xx煤矿瓦斯抽采钻孔封孔应用-新型囊袋式封孔技术推广应用前景分析.doc

新型囊袋式封孔技术推广应用前景分析 林清松（黑龙江龙煤集团鹤岗矿业公司，黑龙江 鹤岗 154100）摘要：在煤矿安全生产过程中，瓦斯抽采钻孔的封孔技术是瓦斯抽采的重要技术环节，不仅决定着抽采浓度，还影响抽采效果和瓦斯后期的利用。龙煤集团现阶段主要采用的封孔技术为聚氨酯两堵一注封孔方法，而国内较高效矿井均已采用更为先进的新型高压囊袋式封孔技术，本文就其两工艺对比分析，优化矿井抽采工艺，充分实现企业技术经济一体化作用。关键词：囊袋式封孔 瓦斯抽采 浓度 经济效益目前，黑龙江龙煤集团公司所属各煤矿瓦斯抽采钻孔所采用的主要封孔技术为“两堵一注”带压封孔，封孔材料为聚氨酯和水泥浆，但其存在如两端封堵段所采用的聚氨酯材料抗压强度低、中间充填的水泥砂浆由于钻孔长期在地应力作用下，会逐渐蠕变并带动周围煤壁产生松动裂隙（漏气通道），以及封孔工序过程较复杂且成本高等问题，而新型的高压囊袋式封孔技术采用双囊袋一体化集成设计，无金属构件，不产生火花，外观简洁，施工工序简单，成本低等优点，大大地节省了封孔时间，降低工作强度，节约经济成本等优点，本文就其两工艺进行对比分析，优化矿井抽采工艺，充分实现企业技术经济一体化作用。一、“两堵一注”封孔技术存在的相关问题1、封堵段材料抗压强度普通等级强度为42.5的水泥7天抗压强度为29.7538.25Mpa之间，而聚氨酯泡沫材料在表观密度4060kg/m时其抗压强度最大为25Mpa左右，较水泥低一个数量级，所以充填水泥时注浆压力不能超过封堵材料的抗压强度，而导致浆液不能转化为抽采钻孔的支护力。两堵一注前后端封堵段示意图（海绵之间注聚氨酯）2、充填段材料稳固期由于现场施工时操作易将水泥浆液比例未完全按要求配制，充填后造成水泥凝固后不能完全充实，而且煤层钻孔长期在地应力作用下逐渐蠕变，钻孔在蠕变过程中，钻孔周围的煤体将会产生松动裂隙（漏气通道），所以仅适用临时抽放封孔。3、施工工序及成本“两堵一注”带压封孔过程为：先进行前端封堵段封堵，然后后端封堵，最后进行充填注浆，待一次固化后在进行二次充注。而且成本高，按煤孔封孔长度15米，注浆过程及单孔成本如下。“两堵一注”带压封孔流程图物资编码物资品名规格单位单价010901010150普通焊管(4分)15*2.75吨3935.00010901010500普通焊管(2寸)50*3.5吨3765.00792000475密封用聚氨酯泡沫200克袋19.66630000400水泥（散装）32.5吨385.00泡沫海棉1.5米*2米*0.2张60.00软塑胶管6分米5.001、每个煤孔用：4分管36米，2寸管15米，水泥450公斤，密封用聚氨酯泡沫20袋，泡沫海棉0.2张，6分软塑胶管22米，每孔材料成本1045元。2、每个岩孔用：4分管20米，2寸管10米，水泥300公斤，密封用聚氨酯泡沫20袋，泡沫海棉0.2张，6分软塑胶管22米，每孔材料成本845元。二、新型高压囊袋式封孔技术原理囊袋式注浆封孔技术能够以一定压力将注浆材料压注到瓦斯抽采钻孔封孔段原有的空间及周围孔壁煤体裂隙内部，注浆液在注浆压力作用下，并能使封孔段钻孔周围形成高应力区，使钻孔得到可靠的支护，保证钻孔的稳定，使钻孔周围不再产生新的漏气通道（裂隙），即避免后期漏气通道的产生，彻底解决漏气的可能。囊袋式封孔原理图1.煤体 2.钻孔 3.抽采管 4.注浆管 5.囊袋 6.外部支撑件7.进浆控制阀(单向） 8.里部支撑件 9.出浆控制阀(单向) 10.中部支撑件注浆过程：由注浆管4向囊袋5内注浆，当囊袋注满达到一定压力后，出浆控制阀9将打开，然后中部区域钻孔内将进行囊外钻孔壁裂隙内继续注浆，当裂隙注满达到一定压力后，进浆控制阀8将关闭，即完成封孔过程。 钻孔注浆前示意图1囊袋注浆后示意图2囊袋外孔壁裂隙注浆后示意图3三、对比“两堵一注”分析1、效果好 利用2个囊袋的浆液及注浆材料的膨胀性初步封堵钻孔，为钻孔壁裂隙高压注浆创造了支撑条件和抗压能力，能够先期解决地应力作用影响作用，两次对钻孔的封堵完成杜绝了钻孔壁及其周围的漏气通道，根据国内相关使用矿井的使用报告，例如洛阳义安矿业公司、淮南矿业顾桥煤矿、山西新景矿煤业、潞安集团余吾煤业等矿井使用后的相关论文报告，该封孔装置较之前的“两堵一注”封孔技术在抽采效果方面，无论是抽采浓度还是抽采纯量均大幅度提高，平均提高5至8倍左右。2、结构简易 该新型封孔装置结构简易，仅由囊袋、抽采管及注浆管组成，且一体运送方便，而目前龙煤集团采用的两堵一注封孔工艺，由抽采管、前端封堵管、后端封堵管、注浆管、返浆管、海绵等组成，之比较，井下现场运送分散。3、施工工艺简单 囊袋封孔过程中下孔简单，步骤简单，一次注浆达到压力即完成注浆工作，而两堵一注封孔工作，仅下管工作时就含有5管，且管与管之间连接的管箍现场施工非常困难（因煤尘以及自身变形等因素，扣与扣之间往往很难结合），用时时间长，一次注浆后需待沉淀固化后进行二次加注。3、低成本 根据目前市场在售囊袋式封孔器单个成本在160元380元之间（长度不同），而两堵一注封孔单位成本在845元1045元，与之对比最低可节省465元。四、结语新型囊袋式封孔技术具有产品创新，结构简单，施工简易且成本低等优点，目前龙煤集团年施工抽采钻孔量大约在1000万米/13万个左右，若采用该技术工艺，对比现阶段采用的两堵一注工艺年可实现效益6045万元，从技术经济一体化角度出发，应在全集团范围内推广应用。参考文献：1 王念红 郭献林 高压囊袋式注浆封孔技术在义安矿的应