第一篇：本煤層抽放鉆孔封孔工藝改進及應用

本煤層抽放鉆孔封孔技改進及應用

邢 磊

【摘 要】介紹了梁北礦本煤層鉆孔原有封孔工藝存在的問題，應用PD水泥封孔材料，通過改進封孔工藝和方式，大大提高了封孔質量，即保證了煤層區域措施預抽效果，提高抽采濃度和抽采量，降低煤體瓦斯含量，又實現了高濃度瓦斯的抽采與利用，取得了顯著效果。

【關鍵詞】本煤層鉆孔 封孔技術 瓦斯抽放

一、概況

梁北礦屬于煤與瓦斯突出礦井，瓦斯治理工作一直都是日常工作中的重中之重，為了杜絕瓦斯事故，保證安全生產，必須采取有效的煤層抽采措施，降低煤體中的瓦斯含量，并實現瓦斯抽采利用，變廢為寶。

梁北礦煤層賦存穩定，平均煤厚4.2m，一般3－6m，煤層傾角11°～13°，平均12.5°，其直接頂為沙質泥巖及細砂巖，直接底板為沙質泥巖和細砂巖，瓦斯含量4.91－13.97m3/t，煤層瓦斯壓力1.0－3.65Mpa，煤的堅固性系數0.15-0.3，煤層透氣性系數0.0011—0.0454m2/Mpa2.d。為了有效治理瓦斯，采煤工作面采取本煤層順層抽采鉆孔措施，煤巷掘進工作面采取掛耳鉆場預抽及卸壓鉆孔措施，對煤體瓦斯進行抽采及利用。本煤層鉆孔均采用Φ94mm鉆頭，鉆孔深度視情況而定，一般都在60m以上，鉆孔傾角沿煤層頂板設計，可分為上行孔、下行孔、平孔三種類型。

二、各類鉆孔封孔工藝

1、本煤層抽放鉆孔上行孔： ⑴封孔工藝：

梁北礦本煤層瓦斯抽放孔上行孔，傾角12°，孔深不一，孔徑94mm，為煤孔，封孔步驟為：

①鉆孔施工完畢退鉆桿時，退至孔內剩余鉆桿約20m時，開啟壓風，將鉆孔內煤粉吹出一部分；

②鉆桿完全退出后，使用鉆孔煤粉處理管送入孔內15-20m，開啟壓風，將剩余煤粉吹出鉆孔；

③準備封孔管：采用Φ32mm×13m聚乙烯封孔管一根，一端有1m長集氣孔段，封孔長度10-12m。孔口預埋一根Φ20mm×3m聚乙烯管作為注漿管。在聚乙烯封孔管管口段和集氣孔段后部約0.5～0.8m處，用扎絲各捆扎封孔毛巾（集氣孔段后部用整條毛巾），并在毛巾前后增

本煤層瓦斯抽放孔下行孔，傾角-12°，孔深不一，孔徑94mm，為煤孔，封孔步驟為： ①鉆孔施工完畢退鉆桿時，退至孔內剩余鉆桿約20m時，開啟壓風，將鉆孔內煤粉吹出一部分；

②鉆桿完全退出后，使用鉆孔煤粉處理管送入孔內15-20m，開啟壓風，將剩余煤粉沖出鉆孔；

③準備封孔管：采用Φ32mm×13m聚乙烯封孔管一根，一端有1m長集氣孔段，封孔長度10-12m。聚乙烯封孔管集氣孔后部約0.5-0.8m處，用扎絲捆扎長1.4m的整條封孔毛巾，并在毛巾前后增加擋圈（擋圈可用棉紗纏繞，防止封孔藥液膨脹時在孔內亂流堵塞集氣孔段的吸氣小孔。），擋圈寬度為50mm左右，直徑75～80mm；

