高瓦斯低透气性煤层“两堵一注”封孔技术

顺层钻孔瓦斯抽采是解决矿井瓦斯灾害的重要手段,也是瓦斯抽采中的难点和重点。结合矿压理论,分析确定封孔段长度和封孔材料是影响顺层钻孔瓦斯抽采的主要因素。通过对封孔工艺的研究和现场试验,表明"两堵一注"封孔技术对降低抽采气样中的氧含量和煤层中的瓦斯含量、提高瓦斯抽采浓度有较大的帮助。

“两堵一注”封孔工艺在银北矿区的应用研究

针对银北矿区抽采钻孔普遍存在封孔质量差、抽采浓度低及有效抽采时间短的难题,通过理论分析和现场试验,确定了“两堵一注”带压封孔的工艺技术参数。研究结果表明,赛瑞封孔剂结合“两堵一注”的封孔工艺克服了原封孔工艺中存在的弊端,加长了封孔深度和封孔长度,有效提高了煤层瓦斯的抽采效果,具有较好的适用性。

“两堵一注”+内外双管封孔法在顺层钻孔封孔中的应用研究

基于对孔周裂隙分布特征及巷周煤岩蠕变特征的分析,确定了顺层钻孔漏气的原因,并结合义棠煤业10号煤层的赋存条件,提出了顺层钻孔"两堵一注"+内外双管封孔方法。现场应用表明,该方法可有效封堵孔周的裂隙和巷周煤体蠕变造成的裂隙,且取得了良好的封孔效果。

“两堵一注”瓦斯封孔工艺存在的问题及解决对策

在对"两堵一注"瓦斯封孔原理深入剖析的基础上,结合盘江矿区"两堵一注"瓦斯封孔工艺使用过程中存在的问题,提出以充分掌握钻孔裂隙发育情况为前提,加强"两堵"、"一注"材料特性研究并充分利用2种材料的封堵特性,与此同时加强"一注"工艺参数的研究,并及时对封孔效果进行考察,不断完善"两堵一注"封孔工艺及参数是解决现有"两堵一注"瓦斯封孔工艺封孔质量差、封孔成本高的有效途径。

囊袋式“两堵一注”带压注浆封孔工艺关键参数技术研究

针对杨河煤业顺层钻孔存在封孔质量差、抽采浓度低和有效抽采时间短等难题,通过理论分析和现场试验,确定了杨河煤业囊袋式“两堵一注”带压封孔工艺技术参数,验证了囊袋式“两堵一注”带压注浆封孔技术在杨河煤业的适用性。试验表明,在考察时间内,试验组平均瓦斯抽采浓度提高了4.5%~13.5%,效果显著,同时减少了钻孔漏气,为下一步瓦斯抽采提供了可靠的技术支撑。

“两堵一注”带压封孔工艺在龙门峡南煤矿的研究与应用

为了解决龙门峡南煤矿瓦斯抽采钻孔瓦斯抽采浓度低、衰减速度快等问题,采用了“两堵一注”带压封孔新工艺取代矿井传统水泥浆液封孔工艺,并根据矿井实际情况对新工艺进行了改良升级。通过现场试验,将两种封孔工艺的瓦斯抽采效果进行对比,结果表明:“两堵一注”带压封孔工艺具有较好的封孔效果,顺层钻孔单孔瓦斯抽采浓度较矿井传统封孔提高约25%,穿层钻孔层单孔瓦斯抽采浓度提高约10%,并在一定程度上减慢了瓦斯抽采浓度的衰减速率,有效提高了矿井瓦斯抽采能力。

瓦斯抽采钻孔“两堵一注”密封新方法试验研究

钻孔密封是钻孔瓦斯抽采的关键环节之一,直接决定着抽采瓦斯的浓度及效率。为解决高河能源有限公司3号煤层瓦斯抽采浓度低的难题,通过测试膨胀水泥材料物理力学性质,分析其作为封孔材料存在的问题,利用相变凝胶钻孔密封材料,试验研究了膨胀水泥+相变凝胶协同配合条件下的新型"两堵一注"钻孔密封工艺。试验结果表明:与传统水泥基注浆材料相比,利用相变凝胶作为主要注浆密封材料后,单位时间内单孔平均抽采瓦斯浓度及纯量分别提高2倍和1.5倍,且100 d内平均抽采浓度大于50%,具有明显的钻孔提浓效果。

“两堵一注”封孔技术在松软煤层中使用的试验研究

本文运用平顶山安泰华公司的FKQW-50/0.6"两堵一注"封孔器封孔工艺,在河南能源云盖山煤矿进行了试验研究,认为"两堵一注"封孔器封孔工艺注浆压力大,能主动支护钻孔,进一步减少漏气通道,抽采效果更好。

囊袋式“两堵一注”带压注浆排水排气封孔技术

一体化囊袋式"两堵一注"封孔技术是目前矿井中应用较为普遍的一种钻孔封孔技术。在传统的"两堵一注"封孔工艺的基础上,增加了排水排气装置,实现了注浆过程中有效地将封孔段和注浆料中的水和空气排净,改善了浆液的凝固效果。此外,还将单向阀压力从原来的0.2~0.3 MPa提高到0.5~0.6 MPa,使囊袋可以充分膨胀,防止漏液。此工艺在漳村矿3号煤层进行了现场应用,结果显示封孔经济成本降低了48.57%,现场单个推送封孔器时间节约了15 min。

