两堵一注封孔技术在五轮山煤矿中的应用研究.pdf

Value Engineering 111 两堵一注封孔技术在五轮山煤矿中的应用研究 Study on the Application of the Sealing Technology of “Two Stop up One Pour into“ in Wulunshan Coal Mine 翟 文 杰 Z H A I W e n-jie;田波 T I A N B o;游 先 中 Y O U X i a n - z h o n g 贵州五轮山煤业有限责任公司， 毕节553300 Guizhou Wulunshan Coal Industry Co.，Ltd.， Bijie 553300， China 摘要贵州五轮山煤矿采用采用“ 两堵一注” 带压封孔工艺， 即两端采用马丽散封孔、 中间注入膨胀材料浆液的方式进行封孔， 平 均单孔浓度可达到45〜 60,显著高于普通封孔方式的平均单孔浓度， 实现了矿井瓦斯的高效抽采。 Abstract Guizhou Wulunshan Coal Mine uses “two stop up one pour into“ pressure sealing technolog , that is using Marison hole sealing at the both ends and injecting expansion slurry in the middle. The average single hole concentration can reach 4560, which is significantly higher than the average hole concentration of the common sealing and realizes the effective extraction of mine gas. 关键词 封孔技术； 两堵一注； 瓦斯浓度； 瓦斯含量 Key words sealing technology; tw， o stop up one pour into; gas consistency; content of gas 中图分类号T D712 文献标识码A 0引言 封孔是矿井瓦斯抽放钻孔中的一项重要技术， 封孔不 好， 瓦斯抽放浓度降低， 从而影响矿井瓦斯治理工作及瓦 斯合理利用。通过对五轮山煤矿钻孔封孔技术的研究， 实 现五轮山煤矿瓦斯高效治理、 安全快速掘进、 高效利用瓦 斯 ， 全面提升五轮山煤矿瓦斯治理水平， 为贵州省其他煤 矿瓦斯高效治理提供一定的依据。 1 矿区概况 五轮山煤矿位于贵州省纳雍县境内， 井田可采煤层瓦 斯含量较高， 为7.14耀 32.30ml/g.r， 平 均 18.17ml/g.r， 瓦斯梯 度（ 每 100m增加4.21ml/g.r， 属于煤与瓦斯突出矿井。 2 钻孔封孔技术 采用“ 两堵一注” 带压封孔工艺， 利用矿用封孔器与抽 采管连接形成高压挡板， 通过注浆管将膨胀材料浆液带压 注入钻孔周围裂隙中，对钻孔周围煤岩体施加主动支护， 待材料有效渗入到煤体裂隙中，膨胀硬化反应后完成封 作者简介 翟文杰（ 1983-男，云南昆明人，本科，工程师，主要从 事矿井一通三防及防突工作。 表1 经济效益分析表 项 目金额（ 万元） 施工机械（ 开卷机租赁费用增加-0.60 压型机平台搭建费用增加-0.50 直接人工费节约1.35 二次处理及返工费用节约1.08 运 输 费节约1.20 节约工期奖励1.00 其 他 经 费技术研究经费 -1.00 合计 节 约-0.60-0.501.351.081.201.00- 1.002.53 4.2社会效益 本技术在应用过程中， 解决了传统彩钢板屋面施工过 程中的运输易损、 安全性差、 板面锈蚀、 渗漏等问题， 提高 了其施工质量及耐久性，同时降低了施工现场的污染， 实 现了绿色节能的目标， 具有良好的应用前景。 文章编号 1006-4311 2017 12-0111-02 孔， 该封孔工艺可达到封堵裂隙、 阻碍钻孔变形、 封孔材料 与钻孔壁紧密结合的目的， 实现瓦斯的高效抽采。钻孔封 孔工艺见图1。 井下封孔实施步骤 ① 钻孔开孔位置保证穿层钻孔外段15m钻孔成型 高， 不得在开孔段形成伞檐状、 台阶状、 弯曲状钻孔。为提 高封孔深度及封孔质量提供基础条件。 ② 封孔前，封孔段内的煤粉必须用压风清扫干净； L 内积水必须排出。 ③ 将抽采管路距离抽采□ 1m位置处敷设棉纱或麻 皮袋与马丽散混合物，棉纱通过铁丝紧敷于抽采管路上， 此次试验使用抽采管路长度为10m。将底部敷设棉纱的抽 采管路送至孔中预定深度后， 反复抽动抽采管路， 使底部 棉纱与孔壁充分接触。 在孔□位置， 将 2m长椎16p v c管分 两道管路铺设孔中， 外部预留0.3m。采用麻袋与马丽散混 合物封堵钻孔孔□段， 孔□段封孔深度大于1m。 