顺层抽采钻孔全程注浆封孔技术和工艺.pdf

江西煤炭科技 J I ANGXI COAL S CI ENCE TECHNOL OGY 2 0 1 3年第 2 期 NO． 2 2 01 3 顺层抽 采钻 孔全 程注浆封孔技术和工艺 张 许 乐 义煤集 团伊川区域煤业有 限公 司， 河南 伊川 4 7 1 3 0 0 摘 要 钻孔密封是瓦斯抽采 中一 项极 其重要的技术工艺 ， 封孔质量是影响瓦斯抽采量和瓦斯抽采率 的关键 。通过顺层抽 采钻孔封孔机 理的分析 ， 结合矿井 实际情 况 ， 提 出了义煤集 团某矿顺层抽 采钻孔封 孔技术 和工艺 ， 这种封孔技术 提高了矿 井瓦斯抽采效 率 ， 实现 了提高 预抽 瓦斯 浓度及流量 的 目的。 关键 词 顺层 ； 抽采 钻孔 } 全程注浆 ； 封孔技术 中图分类号 T D7 1 2 ． 6 文献标 识码 B 文章编号 1 0 0 6 2 5 7 2 2 0 1 3 0 2 --0 0 8 5 0 3 S e a l i ng Te c h n o l o g y wi t h W h o l e -- c o u r s e Gr o u t i n g i n B e d d i n g Bo r e h o l e Dr a i n a g e Zh a n g Xu l e Yi c h u a n Ar e a Co a l I n d u s t r y Co ．Lt d ．o f Yi ma Co a 1 I n d u s t r y Gr o u p， Yi c h u a n，He n a n 4 7 1 3 0 0 Ab s t r a c t Bo r e ho l e s e a l i n g i s a v i t a l t e c h n o l o gy i n g a s d r a i n a g e ，i n wh i c h t he s e a l i n g q u a l i t y i s t h e ke y i n f l u e n t i a 1 f a c t o r o f g a s d r a i n a g e q u a nt i t y a n d e f f i c i e n c y ．By a na l y s i s o f t h e s e a l i n g me c ha n i s m i n b e d d i n g b o r e h o l e d r a i n a g e，t h e p a pe r p r e s e nt s t he s e a l i n g t e c hn o l o g y a p p l i e d i n a c o l l i e r y o f Yi ma Co a l I n d u s t r y Gr o u p ．，wh i c h h a s i m p r o ve d t h e g a s d r a i na g e e f f i c i e nc y a nd a c hi e v e d t h e g o a l o f i n c r e a s i n g p r e d r a i n a ge g a s c o n c e n t r a t i o n a n d f l o w Ke y wo r d b e d d i n g； b o r e h o l e d r a i n a g e； wh o l e c o u r s e g r o u t i n g； s e a l i n g t e c h n o l o g y 根据顺层抽采钻孔漏气机 理封孔机 理 ， 为更好 达到 封 堵 钻孔漏气通道 的 目的， 对顺层抽 采钻孔 封孔材料 和封孔 方 法提出 了新的要求和改进 。 1堵 实径 向 漏 气 通 道 1 顺层抽采钻孔在径 向上 主要有封孔材料本 身漏气 、 封孔段 一钻孔间 隙漏气 和钻 孔周 围松 动 圈漏气 三种 漏气 途径 。针对三种漏气途 径 ， 封孔 材料 和方法 应具 备 ① 封 孔材料膨胀后 或凝 固后 ， 材料本 身致密不 漏气 ； ② 封 孔 材料应具备渗透性 ， 能够压实 松动 圈。材料渗透 进入钻 孑 L 周 围煤体松 动 圈 中的裂 隙， 能堵 实裂 隙 。采 用高压 注 浆 ， 使浆液压实松动 圈， 可 以相对减 少 松动 圈范 围 内的裂 隙 ； ③ 封孔材料膨胀后 或凝 固后 ， 材 料本身应不 收缩 ； ④ 封 孔材料应具有抗压性 。钻孔周边 煤体 受应力作 用 ， 随着 时 间延长 ， 钻孔会发 生蠕 变 ， 封孔 材料 的力 学性 能应 能保 证 在钻孔发生蠕变 时与钻孔周边煤壁不 产生间隙 。 2 堵 实轴向漏 气通道 轴 向抗 运移 。顺 层抽 采钻 孔 轴 向漏气通道 的产生 主要是封 孔长度 较短造成 ， 未覆盖 卸 压 区、 应力集 中 区的裂 隙 。但如 果 封孔长 度较 长 ， 仅 会造 出封孔材料的浪费 ， 而且会形成卸 压带边 界至封孔 段末端 一 带 内煤体 内的瓦斯 抽不 出， 从 而形 成抽 采 盲 区， 为 日后 的生产留下安全 隐患。若封 孔深 度超 出巷 帮应 力集 中峰 值 点的深度 ， 就会 在峰值 点 区域形 成 一道应 力屏 障 ， 阻隔 该 区域两侧煤体 内的瓦斯流 动 ， 不 利于瓦斯 抽采和煤 体卸 压 。因此 ， 顺 层 抽采 钻孔 的合理 封 孔 深度 应 该 超 过卸 压 带 ， 同时又要小于巷道煤壁应力峰值 点 的深 度 即覆 盖瓦斯 运移负压影响 区。 3 采 用有效 的封孑 L 技术 。为达到更好的封孔效果 ， 提 出全程注浆封孔 法 ， 体 现 ” 径 向满实 密、 加 固松动 圈 、 轴 向 抗运移 ” 封孑 L 机理 。即封孔方法和 材料要做 到使抽采 钻孔 径向上 充满封孔材料 ， 并对钻孔周 围的松动 圈有一 定的加 固充填作用 ， 径 向上做 到密 实不 透气 ， 轴 向上封孔 段 长度 必须超 过瓦斯运移负压影响 区， 确保 在合理 预抽期 内巷道 中的大气不被抽入钻孔 中。 2 全程注浆封孔参数设计 全程注浆封孔 法 利用 聚氨酯 ， 发泡倍 数 高 、 发 泡速 度 快 ； 水 泥浆具有很好 的渗透性 ， 凝 固后水 泥有较高 的强度 ， 因此采用封孔段两端用聚氨酯堵 实 ， 中间注 入高压水 泥浆 的方法进行 封孔 。本 矿 的顺层 钻 孔为 7 5 m， 封孔 长度 为 2 0 m 。 如 图 1 所示 ， 本 封孔 法操 作原 理为 封 孔段 两 端用 放 有 聚氨酯 的膨胀袋堵实封孔段两端 ， 然 后利用 注浆泵将水 泥浆注入 2个膨 胀袋 之 间的注 浆段 。因为注 浆段 两端 已 堵实 ， 随着注浆的持续 ， 在注浆段形成 高压水 泥浆 ， 高压水 泥浆可部分渗透进入钻孔周边松动 圈范围煤体 的裂 隙中， 8 5