第一篇：“三堵兩注”封孔工藝在三元礦井的應用試驗成果報告

“三堵兩注”封孔工藝在礦井的應用試驗成果報告

一、試驗項目名稱

“三堵兩注”封孔工藝在工作面的試驗應用

二、試驗時間

2015年8月至2016年2月

三、試驗地點

三元礦井2305工作面風巷1

四、試驗內容

在2305工作面風巷1內鉆孔施工區域，分段采用“三堵兩注”和“兩堵一注”的封孔方法對施工后順層鉆孔進行封孔，采用儀器人工測定鉆孔抽采參數的方法對比封孔效果。

五、“三堵兩注”封孔工藝

“三堵兩注”封孔法是在”兩堵一注”的基礎上增加一組囊袋，將原來的注漿段劃分成了兩段，分別進行注漿，降低了鉆孔的漏氣率，保證鉆孔的封孔質量。原理是：分別在封孔段的前、中、后三個點用外購囊袋進行封堵，提前預埋兩趟鋁塑注漿管和排氣管，再使用注漿泵通過注漿管向囊袋注漿，囊袋膨脹后，囊袋與鉆孔壁緊密接觸，當注漿壓力超過注漿嘴的開啟壓力時，注漿嘴向2個囊袋之間的空隙注漿漿液進入囊袋與鉆孔壁的縫隙以及鉆孔周邊一定深度的煤體裂隙，從而實現對抽采鉆孔的封孔。

六、封孔工藝調整前后對比

2015年8月以前我礦一直使用“兩堵一注”封孔工藝，經過帶壓抽采時發現使用該工藝封孔的瓦斯鉆孔存在鉆孔封堵不嚴、煤壁漏氣等現象，漏氣率高達50％。調整后“三堵兩注”封孔法的使用大大減少了鉆孔封孔后漏氣的現象，鉆孔漏氣率降至5％以下，有效的提高了瓦斯抽采效果。同時，我礦通過在2305工作面風巷建立鉆孔抽采數據觀測標記孔，通過WGC瓦斯參數測定儀對比測量鉆孔瓦斯流量，結果顯示采用“三堵兩注”封孔工藝方法鉆孔負壓普遍能夠滿足抽采負壓規定要求。

4、經濟效益及社會效益

（1）采用“三堵兩注”封孔工藝對鉆孔進行封孔，雖然單個鉆孔成本投入較高，但鉆孔抽采效果提高，相應的瓦斯抽放量增加，抽放時間縮短，切實保證了工作面抽采效果，可大大增強企業的安全效益。

（2）通過加壓注漿可以封堵鉆孔周邊煤體裂隙漿液，在注漿壓力作用下可以劈裂、擴展鉆孔周邊煤體裂隙充填孔隙和煤體凹凸面，增大漿液擴散范圍，同時，在大滲透壓力梯度作用下深入煤體微裂隙內，并產生凝聚力，待漿液固化后形成樹枝狀分布，并與煤體顆粒固結在一起，有效密封漏氣通道，能有效封堵巷道掘進期間錨桿、錨索打設產生的空隙，切實減少了因鉆孔漏氣造成單孔抽采效果不好的現象發生，從而達到提高瓦斯抽采效果的目的。

5、存在的問題

（1）目前，煤炭市場經濟整體不理想，相比而然，單個鉆孔封孔至少需要加設3個囊袋（市場外購），而囊袋的造價相對較高，急需引進一種相對造價較低的材料進行置換。

（2）鉆孔封堵時用的封堵材料強度不夠主要表現在徑向；

（3）缺乏對多重損傷條件下抽采鉆孔周邊裂隙發育時效特性的研究，對鉆孔周邊煤(巖)體的裂隙分布以及裂隙發育隨時間變化的規律認識不足。

（4）缺乏對合理始封深度和注漿壓力等注漿參數的深入研究、試驗。

6、發展前景及方向

“三堵兩注”封孔工藝鉆孔在我礦是初次試驗，從試驗結果看，雖施工中單孔成本增加，封孔工藝復雜化等困難，但就鉆孔抽采效果的優越性有其獨特的利用價值。只要我們逐步探索，循序漸進，改進施工工藝，相信“三堵兩注”封孔工藝必將成為解決礦井鉆孔漏氣的重要抓手。

