“两堵一注”封孔技术在松软煤层中使用的试验研究.pdf

总613期第6期 2017年6月 河南科技 Henan Science and Technology “两堵一注” 封孔技术在松软煤层中使用的试验研究 周波顾亚锋 （河南永锦能源有限公司， 河南许昌461670） 摘要 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。 关键词“两堵一注” 封孔工艺； 松软煤层； 效果分析 中图分类号 TD712.6文献标识码 A文章编号 1003-5168 （ 2017 ） 06-0104-02 Experimental Study on the Application of Two-plug-in-hole Technology in Soft Coal Seam Zhou BoGuYafeng （Henan Yongjin Energy Co., Ltd.， Xuchang Henan 461670） Abstract In this paper, the FKQW-50 / 0.6 “two-shot-one-shot“ sealing process of Pingdingshan Antehua Compa⁃ ny was used to study the energy of Yungushan Coal Mine in Henan Province, and it was considered that the “two- Grouting pressure, can take the initiative to support drilling, to further reduce the leakage channel, extraction effect to further improve. Keywords “two plug a note“ sealing process； soft seam； effect analysis 永煤集团云盖山煤矿一矿为煤与瓦斯突出矿井， 矿 井最大原始瓦斯含量10.78m/t， 瓦斯压力0.42MPa， 主采 的二1煤层为三软不稳定煤层， 煤层透气性差， 属于勉强 可抽放煤层。矿井原有的封孔工艺抽放后， 煤层瓦斯含 量依旧偏高， 抽采效果一般， 且工作强度大。于是矿井引 进平顶山安泰华公司的FKQW-50/0.6 “两堵一注” 封孔器 封孔工艺进行试验， 效果较普通封孔工艺良好。 1两种封孔情况简介 1.1普通封孔操作流程 钻孔施工完毕后， 在封孔管12.5m处用合成树脂封一 道 （两三袋） ， 再向注浆管顶端用合成树脂封一道 （两三 袋） ， 取普通水泥两袋 （每袋50kg） 倒入搅拌桶内注水， 水 与水泥配比为1 ∶ 1， 然后将便携式注浆泵底端放入搅拌桶 内， 用19mm的高压管连接注浆泵压力表和注浆管， 另一 根高压管在注浆泵的阀门一端接入压风， 开始注浆， 当封 孔管开始返浆时停止注浆， 关闭注浆管阀门， 之后用黄泥 进行固孔 ［1］。矿井封孔方式封孔如图1所示。 1 3 m 12 4 5 36 31 23 45 13m 36 注 1.注浆管； 2.黄泥； 3.矿用合成树脂； 4.封孔管； 5.抽放钻孔； 6.花管。 图1矿井封孔方式封孔示意图 1.2试验封孔的结构和操作流程 1.2.1试验封孔结构。该装置通过2个囊袋封堵一 段钻孔， 2个囊袋之间有一段塑料管， 塑料管上开设有钻 孔注浆口， 先向囊袋注浆， 通过囊袋膨胀封堵封孔段钻 孔， 然后囊袋内的浆液通过钻孔注浆口向2个囊袋之间 注浆， 压力达到1.7MPa， 爆破阀爆开， 向钻孔壁渗透实现 了钻孔壁注浆， 封堵漏气裂隙。 1.2.2试验封孔操作流程。该流程将两个囊袋固定 在封孔管的13m处 （距孔口向里13m） ， 和孔口向里5m处 固定两个囊袋， 打开注浆阀门向钻孔封孔段注浆， 注浆期 间根据压力表的显示情况 （压力在1.5～2MPa） ， 确定是否 加浆 （低于1.5MPa， 证明封孔段塌孔需要加浆） 。 收稿日期 2017-04-16 作者简介 周波 （1992-） ， 男， 本科， 工程师， 研究方向 煤矿技术管理。 