全快速掘進(jìn)、高效利用瓦斯，全面提升五輪山煤礦瓦斯治理水平，為貴州省其他煤礦瓦斯高效治理提供一定的依據(jù)。

1 礦區(qū)概況

五輪山煤礦位于貴州省納雍縣境內(nèi)，井田可采煤層瓦斯含量較高，為7.14～32.30ml/g.r，平均18.17ml/g.r，瓦斯梯度（每100m增加）4.21ml/g.r，屬于煤與瓦斯突出礦井。

2 鉆孔封孔技術(shù)

采用“兩堵一注”帶壓封孔工藝，利用礦用封孔器與抽采管連接形成高壓擋板，通過(guò)注漿管將膨脹材料漿液帶壓注入鉆孔周圍裂隙中，對(duì)鉆孔周圍煤巖體施加主動(dòng)支護(hù)，待材料有效滲入到煤體裂隙中，膨脹硬化反應(yīng)后完成封孔，該封孔工藝可達(dá)到封堵裂隙、阻礙鉆孔變形、封孔材料與鉆孔壁緊密結(jié)合的目的，實(shí)現(xiàn)瓦斯的高效抽采。鉆孔封孔工藝見(jiàn)圖1。

井下封孔實(shí)施步驟：

①鉆孔開(kāi)孔位置保證穿層鉆孔外段15m鉆孔成型高，不得在開(kāi)孔段形成傘檐狀、臺(tái)階狀、彎曲狀鉆孔。為提高封孔深度及封孔質(zhì)量提供基礎(chǔ)條件。

②封孔前，封孔段內(nèi)的煤粉必須用壓風(fēng)清掃干凈；孔內(nèi)積水必須排出。

③將抽采管路距離抽采口1m位置處敷設(shè)棉紗或麻皮袋與馬麗散混合物，棉紗通過(guò)鐵絲緊敷于抽采管路上，此次試驗(yàn)使用抽采管路長(zhǎng)度為10m。將底部敷設(shè)棉紗的抽采管路送至孔中預(yù)定深度后，反復(fù)抽動(dòng)抽采管路，使底部棉紗與孔壁充分接觸。在孔口位置，將2m長(zhǎng)Φ16pvc管分兩道管路鋪設(shè)孔中，外部預(yù)留0.3m。采用麻袋與馬麗散混合物封堵鉆孔孔口段，孔口段封孔深度大于1m。下向鉆孔的孔口段也必須用馬麗散等封孔材料封孔超過(guò)1m，不允許直接注漿而不封堵。注漿管路及回漿管路孔口連接球閥，孔口段凝固時(shí)間不低于20min，回漿管路的長(zhǎng)度根據(jù)穿層鉆孔的角度而定。

④封孔采用按水灰石膏比為1：0.8：0.2配制的水泥漿，利用QB152煤礦用風(fēng)動(dòng)注漿泵注入孔內(nèi)，返漿后關(guān)閉返漿管閘閥，間歇性地繼續(xù)注漿，注漿終壓達(dá)1.5MPa后結(jié)束注漿。上向鉆孔要求加大注漿壓力。

⑤待注漿8～10小時(shí)后，即可連接抽采管路進(jìn)行瓦斯抽采。

3 封孔效果分析

根據(jù)五輪山煤礦井下施工情況，選擇在1807切眼抽采巷選擇兩組鉆場(chǎng)分別進(jìn)行“兩堵一注”封孔和常規(guī)鉆孔封孔對(duì)比試驗(yàn)。選擇的鉆場(chǎng)為1807切眼抽采巷中3#鉆場(chǎng)2～6號(hào)鉆孔，共5個(gè)鉆孔；22#鉆場(chǎng)1、4、5、6號(hào)鉆孔，共4個(gè)鉆孔。3#鉆場(chǎng)鉆孔均嚴(yán)格采用“兩堵一注”的封孔方式進(jìn)行封孔，而22#鉆場(chǎng)使用五輪山煤礦常規(guī)封孔方式封孔。經(jīng)過(guò)半個(gè)月，對(duì)上述2個(gè)鉆場(chǎng)的鉆孔瓦斯?jié)舛冗M(jìn)行測(cè)試，結(jié)果如表1、表2和圖2所示。

由圖2可見(jiàn)，采用常規(guī)封孔方式封孔的鉆孔，平均單孔瓦斯?jié)舛容^低，約為13～25%；而“兩堵一注”的封孔方式，平均單孔濃度可達(dá)到45～60%，顯著高于普通封孔方式的平均單孔濃度。這是因?yàn)椴捎贸Ｒ?guī)封孔方式時(shí)，水泥凝固后，會(huì)有一定的收縮，產(chǎn)生裂隙；其次，在打鉆過(guò)程中，煤壁也會(huì)產(chǎn)生一部分裂隙，加上水泥凝固后本身的原生裂隙，在連管抽采后會(huì)構(gòu)成漏風(fēng)回路，影響瓦斯抽采的效果。而采用“兩堵一注”的封孔方式，通過(guò)帶壓水泥和水泥中的膨脹劑，能有效地封堵鉆孔周圍裂隙，減小抽采時(shí)的漏風(fēng)，保證鉆孔的抽采效果。

4 結(jié)論

①采用“兩堵一注”帶壓封孔工藝，即兩端采用馬麗散封孔、中間注入膨脹材料漿液的方式進(jìn)行封孔，實(shí)現(xiàn)瓦斯的高效抽采。

②通過(guò)“兩堵一注”封孔和常規(guī)鉆孔封孔對(duì)比可以看出，“兩堵一注”的封孔方式，平均單孔濃度可達(dá)到45～60%，顯著高于普通封孔方式的平均單孔濃度。

參考文獻(xiàn)：

[1]周成剛，王佰順.松軟破碎巖層“兩堵一注”式帶壓注漿封孔工藝研究與應(yīng)用[J].煤炭技術(shù)，2016，35（02）：206-208.

[2]張長(zhǎng)遠(yuǎn)，陳建，宋小林，等.帶壓注漿封孔技術(shù)的研究應(yīng)用[J].煤炭工程，2011（3）：39-41.

[3]公衍偉，解慶雪，鄧素華.帶壓注漿封孔工藝在測(cè)定煤層瓦斯壓力中的應(yīng)用[J].煤礦開(kāi)采，2013（2）：85-87.

[4]崔正中，蔣承林.封孔等待時(shí)間對(duì)瓦斯壓力快速測(cè)定的影響[J].煤炭技術(shù)，2012，31（4）：108-111.

[5]任青山，艾德春，陳才賢，等.高水膨脹材料注漿工藝在瓦斯抽放鉆孔密封中的應(yīng)用[J]，煤炭技術(shù)，2014，33（8）：233-236.