附:“三堵兩注”封孔工藝布置示意圖

通風科 2016年3月18日

“三堵兩注”封孔工藝在三元礦井的應用

試驗成果報告

通風科

2016/03/18

第二篇：“三堵二注” 封孔工藝簡介2016.11.22

一、“三堵二注”封孔

瓦斯抽采鉆孔采用“三堵二注”封孔技術，封孔長度不小于10米，封孔管選用?50mm的PVC管（抗靜電、阻燃），注漿管及排氣管選用?16mm的鋁塑管，封堵材料選用新型合成樹脂（袋裝、瓦斯抽放專用）。封孔方法如下圖所示，具體步驟如下：

（1）在封孔前，先用封孔管進行透孔，如發現有塌孔、煤粉堵塞鉆孔現象，需用鉆機把鉆孔內煤粉透出來，然后再進行封孔。

（2）封孔管不得少于5根（封孔管每根3米，第一根為花管，后四根為實管），封孔管之間用內絲接箍連接，實管外露不得超過300mm。

（3）使用水泥對鉆孔孔口進行固孔，以穩固封孔管。

（4）連接注漿泵，待注漿料調勻后進行注漿，注漿完成后拆除注漿管。

圖1 封孔方法示意圖

二、鉆孔封孔安全技術措施

1、瓦斯抽采鉆孔施工完成后，需及時進行封孔，封孔質量必須符合規定，以提高抽采效果。

2、封孔作業必須由跟班隊干或班組長在現場進行統一指揮。

3、作業前，由班組長對工作地點的頂板、煤壁、瓦斯及支護情況進行全面檢查，確認無危險后，方可進行作業。

4、在封孔前，先用封孔管進行透孔，如發現有塌孔、煤粉堵塞鉆孔現象，需用鉆機把鉆孔內煤粉透出來，然后再進行封孔，以減少鉆孔內的煤粉量。

5、注漿泵需安放在地上并固定好，注漿料調勻后方可注漿，待排氣管內返漿后，停止注漿泵運行，完成注漿封孔作業。

6、注漿完成后，必須用清水對注漿泵、注漿管進行清洗，防止遺留水泥堵死注漿設備，并將注漿泵移至安全地點妥善放置。

7、如進行高空作業，必須按相關規定使用好梯子、保險帶。如需使用腳手架，必須將腳手架安設牢固。

第三篇：低透氣性煤層順層長鉆孔兩堵帶壓封孔的應用

兩堵帶壓封孔技術在潘一礦東井順層瓦斯抽采鉆孔中的應用

楊 偉

（淮南礦業集團地質勘探工程處 安徽 淮南 232001）

摘要：采用傳統鉆孔封孔工藝的順層鉆孔抽采的瓦斯濃度偏低、存在漏氣等問題進行深入研究，發現煤體受巷道掘進集中應力擾動、鉆孔成孔擾動、煤體裂隙泄漏瓦斯，致使抽采濃度低。針對本煤層瓦斯抽采封孔工藝進行改進，結合現有注漿工藝技術，提出本煤層瓦斯抽采注漿封孔技術，提高抽采濃度和效率。

關鍵詞：本煤層；瓦斯抽采；聚氨酯；膨脹水泥；兩堵帶壓注漿

順層鉆孔瓦斯抽采是我國高瓦斯突出工作面回采前瓦斯治理的主要方式，瓦斯預抽效果直接影響工作面接替和礦井的高產高效，瓦斯抽采效果好壞不僅取決于煤層瓦斯生成、賦存條件和工程質量，關鍵在于封孔效果。目前鉆孔封孔主要存鉆孔封孔不嚴、漏氣、瓦斯濃度低等現狀。常用封孔工藝技術介紹 1.1水泥漿封孔

水泥漿封孔優點是材料便宜，成本低，簡便易行等特點。水泥漿凝固后鉆孔封孔段空間和周圍孔壁煤體裂隙內部容易產生收縮裂紋，影響封孔質量，造成鉆孔漏氣瓦斯抽采濃度低。1.2 聚氨酯封孔

聚氨酯封孔按一定配比組合發酵后具有不收縮、膨脹性大、粘接力強、密封性好、不燃燒等特點。聚氨酯泡沫具有可塑性，受壓變性而不破碎，不受地點和條件限制，降低操作人員勞動強度，各種瓦斯抽采鉆孔均可適用等優點。但對于封孔長度要求高的鉆孔封孔存在發泡時間短，可操作時間少；封孔時發泡聚氨酯容易流失粘附，造成聚氨酯浪費，存在鉆孔封孔不嚴、漏氣等缺點。順層長鉆孔兩堵帶壓封孔原理