④將兩套封孔藥液（兩黑兩白）在專用容器內攪拌至均勻泛白；

⑤在毛巾上倒上兩套聚氨脂封孔藥液（兩黑兩白），并迅速將毛巾纏繞在封孔管上，用扎絲將毛巾捆扎牢固并快速送入孔內；

⑥配制水泥漿：水泥砂漿按照PD材料：水泥：水=1：3：2（體積比）的比例混合，并攪拌均勻；

⑦注漿時，使用一根較長的注漿軟管插入孔底，開啟注漿泵，在漿液由孔底向孔口升高直至注滿鉆孔以后，拉出注漿軟管，孔口用黃泥或水泥封堵，達到封孔目的。

如圖2所示：

鉆孔煤壁13米Φ32聚乙烯封孔管1.4米聚氨酯封孔段（前后有擋圈）擋圈吸氣孔段0.5-0.8m

圖2 下行孔封孔工藝示意圖

⑵注意事項：

①為保證封孔效果，封孔前必須對鉆孔內煤粉清理；

②封孔管集氣孔段一定要保證被紗窗全部纏繞，并用扎絲穿孔扎緊；

③孔底聚氨脂封堵必須使用整條毛巾，聚氨脂封孔藥用兩套（四瓶，兩黑兩白），保證孔底封堵嚴密，防止水泥砂漿向鉆孔深部泄露。

3、本煤層抽放鉆孔平行孔：

第二篇：優化鉆孔封孔工藝 改進鉆孔封孔技術

優化鉆孔封孔工藝 改進鉆孔封孔技術

――――通風區增收節支趟出了一條新路子

李懷忠

段王煤業集團段王通風區積極推進增收節支措施，努力節本增效，五月份，該區從優化鉆孔封孔工藝，改進鉆孔封孔技術，采用新材料入手，每個抽放鉆孔封孔成本降低約90元，千米回采工作面可節約成本11.88萬元，增收節支工作又趟出了一條新路子。

鉆孔封孔技術是礦井瓦斯抽放工作的重要環節，是抽采瓦斯工程的終端工藝，封孔質量的好壞是決定抽放效果的關鍵。段王屬高瓦斯礦井，抽放效果不好，會引發瓦斯積聚與超限現象，造成安全生產事故。封孔技術的改進，有利于減少負壓消耗，減輕抽放管路的負荷，提高抽放效率，提升抽采水平，降低生產成本，提高生產成效。

通風區曾用過黃泥、水泥封孔技術，該封孔法雖封孔工藝簡單，材料來源廣泛，但勞動強度高，而且黃泥干燥后會出現裂隙，且上部不易充實，封孔質量較差，后來采用新型材料聚胺脂膨化材料8米全程封孔，該方法是化學封孔法，具有封孔質量好，封孔速度快，工人勞動強度低等優點，但封孔材料成本高，且需從外地購進。又屬危險品范疇，不便于運輸與積存。為此，通風區創新方法，改用了成本比較低，安全性能高的化學密閉波雷因進行封孔，經測試，抽放負壓沒有變化，抽放濃度提高了，說明封孔是嚴密的，沒有漏氣現象，抽放效果得到了檢驗。這樣不但提高封孔質量，還節約了封孔成本。

采用原來的封孔法，每噸胺脂封孔材料72000元，每50kg可封孔20個，每個鉆孔封孔材料成本180元；如采用現在的新材料進行封孔，按每13個鉆孔用50kg波雷因計算，１噸波雷因可封孔260個，每噸25360元，每個孔的材料成本在98元。同時，抽放隊還用ＰＥ管代替鐵管做封孔管，每孔可省材料費8－9元，兩項創新可為公司節約至少每孔90元。巷道長度1000米的回采工作面，每3米一個本煤層鉆孔，進風巷回風巷共600個本煤層鉆孔；每70米一個鉆場，每個鉆場30個高位孔，是420個高位鉆孔；再加上回風巷每3米一個穿層鉆孔，共計1320個鉆孔。那么節約成本在118800元。

