第一篇：瓦斯抽放鉆孔封孔方法的改進(jìn)

瓦斯抽放鉆孔封孔方法的改進(jìn)

抽防區(qū) 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(zhì)量也是重要因素之一。我礦進(jìn)行瓦斯抽放時(shí),在2 號煤層的8255工作面對抽放鉆孔采用大家普遍認(rèn)同的聚胺脂進(jìn)行封孔,結(jié)果有20 %左右的抽放鉆孔由于頂板壓力作用使鉆孔內(nèi)的聚胺脂壓裂,導(dǎo)致鉆孔出現(xiàn)不同程度的漏氣,降低了抽放鉆孔的負(fù)壓,抽放效率僅為15 %～19 %。隨著礦井生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大和采掘向深部發(fā)展,礦井瓦斯涌出量逐年升高,如何解決高負(fù)壓抽放條件下的鉆孔漏氣問題,提高抽放效率,成為當(dāng)前瓦斯抽放技術(shù)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(jié),我們認(rèn)為,在鉆孔封孔方法上應(yīng)采取措施加以改進(jìn)。傳統(tǒng)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(jìn)行封孔。該方法使用2種化學(xué)藥液,按一定比例進(jìn)行配比,將配好的藥液均勻涂抹在麻袋上,涂抹的同時(shí)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(nèi),此時(shí)依靠聚胺脂發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而膨脹,從而達(dá)到鉆孔封孔的目的。使用聚胺脂封孔的過程中,我們發(fā)現(xiàn)存在以下缺點(diǎn): a1 藥液配比必須適中,一旦配比不適中,將不能實(shí)現(xiàn)封孔目的,導(dǎo)致材料的浪費(fèi)。

b1 藥液發(fā)生膨脹需要一定時(shí)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(shí)踐證明,封孔段距離應(yīng)不小于5 m。由于不能實(shí)現(xiàn)長距離封孔,導(dǎo)致鉆孔抽放負(fù)壓較低,最大只能達(dá)到9.3 kPa～10.9 kPa。改進(jìn)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(fù)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(shí)現(xiàn)不了“本質(zhì)安全”。經(jīng)過幾年來現(xiàn)場實(shí)踐的摸索及理論研究,特別是在8459工作面的抽放實(shí)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(shí)質(zhì)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(jié),用管接頭聯(lián)接)。經(jīng)過跟蹤觀測,聚胺脂加水泥漿封孔的鉆孔負(fù)壓可達(dá)到13.3 kPa～16.0 kPa ,沒有出現(xiàn)一例鉆孔漏氣現(xiàn)象,從而保證了鉆孔氣密性,可實(shí)現(xiàn)高負(fù)壓抽放。為了進(jìn)一步提高鉆孔的氣密性,我們還研究采用了鉆孔封孔時(shí)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(rèn)為有以下優(yōu)點(diǎn): a1 藥液配比要求不是很嚴(yán)格,適合煤礦井下使用,簡單易操作,不會導(dǎo)致材料的浪費(fèi)。

b1 藥液發(fā)生膨脹需要的時(shí)間短, 一般為15min ,8 h 班最少可完成20 個(gè)鉆孔,可實(shí)現(xiàn)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(xiàn)裂縫使得鉆孔漏氣,可實(shí)現(xiàn)高負(fù)壓抽放, 極大提高了抽放效果。如在8459工作面采用改進(jìn)后的封孔方法后,礦井抽放純瓦斯量達(dá)到25 m3 / min～35 m3 / min ,礦井抽放率提高到25 %～30 %。上述兩項(xiàng)指標(biāo)明顯提高,確保了礦井安全生產(chǎn),經(jīng)濟(jì)效益也極為可觀。d1 鉆孔封孔采用機(jī)械封孔,故鉆孔封孔長度較長,可實(shí)現(xiàn)長距離封孔,提高了抽放效果。

e1 鉆孔封孔段較長,不會出現(xiàn)導(dǎo)通通道,適用于煤礦各類支護(hù)巷道的抽放。4 結(jié)論

隨著礦井規(guī)模的不斷擴(kuò)大,為實(shí)現(xiàn)煤礦安全生產(chǎn),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(dá)到《煤礦安全規(guī)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(jìn),也是提高礦井抽放率的前提條件,同時(shí)也是礦井安全生產(chǎn)的有力保障。

鉆孔風(fēng)動封孔器的研制與應(yīng)用 張存江（峰峰集團(tuán)公司羊東礦，河北 邯鄲 056201）摘 要：通過改進(jìn)鉆孔封孔工藝，研制應(yīng)用了鉆孔風(fēng)動封孔器，提高了封孔效率和封孔質(zhì)量，提高了瓦斯抽采效果。關(guān)鍵詞：鉆孔風(fēng)動封孔器 研制應(yīng)用