順層長鉆孔兩堵帶壓封孔是基于工作面煤壁內存在的集中應力擾動溝通裂隙，利用封孔段兩端兩堵中間帶高壓注漿方式來實現瓦斯抽采鉆孔周圍密封裂隙的目的。該封孔工藝注重處理瓦斯抽采鉆孔周圍裂隙通道，既考慮了鉆孔段封孔材料密封的要求，又考慮了鉆孔周圍煤體內裂隙溝通，并在現場進行應用。帶壓封孔技術利用注漿泵高壓將漿液壓注到瓦斯抽采鉆孔封孔段空間和周圍孔壁煤體裂隙內部。漿液在高壓作用下可以充填孔隙和煤體凹凸面，增大漿液擴散范圍，膨脹水泥漿液具有膨脹性、不收縮，待漿液凝固后，并與煤體粘結在一起，徹底密封瓦斯泄漏通道。3 現場應用 3.1工作面概況

淮南礦業集團潘一東礦井1252（1）工作面位于西一（11-2煤）采區內，為礦井首采工作面，也是首采保護層工作面。工作面上限標高為-750m，下限標高為-823m，走向長度1120m，寬度為264m，平均煤厚2.26m。11-2煤實測最大瓦斯壓力為4.59MPa，最大瓦斯含量為11.62m3/t，正常瓦斯涌出量2m3/min，煤層透氣性差。順層鉆孔從工作面運輸、軌道巷沿煤層傾斜方向布置，與工作面巷道夾角85o，鉆孔間距5m，運輸巷鉆孔長度140m，軌道巷鉆孔長度135m，壓茬10m。

3.2封孔參數確定（1）封孔長度

根據礦井煤層瓦斯地質賦存、煤層透氣性、煤層地質及巷道掘進卸壓區情況，確定順層鉆孔的封孔長度為16m。（2）鉆孔孔徑

鉆孔直徑的大小直接影響到瓦斯抽采的效果，一般直徑越大，瓦斯滲透面積越大，抽采效果越好，根據鉆孔封孔和鉆孔孔深的要求，確定施工鉆孔孔徑為Ф133mm。（3）封孔注漿壓力

為徹底封堵瓦斯泄漏裂隙通道，選擇了425號普通硅酸鹽水泥+水；425號普通硅酸鹽水泥+U型混凝土膨脹劑NEA-II+水；JD-WFK-2型速凝膨脹封孔劑+水三種封孔工藝不同比例進行試驗，最終確定選用JD-WFK-2型速凝膨脹封孔劑，并采用水灰質量比為1:1.25的比例現場調制封孔漿，注漿壓力不小于4MPa。3.3封孔操作流程 3.3.1 聚氨酯兩堵操作流程

（1）先向孔內下礦用PVC-KW1.25 63mm*4.62mm套管，套管長度40m，前20m為花管必須帶錐帽，后20m為實管。

（2）聚氨酯封堵段分別位于25~26m（里段）、39~40m（外段）處，封堵段長度2m，兩根Ф20mm的軟導管均從抗阻燃編織袋內穿過并分別超前捆扎處1m。外段進行封堵時必須分別將3m、12m的Ф15mm注漿管和返漿管一并下入孔內。

（3）將軟導管與封孔器、封孔器與壓風連接牢固，并把容器下方的輸液閥和壓風閘閥關閉待命。

（4）把A、B組兩種聚氨酯分別裝入相對應的兩個容器中，兩處聚氨酯封堵段黑、白聚氨酯各3kg，蓋緊悶板。

（5）準備工作做好后，此時準備封孔。首先打開壓風閥，然后同時打開2個輸液閥，待聚氨酯完全進入孔內后，及時關閉閘閥，同時在孔口處把軟導管折起扎緊，封孔結束。先進行里段封堵，再進行外段封堵。

