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1、下向穿层钻孔“封注一体化”堵漏抽采技术下向穿层钻孔“封注一体化”堵漏抽采技术潘三矿2013-12-2614下向穿层钻孔“封注一体化”堵漏抽采技术下向穿层钻孔“封注一体化”堵漏抽采技术潘三矿1、引言通过对17181(1)轨顺保护巷下向条带预抽穿层钻孔实施“封注一体化”新型封孔工艺,不仅提高了钻孔封孔质量,并且通过高压注浆,对钻孔围岩裂隙进行有效封堵。从而提高了下向穿层钻孔抽采效果,且大大减少了人力、物力投入,降低了钻孔成本,做到了“经济技术一体化”。经考察,使用“封注一体化”封孔工艺,单孔抽采浓度达到了30%以
2、上连续抽采,百孔抽采纯量达到1.2m3/min。2、试验地点概况2.1巷道基本情况17181(1)工作面位于东四采区,工作面标高-706~-783m,走向长1290m,倾向宽200m。17181(1)轨顺外段815m为沿空掘巷,里段420m实体段采用顶板保护巷施工条带预抽穿层钻孔掩护掘进。17181(1)轨顺保护巷设计标高-661.4~-716m,设计工程量380m(平距),采用锚网索支护。巷道上覆13-1煤,下伏11-2煤,巷道法距13-1煤底板65.8~21.6m,法距11-2煤顶板0~44.2m。巷道垂
3、直轨顺实体段上方布置,设计宽*高为4.4m*3.5m,巷道底板至11-2煤顶板岩性为砂质泥岩。2.2煤层瓦斯赋存情况17181(1)轨顺实体段标高-706.2~-719.3m,煤层原始瓦斯压力1.5Mpa,原始瓦斯含量6.7m3/t,处于11-2煤突出危险区,煤层平均倾角7°,平均厚度1.12m,透气性系数0.018m2/MPa2·d。2.3钻孔设计及注浆设备2.3.1钻孔设计14下向穿层钻孔“封注一体化”堵漏抽采技术17181(1)轨顺保护巷下向条带预抽穿层钻孔按照10*5m布置(断层附近5*5m布置),共
4、设计55组,495个穿层钻孔。总钻孔量1.4万m,其中最长钻孔48m,最短钻孔20m,如图1所示。2.3.2注浆设备17181(1)轨顺保护巷下向钻孔注浆设备选用ZBY50/7-11型注浆泵(额定工作压力7MPa,额定流量50L/min),JBJ-300型搅拌机。14下向穿层钻孔“封注一体化”堵漏抽采技术图117181(1)轨顺保护巷条带预抽穿层钻孔设计图14下向穿层钻孔“封注一体化”堵漏抽采技术3、“封注一体化”堵漏抽采技术应用3.1封注一体化目的为进一步加强下向穿层钻孔抽采效果,提高封孔质量,降低钻孔成本
5、。深化“做钻场、喷注浆、强增透”九字方针,通过下向钻孔“封注一体化”施工工艺,提高抽采钻孔一次封孔注浆堵水效果,实现“封注一体、一孔多用”。3.2目标3.2.1有效封堵围岩裂隙,减少钻孔积水。3.2.2单孔30%以上高浓连续抽采;百孔抽采纯量1.0m3/min以上。3.3实施方案“封注一体化”施工工艺技术核心,在于钻孔内外堵头封孔质量。能否承受高压注浆冲击,并保持30min以上稳压时间,是保证封堵围岩裂隙、堵水效果的关键。因此,我们在17181(1)轨顺保护巷下向穿层钻孔施工过程中,在原有施工技术基础上,对封
6、孔工艺加以改善。采用“四堵一注、集中带压注浆”封孔工艺,即内堵头使用聚氨酯+水泥浆、外堵头使用聚氨酯+水泥砂浆进行封堵,待水泥候凝48小时后集中带压注浆。以此增加内外堵头质量,提高堵头抗压性,达到高压注浆目的,解决内外堵头无法实现带压注浆的问题。(封孔示意图见图2)具体操作如下:3.3.1下堵头采用编织袋加聚氨酯封孔,封孔长度不小于1m,下边缘封至孔深20m处或见煤点前2m。3.3.2按照水灰比1:2倍配比水泥浆(水泥15kg),进行一次注浆。将水泥浆液,注入下堵头位置。(下堵头上方2米位置预留一根注水泥浆管
7、,使用注浆泵注入水泥后再将注浆管拽出)。3.3.3上堵头采用编织袋加聚氨酯封孔,封孔长度不小于1m,上边缘封至孔深2m处。14下向穿层钻孔“封注一体化”堵漏抽采技术3.3.4注浆管、返浆管长度不小于4m。3.3.5按照水泥:黄沙比1:2陪配比水泥沙浆,将上堵头至孔口2m封实。3.3.6待每组钻孔施工结束,且最后一个钻孔水泥候凝48小时以上,集中进行二次带压注浆。3.3.7二次注浆压力必须达到4MPa,且单孔稳压时间不得小于30min。使浆液充分渗透到钻孔四周裂隙内,到达一次封孔注浆堵水效果。14下向穿层钻孔“
8、封注一体化”堵漏抽采技术图2下向穿层钻孔“封注一体化”方案封孔示意图14下向穿层钻孔“封注一体化”堵漏抽采技术4、效果考察4.117181(1)轨顺保护巷单孔浓度考察截止到2013年12月26日,17181(1)轨顺保护巷共计施工穿层钻孔150个。选择其中部分钻孔进行了单孔浓度考察,通过考察数据可以看出,抽采时间11~15天的,平均单孔抽采浓度达到59.1%(如图3所示);抽采时间14~25天的,平
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