利用波雷因封孔，一方面，節約了材料，降低了成本。另一方面，封孔后的鉆孔沿程封堵密實，沒中空的現象，封泥密度，強度變大。由于鉆孔施工完畢后及時對鉆孔下封孔管，化學封孔劑通過反應發泡和固化的過程，形成的固體物非常堅硬，抗壓力能達到25-38MPa.。在封孔器壓力推注下封孔材料還能迅速滲入在應力作用下產生的煤壁裂隙。漏氣率也降低了，極大的提高了抽放效率。

第三篇：瓦斯抽放鉆孔封孔方法的改進

瓦斯抽放鉆孔封孔方法的改進

抽防區 劉礦生 前言

影響礦井瓦斯抽放效果的因素是多方面的,其中抽放鉆孔的封孔質量也是重要因素之一。我礦進行瓦斯抽放時,在2 號煤層的8255工作面對抽放鉆孔采用大家普遍認同的聚胺脂進行封孔,結果有20 %左右的抽放鉆孔由于頂板壓力作用使鉆孔內的聚胺脂壓裂,導致鉆孔出現不同程度的漏氣,降低了抽放鉆孔的負壓,抽放效率僅為15 %～19 %。隨著礦井生產規模的擴大和采掘向深部發展,礦井瓦斯涌出量逐年升高,如何解決高負壓抽放條件下的鉆孔漏氣問題,提高抽放效率,成為當前瓦斯抽放技術的一道難題。通過對8255工作面的抽放工藝和原始資料分析總結,我們認為,在鉆孔封孔方法上應采取措施加以改進。傳統封孔方法的做法和缺陷

抽放鉆孔封孔最常用的方法是使用聚胺脂進行封孔。該方法使用2種化學藥液,按一定比例進行配比,將配好的藥液均勻涂抹在麻袋上,涂抹的同時迅速把麻袋纏繞在封孔器上,再把封孔器送入抽放鉆孔孔口內,此時依靠聚胺脂發生化學反應而膨脹,從而達到鉆孔封孔的目的。使用聚胺脂封孔的過程中,我們發現存在以下缺點: a1 藥液配比必須適中,一旦配比不適中,將不能實現封孔目的,導致材料的浪費。

b1 藥液發生膨脹需要一定時間,一般在15min以上 ,且孔口有殘留膨脹物。

c1 鉆孔封孔長度有限,一般封孔器的長度僅為3 m ,封孔段僅為800 mm～1 000 mm。實踐證明,封孔段距離應不小于5 m。由于不能實現長距離封孔,導致鉆孔抽放負壓較低,最大只能達到9.3 kPa～10.9 kPa。改進方法和效果

為了提高瓦斯抽放效果,一般礦井普遍采用“高負壓”的抽放方式,而井下采用聚胺脂封孔,抽放率低,不能很好的降低工作面的瓦斯,實現不了“本質安全”。經過幾年來現場實踐的摸索及理論研究,特別是在8459工作面的抽放實踐,我們對抽放鉆孔封孔采用了“聚胺脂加水泥漿”的方法。該方法的實質是將抽放鉆孔的封孔段用水泥漿代替聚胺脂,聚胺脂不是封孔段的主要材料,僅作為水泥漿的輔助材料;封孔器的長度由原來的3 m 加長為6 m(3 m 一節,用管接頭聯接)。經過跟蹤觀測,聚胺脂加水泥漿封孔的鉆孔負壓可達到13.3 kPa～16.0 kPa ,沒有出現一例鉆孔漏氣現象,從而保證了鉆孔氣密性,可實現高負壓抽放。為了進一步提高鉆孔的氣密性,我們還研究采用了鉆孔封孔時兩端用聚胺脂封死,中間用水泥漿灌注的方法,如圖3 所示。