（6）去掉軟導管后，打開輸液閥，用壓風把容器內殘余聚氨酯吹干凈。3.3.2 高壓注漿操作流程

（1）檢查套管、注漿管、返漿管、閘閥連接是否牢固可靠。（2）連接好注漿泵，按比例進行拌漿。

（3）打開注漿閘閥，開啟注漿泵，由注漿管向注漿段進行注漿，同時打開返漿管進行排氣，待返漿管有漿液流出時，及時關閉返漿管閘閥，繼續向孔內注漿。

（4）待注漿泵壓力表顯示壓力超過4Mpa后，及時關閉注漿管閘閥，停注漿泵，注漿結束。

接壓風20m4m2m12m注聚氨酯管軟導管A藥罐B藥罐2m返漿管閘閥封孔管閘閥氣動注漿泵錐帽花管聚氨酯封堵段膨脹水泥注漿段聚氨酯封堵段注聚氨酯管注漿管

圖1 兩堵帶壓封孔示意圖

3.4 數據采集及效果分析

通過觀察不同封孔方法的瓦斯濃度值，得瓦斯濃度對比圖2，如圖2所示。

120100濃度（%）***抽采天數789新方法封孔13#新方法封孔17#新方法封孔20#聚氨酯封孔5#聚氨酯封孔8#聚氨酯封孔11#

圖2 瓦斯濃度對比圖 小結

通過在潘一東礦井1252（1）工作面的應用得出以下結論：

（1）瓦斯抽采率大大提高。在抽采系統、負壓不變的情況下，單孔抽出瓦斯濃度在60%以上，抽采濃度增加了2倍以上，保證了瓦斯抽采效果。

（2）解決了以往鉆孔封不嚴、漏氣的缺點，孔口抽采負壓達到32kpa以上，單孔預抽瓦斯濃度60%以上。參考文獻：

[1] 黃喜貴.瓦斯抽放工.煤炭工業出版社，2003 作者簡介：楊偉（1977-），男，安徽長豐人，助理工程師，從事煤礦技術管理工作。

第四篇：低透氣性煤層順層長鉆孔兩堵帶壓封孔的應用(精)[范文]

兩堵帶壓封孔技術在潘一礦東井順層瓦斯抽采鉆孔中的應用 楊 偉

(淮南礦業集團地質勘探工程處 安徽 淮南 232001 摘要:采用傳統鉆孔封孔工藝的順層鉆孔抽采的瓦斯濃度偏低、存在漏氣等問題進行深入研 究,發現煤體受巷道掘進集中應力擾動、鉆孔成孔擾動、煤體裂隙泄漏瓦斯,致使抽采濃度 低。針對本煤層瓦斯抽采封孔工藝進行改進, 結合現有注漿工藝技術, 提出本煤層瓦斯抽采 注漿封孔技術,提高抽采濃度和效率。

關鍵詞:本煤層;瓦斯抽采;聚氨酯;膨脹水泥;兩堵帶壓注漿

順層鉆孔瓦斯抽采是我國高瓦斯突出工作面回采前瓦斯治理的主要方式, 瓦斯預抽效果 直接影響工作面接替和礦井的高產高效, 瓦斯抽采效果好壞不僅取決于煤層瓦斯生成、賦存 條件和工程質量,關鍵在于封孔效果。目前鉆孔封孔主要存鉆孔封孔不嚴、漏氣、瓦斯濃度 低等現狀。

1常用封孔工藝技術介紹 1.1水泥漿封孔

水泥漿封孔優點是材料便宜, 成本低, 簡便易行等特點。水泥漿凝固后鉆孔封孔段空間 和周圍孔壁煤體裂隙內部容易產生收縮裂紋, 影響封孔質量, 造成鉆孔漏氣瓦斯抽采濃度低。1.2 聚氨酯封孔

聚氨酯封孔按一定配比組合發酵后具有不收縮、膨脹性大、粘接力強、密封性好、不燃 燒等特點。聚氨酯泡沫具有可塑性, 受壓變性而不破碎, 不受地點和條件限制,降低操作人 員勞動強度, 各種瓦斯抽采鉆孔均可適用等優點。但對于封孔長度要求高的鉆孔封孔存在發 泡時間短, 可操作時間少;封孔時發泡聚氨酯容易流失粘附, 造成聚氨酯浪費,存在鉆孔封 孔不嚴、漏氣等缺點。

2順層長鉆孔兩堵帶壓封孔原理

順層長鉆孔兩堵帶壓封孔是基于工作面煤壁內存在的集中應力擾動溝通裂隙, 利用封孔 段兩端兩堵中間帶高壓注漿方式來實現瓦斯抽采鉆孔周圍密封裂隙的目的。該封孔工藝注重 處理瓦斯抽采鉆孔周圍裂隙通道, 既考慮了鉆孔段封孔材料密封的要求, 又考慮了鉆孔周圍 煤體內裂隙溝通,并在現場進行應用。

帶壓封孔技術利用注漿泵高壓將漿液壓注到瓦斯抽采鉆孔封孔段空間和周圍孔壁煤體 裂隙內部。漿液在高壓作用下可以充填孔隙和煤體凹凸面, 增大漿液擴散范圍, 膨脹水泥漿 液具有膨脹性、不收縮,待漿液凝固后,并與煤體粘結在一起,徹底密封瓦斯泄漏通道。3現場應用

