关于煤矿瓦斯抽放钻孔封孔技术的探讨

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1、关于煤矿瓦斯抽放钻孔封孔技术的探讨【摘要】随着社会对煤矿安全问题的持续关注，在煤矿通防领域占有重要地位的瓦斯抽采技术也得到了快速的发展，其中钻孔封孔技术也不断推陈出新，各具特色。本文针对瓦斯抽放钻孔封孔的几种常用技术进行探讨，对不同技术的应用场合特点进行对比分析，具有一定的参考价值和借鉴意义。【关键词】瓦斯抽采；钻孔封孔1引言瓦斯是煤矿开采过程中的一种伴生性气体，具有易燃易爆性和化学毒性，对煤矿的安全生产带来了极大的隐患，而同时瓦斯也是一种优质洁净能源，其燃烧效率几乎等同于天然气。因此开发利用煤层瓦斯资源，

2、不但可以有效降低煤矿安全事故发生的概率，还可以优化我国能源结构，实现节能减排，其社会意义和经济效益都不容忽视。瓦斯抽采是煤矿企业进行瓦斯防治和利用的最主要手段，瓦斯抽放是指通过打钻，利用钻孔和抽放设备，将煤层或采空区内的瓦斯抽至地面，从而迅速降低井下的瓦斯浓度。近年来，随着煤矿开采深度延伸和大型综采设备的广泛应用，煤矿开采强度不断提高，这一方面提高了生产效率和煤矿生产量，另一方面也使得矿井瓦斯涌出量不断增大，因此，无论从安全角度还是经济角度，抽放瓦斯工作都显得更为重要。2煤矿封孔技术2.1聚氨酯封孔技术国内

3、本煤层钻孔普遍采用“高分子发泡材料”，其中以聚氨酯材料为主要材料。封孔时将双组分“高分子发泡材料”混合搅拌后，用棉纱、棉布、毛巾等织物浸泽缠绕在封孔管的某个长度上，然后插入钻孔10米左右的深处，“高分子发泡材料”发泡膨胀，将钻孔封堵。由于高分子发泡材料需要有较高的发泡倍数才能将钻孔封闭，高分子发泡材料发泡之后具有两个致命缺陷：第一，抗压强度低；第二，可压缩量很大。高瓦斯矿井和煤与瓦斯突出矿井往往采深较大，相应的地应力也较大，加之煤层强度普遍较低，井下煤层钻孔在地应力作用下将逐渐蠕变，钻孔在蠕变的过程中，钻孔

4、周围的煤体将会产生松动裂隙（漏气通道）。2.2机械弹性封孔技术常用的机械弹性封孔技术有两种：螺旋弹性胀式封孔器、弹性串球式封孔器，这两种封孔器的结构如图2和图3所示，其工作原理都是在外加力的挤压作用下，迫使弹性胶桶或者弹性串球膨胀，贴紧钻孔内壁，达到封孔的目的；当外加力取消后，胶桶或串球在自身的弹性力作用下恢复原状，即可从钻孔中取出，重复使用。上述两种封孔器，用在采煤工作面临时性封孔，钻孔深度前（5-10米），主要抽采工作面前方松动区内的瓦斯，在距离孔口1-2米封孔，它们对钻孔的密封性能很差，漏气很严重，根

5、本不能用于本煤层长效抽采钻孔的封孔。2.3充气式封孔器充气式封孔器主要有两种，一种是免充气气囊式，另一种是充气气囊式。前者将气体封闭在一个橡胶囊里，气囊中部有一根抽采管，利用气体的可压缩性将气囊塞进钻孔里实现封孔，主要在孔口1米范围内封孔；后者的气囊里没有封闭空气，气囊中部有一根抽采管，将囊带塞进钻孔之后，让后再向囊带充气。两者的效果几乎是一样的，只能做为临时性封孔。2.4水力膨胀式封孔器水力膨胀式封孔器的原理是：压力水进入封孔器后，通过在膨胀器内部所形成的水压升高来促使封孔器胶管膨胀，封堵钻孔。这种封孔器

6、在煤层注水方面用的较多，但对于本煤层长效抽采来讲是不可行，原因有二：第一，成本较高；第二，封孔器的微泄漏不能保证长效封孔的效果。3新型加压注浆封孔法3.1封孔原理加压注浆封孔法主要原理是由于树脂膨胀量比较大而且材质坚硬，通过树脂包在钻孔中两端膨胀封堵，在中间的空隙中通过单向阀注入水泥。树脂包的封堵可以承受一定的水泥压力。这种封孔方法一方面能使钻孔周围的裂隙得到充填，消除开孔时形成的漏气通道（裂隙），即消除初期漏气通道；另一方面能使钻孔得到可靠的支护，保证钻孔的稳定，使钻孔周围不再产生新的漏气通道（裂隙），即

7、避免后期漏气通道的产生和发展。这种方法简单，适合各种地质情况的钻孔。特别适合于钻孔倾角大、封孔深度深的上向或下向孔封孔。先在抽采管首端距管口150mm处安装一比扩孔直径略小的圆盘，在管前端150mm位置捆扎少量棉纱并加入膨胀树脂，并将抽采管插入孔内，以固定抽采管和防止漏浆，将1:2.5的水泥、砂浆倒入抽采管和钻孔之间的环形空间即可封孔，待砂浆凝固后即可进行抽采，在砂浆中加入少量速凝剂，可加速凝固。4结论目前，各个煤矿企业都非常重视煤矿瓦斯的治理与利用，瓦斯抽放技术作为治理瓦斯的主要手段也受到了广泛的关注，随

8、着该领域技术的不断发展，势必会有越来越多的新技术、新方法不断涌现，进一步提高瓦斯抽放的准确性和效率，保障煤矿企业的安全生产，并改善我国能源结构，真正实现可持续性发展。参考文献：[1催景昆.一种有效的封孔方法[j].河北建筑科技学院学报，2003(02).[2]陈杰，金龙哲.关于聚氨酯封孔可提高瓦斯抽放效果的研宄P].煤炭工程，2003(08).作者简介：王健，出生于1980年12月，工作于徐矿集团庞庄煤矿邓家庄生