一、概述：

二、問題的提出：

三、鉆孔風(fēng)動封孔器的工作原理：

四、鉆孔風(fēng)動封孔器的研制：

五、應(yīng)用后的效果： 原理：制作2個(gè)直徑￠75mm長度為0.5米 的PVC圓管，管內(nèi)盛放A料、B料，

第二篇：煤礦井下瓦斯抽采鉆孔封孔方法

煤礦井下瓦斯抽采鉆孔封孔方法

申請?zhí)?專利號： 201210304338

本發(fā)明公開了一種煤礦井下瓦斯抽采鉆孔封孔方法，包括如下步驟：１）依次將裝有擋板發(fā)泡材料的封孔擋板袋Ⅰ、裝有填充發(fā)泡材料的封孔填充袋Ⅰ和裝有擋板發(fā)泡材料的封孔擋板袋Ⅱ塞入抽采鉆孔內(nèi)至封孔深度位置；２）待擋板發(fā)泡材料和填充發(fā)泡材料發(fā)泡成型固化后，將瓦斯抽采管連入抽采系統(tǒng)中，檢驗(yàn)抽采鉆孔是否漏氣；３）若抽采鉆孔漏氣，再往抽采鉆孔內(nèi)依次塞入裝有填充發(fā)泡材料的封孔填充袋Ⅱ和裝有擋板發(fā)泡材料的封孔擋板袋Ⅲ，直至抽采鉆孔不漏氣。本發(fā)明解決了以往抽采鉆孔封孔完成后出現(xiàn)漏氣而無法重復(fù)封孔的難題，能確保抽采鉆孔不漏氣，并且封孔深度和長度能根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行任意調(diào)節(jié)，能夠滿足煤礦井下各類瓦斯抽采鉆孔封孔。

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2012年08月24日 2012年11月21日中煤科工集團(tuán)重慶研究院 重慶市九龍坡區(qū)二郎科技新城科城路6號 胡千庭;張志剛;周厚權(quán);楊利平;馬代輝;王建偉;申凱;王小朋 北京同恒源知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 趙榮之 發(fā)明專利 E21B33/10

第三篇：煤礦井下瓦斯抽采鉆孔封孔方法

煤礦井下瓦斯抽采鉆孔封孔方法

申請?zhí)?專利號： 201210304338 本發(fā)明公開了一種煤礦井下瓦斯抽采鉆孔封孔方法，包括如下步驟：１）依次將裝有擋板發(fā)泡材料的封孔擋板袋Ⅰ、裝有填充發(fā)泡材料的封孔填充袋Ⅰ和裝有擋板發(fā)泡材料的封孔擋板袋Ⅱ塞入抽采鉆孔內(nèi)至封孔深度位置；２）待擋板發(fā)泡材料和填充發(fā)泡材料發(fā)泡成型固化后，將瓦斯抽采管連入抽采系統(tǒng)中，檢驗(yàn)抽采鉆孔是否漏氣；３）若抽采鉆孔漏氣，再往抽采鉆孔內(nèi)依次塞入裝有填充發(fā)泡材料的封孔填充袋Ⅱ和裝有擋板發(fā)泡材料的封孔擋板袋Ⅲ，直至抽采鉆孔不漏氣。本發(fā)明解決了以往抽采鉆孔封孔完成后出現(xiàn)漏氣而無法重復(fù)封孔的難題，能確保抽采鉆孔不漏氣，并且封孔深度和長度能根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行任意調(diào)節(jié)，能夠滿足煤礦井下各類瓦斯抽采鉆孔封孔。申請日： 公開日： 授權(quán)公告日： 申請人/專利權(quán)人： 申請人地址： 發(fā)明設(shè)計(jì)人： 專利代理機(jī)構(gòu)： 代理人： 專利類型： 分類號： 2012年08月24日 2012年11月21日

中煤科工集團(tuán)重慶研究院

重慶市九龍坡區(qū)二郎科技新城科城路6號

胡千庭;張志剛;周厚權(quán);楊利平;馬代輝;王建偉;申凱;王小朋 北京同恒源知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 趙榮之 發(fā)明專利 E21B33/10

第四篇：幾種瓦斯抽放鉆孔封孔技術(shù)對比分析

幾種瓦斯抽放鉆孔封孔技術(shù)對比分析

王永存

河南煤化集團(tuán)永煤公司車集煤礦 河南 永城 476600 摘要：近年來瓦斯抽采技術(shù)得到了很大發(fā)展，鉆孔封孔技術(shù)由原先的聚氨酯封孔發(fā)展到了水泥填充、氣囊封孔等技術(shù)。由于煤礦地質(zhì)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(gè)簡述。并提出一種新的加壓注漿封孔法。關(guān)鍵詞：瓦斯抽采 鉆孔封孔 分析 1 引 言