通過使用聚胺脂加水泥漿封孔,我們認為有以下優點: a1 藥液配比要求不是很嚴格,適合煤礦井下使用,簡單易操作,不會導致材料的浪費。

b1 藥液發生膨脹需要的時間短, 一般為15min ,8 h 班最少可完成20 個鉆孔,可實現快速封孔,且孔口殘留膨脹物少。c1 由于鉆孔封孔段是水泥漿,故鉆孔封孔段能夠承受頂板的擠壓,不會出現裂縫使得鉆孔漏氣,可實現高負壓抽放, 極大提高了抽放效果。如在8459工作面采用改進后的封孔方法后,礦井抽放純瓦斯量達到25 m3 / min～35 m3 / min ,礦井抽放率提高到25 %～30 %。上述兩項指標明顯提高,確保了礦井安全生產,經濟效益也極為可觀。d1 鉆孔封孔采用機械封孔,故鉆孔封孔長度較長,可實現長距離封孔,提高了抽放效果。

e1 鉆孔封孔段較長,不會出現導通通道,適用于煤礦各類支護巷道的抽放。4 結論

隨著礦井規模的不斷擴大,為實現煤礦安全生產,對瓦斯管理的要求逐步提高,采用單一的聚胺脂封孔方法不僅不能滿足礦井瓦斯抽放的需要,瓦斯抽放率也不易達到《煤礦安全規程》要求,因此,采用聚胺脂加水泥漿的封孔方法,既是瓦斯抽放工藝的改進,也是提高礦井抽放率的前提條件,同時也是礦井安全生產的有力保障。

鉆孔風動封孔器的研制與應用 張存江（峰峰集團公司羊東礦，河北 邯鄲 056201）摘 要：通過改進鉆孔封孔工藝，研制應用了鉆孔風動封孔器，提高了封孔效率和封孔質量，提高了瓦斯抽采效果。關鍵詞：鉆孔風動封孔器 研制應用

一、概述：

二、問題的提出：

三、鉆孔風動封孔器的工作原理：

四、鉆孔風動封孔器的研制：

五、應用后的效果： 原理：制作2個直徑￠75mm長度為0.5米 的PVC圓管，管內盛放A料、B料，

第四篇：鉆孔封孔及接抽管理制度

鉆孔封孔及接抽管理制度

鉆孔打鉆結束在進行接抽的過程中，經常出現瓦斯超限情況，為了安全操作，特制定以下安全技術措施：

1、所有施工的抽采鉆孔必須及時聯接入抽采系統進行抽采，報廢、失效鉆孔必須及時封閉或填實。

2、封孔應采用聚氨脂等材料，禁止采用黃泥封孔，鉆孔密封深度不得小于5米。

3、抽采鉆孔必須設置檢查瓦斯濃度的氣孔，安設控制閥門，必須按設計安設孔板流量計或其它形式計量裝置。

4、所有抽采鉆孔封孔時，孔口不得使用導電材質。

5、抽采鉆孔容易塌孔、堵塞時，封孔時鉆孔內應采取加裝篩孔管等措施。瓦斯抽采孔不得隨意拆除，確需拆除時必須經通風科批準。

6、鉆孔孔口必須安設“氣水分離器”，氣水分離器兩端要用膠皮封嚴，上部接抽放管保持連續接抽。

7、鉆場封孔作業時，不允許進行其它工作。

8、鉆場終孔進行封孔前，必須切斷鉆場及鉆孔回風流所涉及到的電源。

9、封孔鉆場由瓦斯員巡回檢查瓦斯；當班班長用便攜式瓦斯報警儀，懸掛在規定位置并連續檢查瓦斯；鉆場內安裝瓦斯監控探頭；瓦斯濃度超過0.8%時，停止工作，撤除人員，切斷電源，并報告礦調度室。

