兩堵一注封孔工藝在本煤層鉆孔中的優化

楊忠勝

摘 要：煤層瓦斯壓力是瓦斯基本參數中關鍵的參數之一，通過總結不同條件下的封孔工藝及方法，針對不同的條件選用合理的封孔方法，解決了復雜地質條件下封孔鉆孔因漏漿、跨孔等原因導致抽采鉆孔報廢的問題，提高了封孔成孔率。

關鍵詞：地質條件;封孔工藝

"兩堵一注"是一種帶壓封孔法，原理是：先在封孔段的兩端用袋裝聚氨酯進行封堵，待發泡封孔袋、膨脹并凝結后，再通過注漿管對兩端聚氨酯封堵段之間的鉆孔段進行注漿，在注漿壓力的作用下，漿液向鉆孔壁滲透并填充鉆孔周圍裂縫。囊袋抽放瓦斯用注漿式（帶壓式）封孔器應用于瓦斯抽放、封孔、利用注漿泵注漿壓力，先將封孔器兩頭的囊袋充滿漿液、兩端膨脹后液漿再封閉中間縫隙，從而實現多層帶壓式封孔，瓦斯通過抽放管路進行抽放。

囊袋式注漿封孔法是“兩堵一注”帶壓注漿封孔法的初期形式。囊袋式封孔裝置采用2個囊袋封堵鉆孔，2個囊袋間有1個出漿嘴，它的封孔原理是：利用注漿管向囊袋注漿，囊袋膨脹后，囊袋與鉆孔壁緊密接觸，當注漿壓力超過注漿嘴的開啟壓力時，注漿嘴向2個囊袋之間的空隙注漿漿液進入囊袋與鉆孔壁的縫隙以及鉆孔周邊一定深度的煤體裂隙，從而實現抽采鉆孔的封孔。

“兩堵一注”帶壓注漿方法的優點是實現了鉆孔壁注漿，漿液固結后支護鉆孔，從理論上講，如果注漿壓力足夠大，漿液在膨脹力的作用下進入鉆孔壁裂隙進行封堵，凝固后的注漿材料的膨脹力可以接近地應力，可以使鉆孔封孔段周圍形成高應力區，減少漏氣通道，提高封孔段的密閉性。

囊袋抽放瓦斯用注漿式（帶壓式）封孔器主要由注漿管、瓦斯抽放管、單向閥、爆破閥、囊袋、堵頭、瓦斯抽放花管（集氣段）等構成。該封孔器的注漿管與注漿泵連通，液漿因注漿泵壓力進入注漿管及囊袋及囊袋，囊袋迅速膨脹，將囊袋的外徑緊固在煤層孔壁上，將封孔器兩端的孔封閉;當壓力達到時，爆破閥爆破，液漿將兩個囊袋中間的部分充滿，進而實現多層密封，通過瓦斯抽放管連接瓦斯抽放管路進行抽放瓦斯。

該封孔工藝在1404運順本煤層鉆孔施工中取得的結果如圖：

鉆孔濃度在15-30%折算比例0.6，鉆孔濃度在30-50%折算比例為1，鉆孔濃度在50-70%折算比例為1.2，鉆孔濃度在80%以上折算比例為1.5。如圖所示：

優缺點：具有操作簡單、使用方便、成本低、降低工人勞動強度、提高工作效率等優點。從封孔原理和實際封孔效果來看“兩堵一注”帶壓封孔法是目前最好的瓦斯抽采鉆孔封孔方法，其優越性在于：通過加壓注漿可以封堵鉆孔周邊煤體裂隙漿液，在注漿壓力作用下可以劈裂、擴展鉆孔周邊煤體裂隙充填孔隙和煤體凹凸面，增大漿液擴散范圍，同時，在大滲透壓力梯度作用下深入煤體微裂隙內，并產生凝聚力，待漿液固化后形成樹枝狀分布，并與煤體顆粒固結在一起，有效密封漏氣通道，從而達到提高瓦斯抽采效果的目的。

制約該方法封孔效果的瓶頸有3個方面（1）兩端封堵用的封堵材料強度不夠主要表現在徑向;（2）缺乏對多重損傷條件下抽采鉆孔周邊裂隙發育時效特性的研究，對鉆孔周邊煤（巖）體的裂隙分布以及裂隙發育隨時間變化的規律認識不足。（3）缺乏對合理始封深度和注漿壓力等注漿參數的深入研究。