下向钻孔 的孔□段也必须用马丽散等封孔材料封孔超过1m，不允 许直接注浆而不封堵。注浆管路及回浆管路孔□连接球 5结论 屋面彩钢板原位压型安装施工技术， 改进了传统施工 方法中的不足， 成功地解决了彩钢板屋面在运输、 吊装过 程中的折损、 破坏及屋面板渗漏、 耐久性差等一系列技术 难题， 安装质量可靠， 工艺经济合理。通过实例应用的研 究，证明了该技术具有良好的应用前景，为类似工程提供 了借鉴， 值得在实际应用中推广。 参考文献 「 11王元清，石永久，陈宏，等，现代轻钢结构建筑及其在我国 的应用「J1 . 建筑结构学报,200201 1-8. 「 21魏成惠，李海林，陈浩.钢结构厂房屋面防水技术研究[J1 . 品 牌， 2015 02 258-259. 「 31G B50207-2002,钢结构施工及验收规范「S1.中国标准出版 社,2002. [41袁旭东.正反弧彩钢压型板屋面施工技术研究与应用[D1 . 2007. 112 价值工程 闸 阀 图1 钻孔封孔工艺示意图 70.0 0.3m 阀， 孔□段凝固时间不低于20m i n， 回浆管路的长度根据 穿层钻孔的角度而定。 ④ 封孔采用按水灰石膏比为10.80.2配制的水泥浆， 利用Q B152煤矿用风动注浆泵注入孔内，返浆后关闭返 浆管闸阀， 间歇性地继续注浆， 注浆终压达1.5M P a后结束 注浆。上向钻孔要求加大注浆压力。 ⑤ 待注浆810小时后，即可连接抽采管路进行瓦斯 抽采。 3 封孔效果分析 根据五轮山煤矿井下施工情况，选择在1807切眼抽 采巷选择两组钻场分别进行“两堵一注’ 封孔和常规钻孔 封孔对比试验。 选择的钻场为1807切眼抽采巷中3钻场 26号钻孔， 共 5 个钻孔； 22钻 场 1、 4、 5、 号钻孔， 共 4 个钻孔。3钻场钻孔均严格采用“两堵一注” 的封孔方式 进行封孔，而 22钻场使用五轮山煤矿常规封孔方式封 孔。经过半个月， 对上述2 个钻场的钻孔瓦斯浓度进行测 试 ， 结果如表1、 表 2 和图2 所示。 表1 野两堵一注冶封孔方式钻孔浓度 孔 号5.235.255.265.275.306.26.5 3-277.765.266.565.260.859.654.9 3-373.54.74.62.60坏 3-473.972.271.872.370.765.362.4 3-56.64.84.64.23.82.82.3 3-675.379.27978.879.174.773.5 平均值61.445.245.344.653.650.648.3 表2 普通封孔方式钻孔浓度 孔 号5.235.255.265.275.306.26.5 22-115.314.5812.320.8坏）坏） 22-49.765.76.83.72.72.3 22-530.32118.717.812.99.88.6 22-660.948.344.844.332.730.828.9 平均值29.122.519.320.317.514.413.3 由图2 可见， 采用常规封孔方式封孔的钻孔， 平均单 孔瓦斯浓度较低， 约为1325;而“两堵一注” 的封孔方 式， 平均单孔浓度可达到4560， 显著高于普通封孔方式 的平均单孔浓度。这是因为采用常规封孔方式时， 水泥凝 0.0----- --------------------------------------- 5/22 5/24 5/26 5/28 5/30 6/1 6/3 6/5 6/7 曰 期 图2 平均单孔浓度比较 固后，会有一定的收缩，产生裂隙；其次，在打钻过程中，煤 壁也会产生一部分裂隙，加上水泥凝固后本身的原生裂 隙， 在连管抽采后会构成漏风回路， 影响瓦斯抽采的效果。 而采用“两堵一注” 的封孔方式， 通过带压水泥和水泥中的 膨胀剂， 能有效地封堵钻孔周围裂隙， 减小抽采时的漏风， 保证钻孔的抽采效果。 4结论 ① 采用“两堵一注” 带压封孔工艺， 即两端采用马丽散 封孔、 中间注入膨胀材料浆液的方式进行封孔， 实现瓦斯 的高效抽采。 ② 通过“两堵一注” 封孔和常规钻孔封孔对比可以看 出“两堵一注”的封孔方式，平均单孔浓度可达到45 60， 显著高于普通封孔方式的平均单孔浓度。 参考文献 [1] 周成刚， 王佰顺.松软破碎岩层“ 两堵一注 式带压注浆封 孔工艺研究与应用[J] . 煤炭技术， 2016,3502206-208. [2] 张长远， 陈建， 宋小林， 等.带压注浆封孔技术的研究应用 [J] . 煤炭工程,20113 39-41. [3] 公衍伟， 解庆雪， 邓素华.带压注浆封孔工艺在测定煤层瓦 斯压力中的应用[J] . 煤矿开采， 2013 2 85-87. [4] 崔正中， 蒋承林.封孔等待时间对瓦斯压力快速测定的影 响[J] . 煤炭技术,2012,314 108-111. [5] 任青山， 艾德春， 陈才贤， 等.高水膨胀材料注浆工艺在瓦 斯抽放钻孔密封中的应用[J]，煤炭技术，2014,338 233-236.