煤矿瓦斯抽采钻孔带压封孔技术研究.pdf

3 8 开发应 用 煤矿瓦斯抽采钻孑 L 带压封孔技术研究 赵志昂 贵州盘江精煤股份有限公司 月亮田矿，贵州 I盘县 5 5 3 5 3 2 摘要煤层瓦斯主要采用钻孔对开采 区域煤层 瓦斯进行预抽。由于该矿地面压风机供风距 离远 ，用风地 点多，用风终端风压小，钻孔封孔不严密，围岩松动圈范围容易出现漏气现象，造成钻孔抽采浓度低， 抽 采效率低等缺陷。进行机械动力作为原动力进行钻孔带压封孔的应用技术研发，可进一步提高钻孔的封孔 质量，提高钻孔的抽采浓度和抽采效率，确保煤层瓦斯的抽放效果。采用本封孔技术，可解决抽采钻孔孔 封不严、浓度偏低、钻孔效率低等的技术难题。 关键词 煤矿 ；瓦斯抽采；煤层钻孔；带压封孔 D 0l 1 0 ． 3 9 6 9 ／i ．i s s r 1 ． 1 6 7 1 - 6 3 9 6 ． 2 0 1 5 ． 0 8 ． 0 1 3 在矿井生产过程 中，瓦斯灾害一直是威胁矿井 安全 的主要灾害之一。为加强瓦斯矿井瓦斯治理工 作， 目前较有效且应用较广的方法就是瓦斯抽采。 瓦斯抽采方法主要有卸压瓦斯抽放和钻孔预抽煤层 瓦斯两种 。该煤层瓦斯主要采用钻孔对开采 区域煤 层瓦斯进行预抽。 由于该矿地面压风机供风距离远， 用风地点多，用风终端风压小，钻孔封孔不严密， 围岩松动圈范围容易出现漏气现象 ，造成钻孔抽采 浓度低，抽采效率低等缺陷。 针对该矿地面压风机供风距离远， 用风地点多， 用风终端风压小的现状 ，采用压风作为动力满足不 了封孔的要求 ，为满足带压封孔的需求 ，该矿开展 了采用 Z YGI S 0型钻机动力作为原动力进行钻孔带 压封孔的应用技术研发，这一研发项 目解决 了供风 压力小、 满足不了带压封孔压力 1 Mp a以上要求 等关键技术 问题 ，采用 Z YG1 5 0型钻机动力作为原 动力进行钻孔带压封孔，封孔压力能达到 5 Mp a以 上 ，实现 了提高带压封孔压力和提高钻孔封孔质量 的预期效果。 采用机械动力作为原动力进行钻孔带压封孔的 应用技术研发，可进一步提高钻孔的封孔质量，提 高钻孔 的抽采浓度和抽采效率，从而有效增加钻孔 的有效抽采半径 可 由原来的 l m增加至 2 ． 5 m ， 进 而减少钻孔的施工量 减少 1 ． 5倍的钻孔施工量 ， 为煤层瓦斯抽采赢得时间，确保煤层瓦斯 的抽放效 果 。采用本封孔技术，可解决抽采钻孔孔封不严、 浓度偏低、钻孔效率低等技术难题 。 1 抽采钻孔带压封孔 目的 1 封孔长度。为了避免巷道围岩松动圈对抽 采钻孔封孑 L 段的影响，提高本煤层瓦斯抽采钻孔密 封效果，在设计瓦斯抽采钻孔封孔段长度时主要考 虑巷道围岩松动圈的影响范围。经现场实际考察分 析，巷道在进行过程 中，巷道轮廓线外 5 - 8 m 属于 围岩松动范围，巷道围岩松动圈与巷道越近，裂隙 越发育、越明显，距巷道越远 ，裂隙越稀疏，围岩 越接近致密。 2 瓦斯抽采钻孔带压封孔技术，是基于掘进 巷道周边存在 围岩松动圈，若围岩松动圈 内存在 的 裂 隙得不到有效的充填 ，巷道围岩松动圈与抽采钻 孔之间存在裂隙，形成微风通道，容易漏气 。针对 上述存在 问题 ，利用带压注浆方式将水泥浆灌注至 围岩松动圈，将其裂隙空间充填严密，使其形成封 闭的抽采空间，来达 到改变瓦斯抽采钻孔周围煤体 特性和密封微孔裂隙的目的。 3 在对钻孔进行封孔前，将封孔段钻孔进行 扩孔，同时在钻孔封孔段两端加设挡板和堵头，在 挡板和堵头之间注入一定配 比的水泥浆，水泥浆 内 必须配 比一定数量 的石膏粉 。 注浆段不得小于 2 0 m， 封孔压力不得小于 5 Mp a 。 4 注浆时，必须注意观察堵头处的观测孔， 直至观测孔 内有水泥浆流出才能停止注浆。注浆之 后 ，若观测孔 内仍然存在空间 抽起来以后存在漏 气现象 ， 必须采取二次注浆，直至钻孔周边及封孔 段钻孔严密不漏气 。 巷道围岩松动圈和抽采钻孔 的分布及布置情况 见图 1所示 。