10、接抽鉆場內必須保證風量足夠、風流穩定，瓦斯濃度不超過0.8%，并配備適當擋風簾。

11、終孔的鉆孔必須及時封堵，嚴禁鉆孔向鉆場內排放瓦斯。

12、封孔接抽操作人員不準正對導管和孔口站立。

鉆

13、孔充填材料未凝固，封孔導管不緊固，不準非封孔人員進入鉆場。

14、抽采鉆孔開始施工時，抽采支管必須接到280支管匯流器上，確保鉆孔能及時接抽。

15、封孔接抽人員配戴的礦燈必須保證防爆性能完好，封孔接抽操作時，要避免開關、敲打、撞擊產生火花。

16、封孔導管必須使用“雙抗”（阻燃、抗靜電）PVC管。導管長度不小于6m，封堵嚴實的長度必須確保在5m以上。

17、接抽的支管吊掛或支撐必須在頂幫穩固的位置。

鉆孔接抽完畢，打開閥門檢查接頭和管道，嚴密不漏氣，瓦斯濃度穩定15分鐘以上，同時向通風科和抽放隊匯報后，方可離開。

通風科

2014年11月10號

第五篇：幾種瓦斯抽放鉆孔封孔技術對比分析

幾種瓦斯抽放鉆孔封孔技術對比分析

王永存

河南煤化集團永煤公司車集煤礦 河南 永城 476600 摘要：近年來瓦斯抽采技術得到了很大發展，鉆孔封孔技術由原先的聚氨酯封孔發展到了水泥填充、氣囊封孔等技術。由于煤礦地質條件、煤層瓦斯透氣性、瓦斯含量、瓦斯壓力等條件的不同選擇封孔方式也不一樣。這里就目前煤礦鉆孔封孔的各種方法做一個簡述。并提出一種新的加壓注漿封孔法。關鍵詞：瓦斯抽采 鉆孔封孔 分析 1 引 言

瓦斯做為一種可燃氣體是一種潔凈能源，我國瓦斯（煤層氣）資源相當豐富。純瓦斯的熱值大于33000kJ/m3，同常規天然氣相當，是通用煤氣的3倍左右，且燃燒后很少產生污染物，屬優質潔凈氣體能源。因此開發利用煤層瓦斯資源，對于充分利用潔凈能源，優化我國能源結構，改善煤礦安全生產條件以及減少大氣污染，都具有重大的經濟和社會效益[1]。

瓦斯抽采是煤礦瓦斯治理的根本措施和主要途徑，可以使瓦斯變害為寶（發電、供應煤氣公司、汽車燃料等），對于煤礦安全、環境保護和資源利用均具有重要的意義。

所以提高瓦斯抽采濃度是現在國內礦井需要解決的一個重要問題。2：煤礦封孔技術 2.1聚氨酯封孔技術

國內本煤層鉆孔普遍采用“高分子發泡材料”，其中以聚氨酯材料為主要材料，根據配方配料的差異又有很多名稱的叫法。封孔時將雙組分“高分子發泡材料”混合攪拌后，用棉紗、棉布、毛巾等織物浸澤纏繞在封孔管的某個長度上，然后插入鉆孔10米左右的深處，“高分子發泡材料”發泡膨脹，將鉆孔封堵[2]。

圖1.1高分子發泡材料封孔法漏氣通道擴張示意圖

1．封孔時發泡材料體積膨脹 2.封孔初期鉆孔周圍裂隙漏氣通道 3.封孔抽采管 4.封孔后期發泡材料壓縮體積變大 5.封孔后期鉆孔周圍裂隙漏氣通道變大 由于高分子發泡材料需要有較高的發泡倍數才能將鉆孔封閉，高分子發泡材料發泡之后具有兩個致命缺陷：第一，抗壓強度低；第二，可壓縮兩很大。高瓦斯礦井和煤與瓦斯突出礦井往往采深較大，相應的地應力也較大，加之煤層強度普遍較低，井下煤層鉆孔在地應力作用下將逐漸蠕變，鉆孔在蠕變的過程中，鉆孔周圍的煤體將會產生松動裂隙（漏氣通道）。如圖：

2.2機械彈性封孔技術

常用的機械彈性封孔技術有兩種：螺旋彈性脹圈式封孔器、彈性串球式封孔器，這兩種封孔器的結構如圖1.1和圖1.2所示，其工作原理都是在外加力的擠壓作用下，迫使彈性膠桶或者彈性串球膨脹，貼緊鉆孔內壁，達到封孔的目的；當外加力取消后，膠桶或串球在自身的彈性力作用下恢復原狀，即可從鉆孔中取出，重復使用。