3.1工作面概況

淮南礦業集團潘一東礦井 1252(1工作面位于西一(11-2煤采區內,為礦井首采工 作面,也是首采保護層工作面。工作面上限標高為-750m ,下限標高為-823m ,走向長度 1120m ,寬度為 264m ,平均煤厚 2.26m。11-2煤實測最大瓦斯壓力為 4.59MPa ,最大瓦斯含 量為 11.62m 3/t,正常瓦斯涌出量 2m 3/min,煤層透氣性差。順層鉆孔從工作面運輸、軌道巷 沿煤層傾斜方向布置,與工作面巷道夾角 85o,鉆孔間距 5m ,運輸巷鉆孔長度 140m ,軌道 巷鉆孔長度 135m ,壓茬 10m。

3.2封孔參數確定(1封孔長度

根據礦井煤層瓦斯地質賦存、煤層透氣性、煤層地質及巷道掘進卸壓區情況, 確定順層 鉆孔的封孔長度為 16m。

(2鉆孔孔徑

鉆孔直徑的大小直接影響到瓦斯抽采的效果, 一般直徑越大, 瓦斯滲透面積越大, 抽采 效果越好,根據鉆孔封孔和鉆孔孔深的要求,確定施工鉆孔孔徑為 Ф133mm。

(3封孔注漿壓力

為徹底封堵瓦斯泄漏裂隙通道,選擇了 425號普通硅酸鹽水泥 +水;425號普通硅酸鹽 水泥 +U型混凝土膨脹劑 NEA-II+水;JD-WFK-2型速凝膨脹封孔劑 +水三種封孔工藝不同比 例進行試驗, 最終確定選用 JD-WFK-2型速凝膨脹封孔劑, 并采用水灰質量比為 1:1.25的比 例現場調制封孔漿,注漿壓力不小于 4MPa。

3.3封孔操作流程 3.3.1 聚氨酯兩堵操作流程

(1先向孔內下礦用 PVC-KW1.25 63mm*4.62mm套管,套管長度 40m ,前 20m 為花 管必須帶錐帽,后 20m 為實管。

(2聚氨酯封堵段分別位于 25~26m(里段、39~40m(外段處,封堵段長度 2m , 兩根 Ф20mm 的軟導管均從抗阻燃編織袋內穿過并分別超前捆扎處 1m。外段進行封堵時必

須分別將 3m、12m 的 Ф15mm 注漿管和返漿管一并下入孔內。

(3將軟導管與封孔器、封孔器與壓風連接牢固,并把容器下方的輸液閥和壓風閘閥 關閉待命。

(4把 A、B 組兩種聚氨酯分別裝入相對應的兩個容器中,兩處聚氨酯封堵段黑、白 聚氨酯各 3kg ,蓋緊悶板。

(5準備工作做好后,此時準備封孔。首先打開壓風閥,然后同時打開 2個輸液閥, 待聚氨酯完全進入孔內后,及時關閉閘閥,同時在孔口處把軟導管折起扎緊,封孔結束。先 進行里段封堵,再進行外段封堵。

(6去掉軟導管后,打開輸液閥,用壓風把容器內殘余聚氨酯吹干凈。3.3.2 高壓注漿操作流程

(1檢查套管、注漿管、返漿管、閘閥連接是否牢固可靠。

(2連接好注漿泵,按比例進行拌漿。

(3打開注漿閘閥,開啟注漿泵,由注漿管向注漿段進行注漿,同時打開返漿管進行 排氣,待返漿管有漿液流出時,及時關閉返漿管閘閥,繼續向孔內注漿。

(4待注漿泵壓力表顯示壓力超過 4Mpa 后,及時關閉注漿管閘閥,停注漿泵,注漿 結束。

圖 1 兩堵帶壓封孔示意圖 3.4數據采集及效果分析

通過觀察不同封孔方法的瓦斯濃度值,得瓦斯濃度對比圖 2,如圖 2所示。

圖 2 瓦斯濃度對比圖 4小結

通過在潘一東礦井 1252(1工作面的應用得出以下結論:(1 瓦斯抽采率大大提高。在抽采系統、負壓不變的情況下, 單孔抽出瓦斯濃度在 60%以上,抽采濃度增加了 2倍以上,保證了瓦斯抽采效果。

(2解決了以往鉆孔封不嚴、漏氣的缺點,孔口抽采負壓達到 32kpa 以上,單孔預抽瓦 斯濃度 60%以上。

參考文獻: [1] 黃喜貴.瓦斯抽放工.煤炭工業出版社, 2003 作者簡介:楊偉(1977-,男,安徽長豐人,助理工程師,從事煤礦技術管理工作。