瓦斯做為一種可燃?xì)怏w是一種潔凈能源，我國瓦斯（煤層氣）資源相當(dāng)豐富。純瓦斯的熱值大于33000kJ/m3，同常規(guī)天然氣相當(dāng)，是通用煤氣的3倍左右，且燃燒后很少產(chǎn)生污染物，屬優(yōu)質(zhì)潔凈氣體能源。因此開發(fā)利用煤層瓦斯資源，對于充分利用潔凈能源，優(yōu)化我國能源結(jié)構(gòu)，改善煤礦安全生產(chǎn)條件以及減少大氣污染，都具有重大的經(jīng)濟(jì)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(fā)電、供應(yīng)煤氣公司、汽車燃料等），對于煤礦安全、環(huán)境保護(hù)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(xiàn)在國內(nèi)礦井需要解決的一個(gè)重要問題。2：煤礦封孔技術(shù) 2.1聚氨酯封孔技術(shù)

國內(nèi)本煤層鉆孔普遍采用“高分子發(fā)泡材料”，其中以聚氨酯材料為主要材料，根據(jù)配方配料的差異又有很多名稱的叫法。封孔時(shí)將雙組分“高分子發(fā)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(gè)長度上，然后插入鉆孔10米左右的深處，“高分子發(fā)泡材料”發(fā)泡膨脹，將鉆孔封堵[2]。

圖1.1高分子發(fā)泡材料封孔法漏氣通道擴(kuò)張示意圖

1．封孔時(shí)發(fā)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(fā)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(fā)泡材料需要有較高的發(fā)泡倍數(shù)才能將鉆孔封閉，高分子發(fā)泡材料發(fā)泡之后具有兩個(gè)致命缺陷：第一，抗壓強(qiáng)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(yīng)的地應(yīng)力也較大，加之煤層強(qiáng)度普遍較低，井下煤層鉆孔在地應(yīng)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(chǎn)生松動裂隙（漏氣通道）。如圖：

2.2機(jī)械彈性封孔技術(shù)

常用的機(jī)械彈性封孔技術(shù)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(jié)構(gòu)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(nèi)壁，達(dá)到封孔的目的；當(dāng)外加力取消后，膠桶或串球在自身的彈性力作用下恢復(fù)原狀，即可從鉆孔中取出，重復(fù)使用。

圖1.3串球式封孔器

1：內(nèi)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(nèi)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(shí)性封孔，鉆孔深度前（5-10米），主要抽采工作面前方松動區(qū)內(nèi)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(yán)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(gè)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(jìn)鉆孔里實(shí)現(xiàn)封孔，主要在孔口1米范圍內(nèi)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?guī)M(jìn)鉆孔之后，讓后再向囊?guī)С錃?。兩者的效果幾乎是一樣的，只能做為臨時(shí)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(jìn)入封孔器后，通過在膨脹器內(nèi)部所形成的水壓升高來促使封孔器膠管膨脹，從而達(dá)到封堵鉆孔的目的。膨脹膠管可以是鋼絲復(fù)合膠管，向膠管內(nèi)的注水壓力可以達(dá)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(zhì)堅(jiān)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(shí)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(hù)，保證鉆孔的穩(wěn)定，使鉆孔周圍不再產(chǎn)生新的漏氣通道（裂隙），即避免后期漏氣通道的產(chǎn)生和發(fā)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(qū)

這種方法簡單，適合各種地質(zhì)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(kuò)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(nèi)，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(huán)形空間即可封孔，待砂漿凝固后即可進(jìn)行抽采，在砂漿中加入少量速凝劑，可加速凝固。4：結(jié)論

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

[2]陳杰,金龍哲;關(guān)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(zhì)量[J];礦業(yè)安全與環(huán)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.

第五篇：區(qū)域瓦斯抽放鉆孔封孔管理標(biāo)準(zhǔn)

區(qū)域瓦斯抽放鉆孔封孔管理標(biāo)準(zhǔn) 17.1 一般規(guī)定

17.1.1 區(qū)域瓦斯抽采鉆孔包括順層及穿層抽采鉆孔。17.1.2 鉆孔孔徑要求：順層及穿層抽采鉆孔孔徑不小于89mm；水力沖孔鉆孔孔徑不得小于113mm。17.1.3 順層鉆孔必須在成孔后立即封孔連管抽放，穿層鉆孔應(yīng)設(shè)置專人每天對當(dāng)天施工的鉆孔集中封孔。17.2 封孔準(zhǔn)備工作