矿业与水利 第6期105 2现场封孔情况 试验地点情况 自22202中部切眼， 自下向上38.3～ 70.5m， 煤厚平均2.5m， 瓦斯含量3.68～5.6m/t， 钻孔间距 2.4m。 对比钻孔情况 ZQ-7～ZQ-14 共 8 个钻孔使用 FBQW-50/0.6 “两堵一注” 封孔器封孔， ZQ-15～ZQ-21共 7个钻孔和补Q-19号钻孔， 共8个钻孔作为对比钻孔， 钻 孔孔深在75m左右， 矿井采用矿用合成树脂， 两堵一注 封孔， 封孔深度15m， 充填长度12.5m， FKQW-50/0.6 “两 堵一注” 封孔器封孔深度13m， 充填长度8m， 封孔情况见 表1。 表1矿井用合成树脂和水泥浆联合带压封孔参数统计表 孔号 QZ-15 QZ-16 QZ-17 QZ-18 QZ-19 补QZ-19 QZ-20 QZ-21 孔深 /m 75 77 76 75 71 76 75 75 封孔深度 /m 13 13 13 13 13 13 13 13 充填长度 /m 13 13 13 13 13 13 13 13 注浆压力/ MPa ＜1 ＜1 ＜1 ＜1 ＜1 ＜1 ＜1 ＜1 材料使用 /ksg 100 100 100 100 100 100 100 100 备注 塌孔 塌孔 塌孔 塌孔 塌孔 塌孔 塌孔 塌孔 3钻孔初抽浓度对比 钻孔采用打一个封一个， 开抽一个， 测一个。钻孔测 定初抽浓度后记录在档， 全部开抽后， 进行初抽浓度对比, 对比显示出使用FKQW-50/0.6 “两堵一注” 封孔器封孔的 初抽浓度， 最高94.6， 明显大于矿井的普通封孔， 而且封 孔20min后即可正常连抽， 避免长时间不开抽使钻孔内 的瓦斯冲开球阀， 释放到巷道内， 造成瓦斯事故 ［2］。 4组抽放参数对比 9月4日， 试验钻孔和对比钻孔施工结束， 规范联网 后， 每天观测一次， 进行组参数对比， 观测日期截止到9 月30日， 观测时间27d。经测定负压基本一致， 不进行 负压对比， 只对抽放钻孔的组浓度和组流量进行对比， 见图2、 3。实验数据显示， 不论是组抽放浓度和组抽放 混合流量， 无明显变化， 根据测定情况进行抽采量对比， 经过27d的抽放， 试验封孔累计抽采量845.2m， 普通封孔 累计抽采量709.9m， 累计抽采量提高了135.3m （每天抽 采量抽放浓度混合流量抽放时间/100） 。 5封孔材料费用对比 普通封孔材料费用307.5元， 试验封孔材料费用260 元， 单孔材料费用节约15。 20 15 10 5 0 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 抽放时间 （d） 试验钻孔 普通封孔 抽放浓度 （） 图2组抽放浓度对比 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 抽放时间 （d） 试验钻孔 普通封孔 混合流量 （m3/min） 图3组抽放混合流量对比 6综合评价 第一， 普通封孔24h后开抽， 或将球阀呈半开状态， 影响钻孔的封孔质量， 由于受矿用合成树脂强度限制， 普 通封孔方法注浆压力低于1MPa， 而安泰华公司的注浆压 力都在1.5MPa以上， 且封孔充填段较短 ［3］。 第二， 试验钻孔注浆压力大， 能主动支护钻孔,膨胀 力继续压密未曾充填的裂隙， 进一步减少漏气通道， 有效 防止钻孔漏气产生煤体自燃现象。 第三， 试验封孔装置， 自带风动搅拌桶和注浆泵， 操 作简单， 受人为因素影响小， 能降低工人劳动强度， 提高 工作效率。 第四， 该封孔工艺由里向外多层带压注浆， 有效避免 浆液外泄。 第五， 封孔器的长度可根据实际需要制作， 封孔剂单 袋质量轻， 便于控制用量， 降低了材料浪费现象。 参考文献 ［1］ 王兆丰， 刘军.我国煤矿瓦斯抽放存在的问题及对策探 讨 ［J］ .煤矿安全， 2005 （3） 29-32， 44. ［2］ 黄鑫业， 蒋承林.本煤层瓦斯抽采钻孔带压封孔技术研 究 ［J］ .煤炭科学技术， 2011 （10） 45-48. ［3］ 王永安， 赵耀江.瓦斯抽放钻孔封孔方法的改进 ［J］ .山 西煤炭， 2006 （3） 24-25. “两堵一注” 封孔技术在松软煤层中使用的试验研究