瓦斯消溶剂技术封孔研究应用.doc

河南中煤矿业科技发展有限公司瓦斯消溶剂技术成功封孔研究应用【摘要】本文主要叙述了微生物瓦斯消溶剂技术在长期井下工作中针对不同煤质采用不同改良封孔器封孔方法和三管式水泥浆封孔方法，两种方法通过实际应用具有较好的效果，让我们共同探讨以便今后工作中遇到不同煤层做以选择。【关键词】瓦斯消溶剂技术，改良封孔器封孔，三管式水泥浆封孔。1、两种传统煤层封孔方法的局限性（封孔器封孔、单管水泥浆封孔）目前，在煤层瓦斯治理中，其中煤层注水对预防瓦斯事故发生发挥了重要作用。但是有些煤层构造复杂，封孔器封孔受到很大的局限性和不适应性，有些煤层适合封孔器封孔，而封孔器因技术的缺陷对有些煤层封不住孔，所以需要改良采取封孔器。单管水泥浆封孔：在煤层（岩层）打好钻孔中可根据距离需要，先把注水管放进钻孔中，然后用水泥浆掺膨化剂，利用封孔机或人工往钻孔捣送捣实，达到水泥凝固期方可注入。这种方法又笨又拙又费时间，如果封孔不好，当工作高压达到4注水挤排瓦斯时，很有可能连封过的水泥和管子被压力涌出，出现过类似情况。平顶山十矿单管式注水泥浆，用高压（40）注水挤排瓦斯具有效果，可煤层片帮增加了维护难度，工作中没有安全感。2、传统封孔器封孔的不足之处一般煤矿封孔器注水所用的型号有75、40，长度有1m、1.2m、1.5m不等，封孔器结构有两大不足，9 出水口较大，遇到软煤层很难封住孔；封孔器受压膨胀至2 出水时，封孔器膨胀与煤层钻孔煤壁并没有完全起到工作压力阻水的密封层，受压喷到钻孔的水，受内外压力顺着封孔器周围还没封密实而渗出漏水，一旦漏水把钻孔壁破坏很难再封实。3、传统封孔器的改良（一）缩小封孔器喷水口将封孔器的出水喷射水头拧开，把受压阻塞弹簧取出，用准备好的圆形金属垫，垫到封孔器的出水口以内（用五角或一角硬币中间钻成三毫米的圆孔），再把受压弹簧装上出水头，上紧即可。这样改装作用可增加受压弹簧的出水压力盒封孔器膨胀压力，延缓出水时间，增加了封孔器受压膨胀壁与煤层钻孔壁受压阻水时间，不会再漏水。（二）改变封孔器圆棱形出水口封孔器的别称为皮囊，中间长度是橡胶缠绕的双层（四层）的子午钢丝，两头是进水接头和喷射出水口，喷射出水口是带棱圆锥形的，在封孔时圆棱塕堵钻孔内煤粉，严重影响封孔距离，为改变这种影响，把锥形出水口取下来，用粗砂轮把棱形打成圆弧形，再封孔时还有分离孔内钻粉的功能。（三）封孔器与封孔器连接方法及优点改良封孔器连接应用是瓦斯消溶剂技术操作的新工艺，打破传统方法及其优点多多。把第二根改良封孔器的喷射出水口焊接6分或4分变（公）头，连接第一个改良封孔器的进水母头即可。封孔器连接使用中一旦前一个封不住孔而失败或者是被碰破，可利用第二根保证正常注液。工作中一旦封孔器用坏，可把坏的部分截掉，重新压两头的进水头和喷射出水头再利用，提高封孔器的使用率，可节约大量资金。4、改良封孔器连结应用的工作原理改良封孔器在工作中起到人为控制，自动控压的动能作用，形成前后接替控压里外呼应的连带关系。控压起作用时意味着压力上升到控压指数压力自动缓缓下降，随之封孔器收缩，降低渗液流量。待自动控压压力再上升时，封孔器迅速膨胀，把降低渗液的流量迅速加大，形成吞吐缓冲再渗透，将消化液渗透距离向前推进的同时打开煤层渗液缝隙，形成一个周期反复不定时的动能关系，就像双缸机械接替压力互相驱动产生能量。5、封孔器连结应用可节约大量资金煤矿应用封孔器注水降尘排挤瓦斯投资比较大，损失、人为破坏，丢失消耗难以避免。一根封孔器低价上千元，长一点的两千多元，所以，连结利用节约资金的同时，可提高工作效率和封孔质量。有几种情况可能会把封孔器损害还丢失：人为机械碰坏。人工作业用镐创伤。放炮崩坏。打钻钻坏。煤层来压片帮压坏。打孔封偏巷取不出来，丢帮煤埋里面忘了收捡等。把损坏的封孔器收拾起来拿到厂家把损坏的部分截取，重新压两头再利用。6、改良封孔器封孔与三管式水泥浆封孔有哪些区别改良封孔器与三管式封孔相比可节约大量时间，工作往前推进，加快施工进度，如:在6m2的掘面打两孔各10m深，用改良封孔器封孔，从布孔、打孔、效检、封孔、注液、再效检8个小时可完成。