17.2.1 打鉆過程中施工人員必須詳細(xì)記錄“卡、頂、噴”及鉆孔的煤、巖段長度等鉆孔施工情況。17.2.2 順層鉆孔施工至設(shè)計(jì)位置后，鉆機(jī)應(yīng)空轉(zhuǎn)3分鐘，用壓風(fēng)排凈孔內(nèi)煤（巖）粉后方可退鉆，在退鉆過程中必須連接壓風(fēng)不間斷清理孔內(nèi)煤粉。

17.2.3 封孔前，必須將注漿泵、封孔管、注漿管、封孔藥液等材料準(zhǔn)備到位，同時(shí)檢查封孔材料的質(zhì)量、篩眼部位透氣性、注漿泵的完好性，如發(fā)現(xiàn)封孔管、注漿管、囊袋有堵塞、破損或注漿泵不完好的，應(yīng)立即處理。

17.2.4 封孔前應(yīng)先進(jìn)行清孔，必須保證先鉆孔內(nèi)無煤粉堆積或積水的情況方可封孔。17.3 封孔工藝 17.3.1 穿層鉆孔：

17.3.1.1 封孔采用專用封孔器，管徑Φ50mm。封孔時(shí)，將囊袋固定在距孔口1.2m位置，然后用注漿泵與孔外預(yù)留注漿管連接進(jìn)行注漿，注漿量以孔內(nèi)封孔管返漿為止。

17.3.1.2 穿層鉆孔必須全程下封孔管，封孔段長度為整個(gè)巖孔段（實(shí)管），煤孔段全部為篩管。

17.3.1.3 封孔前，封孔人員必須查看鉆孔施工記錄，掌握鉆孔煤、巖段長度，確定實(shí)管和篩管長度。17.3.1.4 水泥、水配比為1：0.8～1：1，并應(yīng)保證水泥漿攪拌后均勻。第一次注漿后間隔30分鐘進(jìn)行二次注漿，使水泥漿充分封堵封孔段孔壁，封孔結(jié)束后使用水泥砂漿封堵孔口，長度不得小于0.3米。17.3.2 順層鉆孔

17.3.2.1 封孔采用專用封孔器，管徑Φ50毫米，封孔時(shí)埋管長度為26米，前端為4米篩管；18-22米為囊袋，采用聚氨酯封孔；0-17m段為實(shí)管，使用水泥漿封孔。

17.3.2.2 封孔步驟：

(1)將封孔管按連接順序牢靠連接后送入鉆孔內(nèi)。(2)將注漿管、風(fēng)管與封孔罐連接。(3)將聚氨酯（A、B膠各4袋）倒入封孔泵內(nèi)攪拌0.5分鐘后迅速將封孔罐上嚴(yán)，然后打開供風(fēng)閥門注聚氨酯。

(4)對孔口0-17米進(jìn)行注漿封孔，水泥、水配比為1：0.8～1：1并攪拌均勻。17.4 操作規(guī)定

17.4.1 用壓風(fēng)注漿前應(yīng)首先檢查風(fēng)管與注漿泵之間連接是否牢固，否則不允許開壓風(fēng)，避免風(fēng)管傷人。17.4.2 嚴(yán)防雜物進(jìn)入攪拌桶，避免注漿管堵塞和注漿泵損壞。

17.4.3 使用注漿泵進(jìn)行封孔前、后，必須用水清洗干凈注漿泵、連接管、螺堵、攪拌桶等。17.4.4 連續(xù)進(jìn)行多個(gè)鉆孔封孔作業(yè)須進(jìn)行多次攪拌時(shí)，必須將殘留于泵體及注漿管內(nèi)的水泥漿排出。具體操作為：向攪拌桶內(nèi)注入清水，將泵體及注漿管內(nèi)的水泥漿用清水置換，直至注漿泵出清水為止。17.4.5 注漿封孔過程中應(yīng)將注漿泵連接螺絲擰緊，防止漏氣造成注漿泵達(dá)不到額定壓力。17.5 監(jiān)督管理

17.5.1 封孔前封孔人員必須向防突部值班室匯報(bào)。防突部接通知后安排人員進(jìn)行監(jiān)督，并建立封孔專項(xiàng)記錄。

17.5.2 封孔時(shí)，封孔人員必須將視頻攝像頭調(diào)整到封孔的可視范圍內(nèi)，確保照明充足，圖像清晰可視。17.5.3 封孔人員應(yīng)現(xiàn)場填寫封孔記錄（附后），封孔單位按地點(diǎn)、孔號整理后存檔備查。17.5.4 防突部每周組織抽探隊(duì)、鉆探隊(duì)根據(jù)封孔數(shù)量核查封孔材料使用情況，做到支出、使用、庫存“三對照”。

17.5.5 每個(gè)鉆孔必須懸掛孔口牌，除標(biāo)明鉆孔的相關(guān)參數(shù)外，還必須標(biāo)明封孔責(zé)任人，確保每個(gè)鉆孔封孔責(zé)任到人。