“两堵一注”囊袋式封孔在瓦斯抽采顺层钻孔中的应用研究

青龙煤矿为煤与瓦斯突出矿井,工作面回采前采用顺层钻孔预抽是瓦斯防治的重要措施,由于抽采钻孔采用常规的聚氨酯加水泥注浆封孔方法,导致抽采钻孔的封孔质量得不到保障,瓦斯抽采效果不佳。为提高瓦斯抽采效果,开展了“两堵一注”囊袋式封孔技术的应用研究。

分段注浆封孔技术在瓦斯抽采中的应用

以某矿2404工作面为工程实例,介绍了"两堵一注"分段注浆封孔技术的封孔参数与工艺。工程实践表明,与采用普通的聚氨酯、水泥砂浆封孔法相比,聚氨酯"两堵一注"施工工艺优越性明显,可以提高封孔后的抽采浓度,且该法封孔后抽采浓度降低速度较慢;在瓦斯抽采量方面,也较原工艺大大提高。

新型瓦斯抽采钻孔密封技术实践

为了提高福达煤矿井下瓦斯抽采钻孔的密封质量,采用矿用钻孔成像轨迹检测装置对钻孔进行窥视,分析钻孔围岩的裂隙分布特征,在15205回风顺槽进行了新型“两堵一注”封孔工艺技术实践,并与现有封孔工艺效果进行对比分析。结果表明:钻孔密封施工时,前端囊袋离孔口的距离应大于1.31 m,越过应力集中导致的煤体破碎区域。采用新型“两堵一注”封孔工艺的封孔效果好于煤矿现采用的封孔工艺,经过90 d的抽采,单孔平均瓦斯抽采浓度依然保持在43%,显著提高了瓦斯抽采钻孔的抽采效率,并形成了适用于福达煤矿的本煤层瓦斯抽采钻孔成套封孔技术。

煤层瓦斯抽采封孔技术现状分析

介绍了煤层瓦斯抽采技术现状,将目前瓦斯抽采封孔技术分为非带压封孔、"两堵一注"带压封孔和二次封孔3大类,讨论了各类封孔工艺的优缺点和适用条件。分析结果表明:没有一种封孔技术能够适用所有煤层瓦斯抽采条件,应结合不同的煤层瓦斯抽采需求,研发操作简单高效、装置成本低廉、密封效果可靠的技术与装置,以提高煤层瓦斯的抽采浓度与效率。

厚煤层长钻孔封孔工艺的比对分析研究

针对保德煤矿8#煤层厚煤层长钻孔采用2种封孔工艺进行实测煤层瓦斯压力。在测定瓦斯压力过程中,对胶囊黏液带压封孔工艺进行了优化和改进。通过对2种封孔工艺的封孔质量和测压效果的比对,得出胶囊黏液带压封孔工艺在厚煤层长钻孔测压中更加具有优越性,更能真实反映煤层瓦斯压力,具有良好的应用效果和安全生产效益。

漏气抽采钻孔的二次封孔技术

针对目前本煤层顺层抽采钻孔“两堵一注”封孔后期抽采瓦斯浓度衰减快,钻孔有效抽采时间短的技术难题,提出二次加压注浆封孔方法,阐述了二次加压注浆封孔的操作方法,山西大平煤业有限公司6个月的现场应用试验结果表明,应用二次加压注浆封孔方法处理漏气抽采钻孔,可提高瓦斯抽采浓度45%~60%,增加钻孔有效抽采时间约4个月。

板集煤矿110504轨道顺槽BF36断层超前治理技术

板集煤矿110504轨道顺槽设计长度1448 m(岩巷段223 m,煤巷段1225 m),煤巷段沿5#煤底板掘进。施工到里程1203 m时,迎头向前将揭露BF36(284°∠60°H=0~10 m)正断层并位于断层上盘,此断层在巷道内预计落差9 m,断层带宽度6 m。为安全顺利穿过该断层,在借鉴其他煤矿断层超前治理技术基础上,制定了对BF36断层进行“两堵一注”式高压注浆加固技术治理方案。通过对断层破碎带进行“两堵一注”式高压注浆,使浆液充分渗透到断层破碎带的节理裂隙中,改善了围岩受力状态,加固了原围岩破碎带。该巷道恢复掘进后,巷道帮顶较完整,浆液渗透痕迹明显,掘进过程无片帮掉顶现象,注浆效果良好,超前注浆达到了加固围岩、安全过断层的目的,顺利穿过该断层破碎带。

三软难抽厚煤层大孔径高负压抽放技术试验

预抽煤层瓦斯是防治瓦斯超限和煤与瓦斯突出的重要措施。裴沟煤矿通过改进钻孔封孔方式,增大钻孔孔径,使煤体的卸压程度和透气性得到大幅度提高。提出了适合三软难抽厚煤层的大孔径高负压抽放技术方案,该方案的实施有效提高了瓦斯抽放浓度和抽放效率,确保了工作面的安全回采。

改变封孔方式对瓦斯抽采浓度影响的研究

某矿己_(15-17)-×××11机巷低抽巷D23点(巷道里程500~600 m处)施工穿层预抽钻孔,每组钻孔24 h平均瓦斯浓度普遍衰减到15%以下,为此调整“两堵一注”带压封孔方式,并通过浓度监测分析封孔方式对瓦斯浓度的影响,从而选择合适封孔段长度和封孔深度,为提高瓦斯抽采浓度和提升治理效果提供依据。

不同封孔工艺技术经济对比

根据目前矿井抽采封孔工艺现状,对原有封孔工艺进行改进,现场试验了传统封孔工艺与改进的简化“两堵一注”封孔工艺抽采效果,并对两者进行抽采效果与经济对比,简化“两堵一注”封孔工艺比原工艺具有更好的发展前景。