不误下一班正常掘煤。用三管式水泥浆封孔，同样面积的煤掘面最低打两孔各30-50m，需要8小时一班的时间，需要封孔得7个人一班完成，又是8个小时，水泥凝固期最低16个小时，从布孔、打孔到注液就需32个小时，注液时间需要20小时，全部下来需要50多个小时。两者相比其优点：前者打浅孔一班完成，施工方便，但封孔的保险系数低，从根本上解决不了瓦斯的突出危险性，只是暂时解决前煤一部分的瓦斯不超限，可连续掘进7-8m。但没有安全感，必须跟踪瓦斯的预测预报，防止瓦斯超限带来的不便。水泥浆封孔虽然耗时长，封孔距离15m比较保险，连续掘进距离远，孔封深渗透体积大，能解决30m以内瓦斯突出的危险性，煤矿采掘都是在安全的前提下进行的，所以以上两种封孔方法要根据矿生产工作的实际选择（参看第十二节三管式水泥浆煤岩巷封孔要求）。7、改良封孔器深封方法煤矿单纯注水降尘和治理瓦斯，一般封孔3-5m，这个距离的目的是在注水过程中把煤层压裂，瓦斯释放出来用风排走，降解煤层瓦斯不超限（国标8m3以下），保障安全生产。在这里特别提示：单纯注水是不能深封孔的，封到原始煤层通过外压力产生煤层内压力，煤层本身就有压力，形成越来越大的压力会把煤体压出外移，破坏维护支护架，巷道瓦斯浓度会迅速增大，再严重会发生瓦斯突出造成重大事故。因此，煤层注水所有人员撤离风门以外。煤层封孔器深封孔是根据煤质的特性决定的，一般硬煤层封至5-6m，软煤层必须9 m以上，煤掘面从里到外可分为四个煤层系数压力原始煤层、压力感应煤层、压力缝隙煤层、压力变裂煤层。从原始煤层到外边变裂煤层在8-10m左右。因此，注瓦斯消化液封孔一定要分析把握煤层系数的距离，封在原始煤层以内。在实际操作中，软煤抗压力比较小，正前容易片煤，就应封9m以上，硬煤可适当缩短距离。煤层注瓦斯消溶剂深封孔不产生煤层内压力，在降解内压力的同时，也在降低煤层瓦斯含量，随着注液时间的延长，巷道瓦斯浓度不上升，慢慢下降。煤层注液钻孔完成后，把煤粉取净便于封孔，为了把封孔器封到指定位置，可用4分钢管截每2m一根，两头开丝连接6-8m，捆绑在封孔器进水头往里直送到位，也可用8m锚索代替。8、水泥浆封孔注液进水口必须外接封孔器（减压阀）煤矿治理瓦斯利用高压欲裂技术，40挤排瓦斯说明不懂降压控压，封孔器除起封孔作用，还起降压减压作用，减压降压不是工作压力降低，而是把工作压力通过一种技术降低。2009年2月在重庆大通矿试用该技术是，因打孔较大，封孔器因孔大而胀破，后改用水泥浆封孔注液，用80泵调至38-45只能进水。乳化泵超压力运转，泵体发热烤人，不到两小时泵体喷水密封垫烧坏，连续换两个泵到最后工作也没完成，所以水泥浆封孔注水时，进水口必须外接封孔器（减压阀）。从重庆回来到巩义封孔器厂，购买封孔器的两头部件，回来加工焊接成体外封孔器（实际是减压阀），体积小、携带方便、效果好，使用时接到注液管上，给皮囊封孔器内封孔是一个道理，后来在山西阳泉煤矿、河北峰峰煤矿都是这样操作的。技术探索、工艺完善是从很多实践中总结，得之不易。煤矿给我们提供做瓦斯消化液试验的机会，从过程中总结发现新的东西，给予利用改进不足。9、传统封孔器在煤矿应用的启示2008年2月份，我们在禹州方山矿试用该技术，因煤质松软、瓦斯大封不住孔，煤矿工人给我们提供个信息：我们注水封不住孔是出水口较大，用木棍塞住就能封住。根据这一提示，才有我们今天改良封孔器的运用，这也解决了上山封孔难的难题。2009年9月份，在荥巩常景矿，该矿煤质松软难治理、透气性差，从来注不进水，煤见水成泥糊涂。先变稀，后变稠，在变疲变硬，掌握了该矿煤的特性。经过三次失败后，把封孔器两个连接使用，采取低压短时间控制，间接渗透得以突破（参见第十三节6699操作法）。10、改良封孔器适合煤矿的的省份地区通过多年对微生物瓦斯消溶剂的专业实验总结，河南、江苏、安徽、山西、贵州、重庆、湖南、云南等大部分煤矿都可运用改良封孔器，像河北、山西必须用三管式水泥浆封孔，其它省份的煤矿都有待于考察探索，以便于掌握更多的知识，服务