囊袋式两堵-注封孔装置在顺层钻孔瓦斯抽采中的应用 .pdfVIP

学兔兔 2013年第11期 煤 炭 工 程 doi：10．1 1799／ce20131 1020 囊袋式两堵一注封孔装置在顺层钻孔 瓦斯抽采中的应用 张福旺 ，范付恒 ，秦汝祥 ’ (1．平顶山天安煤业股份有限公司勘探工程处，河南平顶山 4670~； 2．安徽理工大学 能源与安全学院，安徽淮南 232001； 3．安徽理工大学煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室，安徽淮南 232~1) 摘 要：针对当前顺层钻孔封孔工艺复杂、封孔时间长、封孔质量差、封孔后有效抽采时间 短等问题，提出了囊袋式两堵一注封孔装置及封孔方法，阐述了该封孔装置的结构及封孔原理， 并介绍了其封孔工艺，现场试验表明：新型封孔装置操作简单、快捷，单孔封孔操作时间小于 25min；封孔30d内，钻孔平均瓦斯抽采浓度达到33％，且50d后仍在30％以上，是试验地点对 比孔浓度的(聚氨酯封孔，50d内平均浓度10．6％)3倍，有效提高了煤层瓦斯抽采效果。 关键词：封孔装置；顺层钻孔；抽采浓度；封孔工艺；单孔封孔 中图分类号：TD712 ．63 文献标识码：B 文章编号：1671—0959(2013)l1-()057-()3 瓦斯抽采是煤矿瓦斯治理的根本措施和主要途径…。 有一层厚度1．0～2．4m夹矸，戊。煤层厚1．2～1．5m之间， 据统计我国约有65％的采煤工作面顺层钻孔预抽瓦斯浓度 平均1．3m左右，煤层倾角8。左右，工作面顺层钻孔布置 低于30％ 2-3]，导致这一结果的主要原因之一是顺层钻孔 如图1所示。 封孔质量低下。目前国内外现有封孔技术主要有：黄泥封 孔、水泥浆封孔、聚氨酯封孔和封孔器封孔等 。 。黄泥 封孔简便易行，但粘土材料必须软硬适当，太软容易粘在 孔壁上，黄泥送不到位，过硬钻孔则会出现裂缝，导致漏 气，其封孔长度也受到很大限制；水泥浆封孔能承受较高 压力，但封孔操作复杂，且水泥浆凝固后易收缩，高压下 会发生脆性破坏，形成裂隙，导致钻孔密封质量下降；聚 氨酯封孑L密封可靠，但聚氨酯发泡反应快，人工操作影响 因素多，难以保证设计封孔参数，导致钻孔抽采寿命短、 2 瓦斯抽采浓度低，有时甚至封孔失败；封孔器由于结构复 杂、成本高，难以推广应用。 为此，论文研制了一种囊袋式带压封孔装置，该封孔 图1 戊8一 -20230工作面顺层钻孑L布置示意图 装置结构简单，操作方便。应用表明，该装置封孔速度快， 顺层钻孔封孔质量高，加快了工作面瓦斯抽采进程。 2 囊袋式带压封孔装置结构及封孔原理 l 试验地点概况 2．1 囊袋式带压封孔装置结构 平煤集团十矿戊。一 一20230工作面是戊组二水平东翼 囊袋式带压封孔装置主要由胶囊、单向阀、爆破阀和 第六区段，东到采区边界，西到二水平专用回风下山保护 注浆管组成，封孔装置结构如图2所示，连接实物如图3 煤柱，南与已经回采结束的戊 一20210工作面相邻，北 所示。 部为尚未开采的实体煤。工作面所采煤层是戊 一。煤层，构 1)爆破阀。爆破阀是新型封孔装置的最关键部件。主 造比较简单，戊 煤层厚度0．8—1．0m，其下与戊。煤之间 要起着控制胶囊充填压力的作用。爆破阀开启压力过高， 收稿日期：2013—01—08 作者简介：张福旺(1968一)，男，河南叶县人，教授级高级