基于无机纳米封孔材料提高煤层瓦斯抽采率的试验研究

为解决钻孔使用传统材料封孔产生裂隙导致瓦斯抽采率低、钻孔寿命有限的问题,分析了抽采钻孔漏气途径与周围应力分布,确定钻孔漏气的主要部位;通过向硅酸盐无机材料中添加纳米氧化物对其改性,得到一种能够长期保持水分且不凝固、不收缩等特点的无机纳米封孔材料;基于山西竹林山煤业有限公司53032巷道,开展顺层钻孔封孔及后续补浆封孔试验。结果表明:无机纳米封孔材料试验组平均瓦斯抽采浓度整体优于普通封孔水泥对照组,封孔16 d后,试验组平均瓦斯抽采纯量为0.04~0.06 m^(3)/min,而对照组平均瓦斯抽采纯量为0.02~0.04 m^(3)/min,试验组的封孔质量优于对照组钻孔。试验组经过补浆封孔,平均瓦斯抽采浓度提高了20%,补浆封孔可以提高钻孔的封堵质量和瓦斯抽采的平均浓度。