圖1.3串球式封孔器

1：內套

2：橡膠球

3：擠壓板

4：擠壓外套

圖1.2 螺旋式封孔器示意圖

1：接頭 2：螺母 3：手柄 4：墊板 5：定向銷 6：套管 7：螺桿

8：傳力墊 9：外套 10：內管 11：托盤 12：膠桶 13：螺帽 14：手柄

上述兩種封孔器，用在采煤工作面臨時性封孔，鉆孔深度前（5-10米），主要抽采工作面前方松動區內的瓦斯，在距離孔口1-2米封孔，它們對鉆孔的密封性能很差，漏氣很嚴重，根本不能用于本煤層長效抽采鉆孔的封孔。2.3 充氣式封孔器

充氣式封孔器主要有兩種，一種是免充氣氣囊式，另一種是充氣氣囊式[3]。前者將氣體封閉在一個橡膠囊里，氣囊中部有一根抽采管，利用氣體的可壓縮性將氣囊塞進鉆孔里實現封孔，主要在孔口1米范圍內封孔；后者的氣囊里沒有封閉空氣，氣囊中部有一根抽采管，將囊帶塞進鉆孔之后，讓后再向囊帶充氣。兩者的效果幾乎是一樣的，只能做為臨時性封孔。2.4 水力膨脹式封孔器

水力膨脹式封孔器的原理是：壓力水進入封孔器后，通過在膨脹器內部所形成的水壓升高來促使封孔器膠管膨脹，從而達到封堵鉆孔的目的。膨脹膠管可以是鋼絲復合膠管，向膠管內的注水壓力可以達很高的壓力，對鉆孔具有很好的封閉效果。這種封孔器在煤層注水方面用的較多，但對于本煤層長效抽采來講是不可行，原因有二：第一，成本較高；第二，封孔器的微泄漏不能保證長效封孔的效果。新型加壓注漿封孔法 3.1封孔原理

加壓注漿封孔法主要原理是由于樹脂膨脹量比較大而且材質堅硬，通過樹脂包在鉆孔中兩端膨脹封堵，在中間的空隙中通過單向閥注入水泥。樹脂包的封堵可以承受一定的水泥壓力。這種封孔方法一方面能使鉆孔周圍的裂隙得到充填，消除開孔時形成的漏氣通道（裂隙），即消除初期漏氣通道；另一方面能使鉆孔得到可靠的支護，保證鉆孔的穩定，使鉆孔周圍不再產生新的漏氣通道（裂隙），即避免后期漏氣通道的產生和發展[4]。

圖1.4 加壓注漿封孔法

1：瓦斯抽采管

2：鉆孔

3：樹脂包

4：PE管

5：單向閥

6：水泥填充區

這種方法簡單，適合各種地質情況的鉆孔。特別適合于鉆孔傾角大、封孔深度深的上向或下向孔封孔。先在抽采管首端距管口150 mm處安裝一比擴孔直徑略小的圓盤，在管前端150 mm位置捆扎少量棉紗并加入膨脹樹脂，并將抽采管插入孔內，以固定抽采管和防止漏漿，將1：2.5的水泥、砂漿倒入抽采管和鉆孔之間的環形空間即可封孔，待砂漿凝固后即可進行抽采，在砂漿中加入少量速凝劑，可加速凝固。4：結論

通過以上鉆孔封孔技術的對比可知，加壓注漿封孔法封孔方便，同時可以支護鉆孔防止漏氣帶的形成。適用于各種鉆孔。參考文獻: [1]崔景昆;一種有效的封孔方法[J];河北建筑科技學院學報;2003年02期

[2]陳杰,金龍哲;關于聚氨酯封孔可提高瓦斯抽放效果的研究[J];煤炭工程;2003年08期 [3]曲來民;采用新材料新工藝封孔提高鉆孔抽放質量[J];礦業安全與環保;2001年S1期 [4] 孫玉寧.囊袋式注漿封孔裝置及其封孔方法[P].中國: E21B33/138;E21F7/00, 2007-10-10.