“两堵一注”封孔工艺实验报告.pdf

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1、金鼎安全瓦斯治理工艺----“两堵一注”封孔试验报告为提高钻孔瓦斯抽放浓度，提高抽放效率，缩短抽放达标期，做好瓦斯治理，在桃园煤矿II2轨道大巷6#钻场及II1028机巷对安徽宿州市金鼎安全技术股份公司的囊袋式封孔装置+速凝膨胀材料的“两堵一注”封孔工艺进行了试验。本次实验共选取穿层钻孔40个，顺层钻孔10个，旨在验证囊袋式（矿用封孔器）“两堵一注”封孔效果。一、概况桃园煤矿位于安徽省宿州市南部北杨寨乡境内，北距宿州市12km（交通位置见图1-1）。其北界为F1断层，南部以第10勘探线为界与祁南煤矿毗邻，西界为10煤层露头线，东界至32煤层-800m底板等高线的水平投

2、影为界。井田南北2走向长约15km，东西倾向宽1.5～3.5km，井田面积约32km。矿井核定生产能力160万t/a，为煤与瓦斯突出矿井，82煤层为煤与瓦斯突出危险煤层。2桃园煤矿II2采区走向长约2500m，倾斜宽约1600m，面积约4.5km。1、II2采区10煤层赋存、瓦斯、地质条件II2采区10煤层两极厚度0.54～4.04m，平均厚3.22m，含1层泥岩或炭质泥岩夹矸。煤层顶板为泥岩、粉砂岩和砂岩，岩性变化复杂，砂岩与泥岩、粉砂岩常相间出现；底板多为泥岩及粉砂岩。10煤层推测瓦斯压力为0.69～1.47MPa，在标高为-538.5m时，煤层瓦斯压3力为0.7

3、4MPa。煤层瓦斯含量为5.29～7.84m/t，在标高为-823m时，煤层瓦斯3含量达到8m/t。2、实验区域地质概况及瓦斯赋存情况II1028工作面位于Ⅱ2采区北翼，上区段为即将回采的Ⅱ1026工作面，下为10煤层未开拓区域，左以Ⅱ2轨道上山保护煤柱为界，右至Ⅱ2采区边界。该工作面外段走向长约310m受古河流冲刷影响，局部煤层因冲刷而缺失，煤层厚度变化较大，厚度为0～4.2m，平均3.4m，局部含有一层夹矸，一般厚0～0.3m，平均0.2m；煤层倾角为20～33°，平均26°；煤层顶、底板均为泥岩。局部顶板纵向裂隙较为发育。Ⅱ1028工作面处于突出危险区域实测Ⅱ1

4、028工作面深部-774.5处10煤层3瓦斯含量为6.33m/t3、实验区域钻孔设计情况1、6#钻场设计施工5列40个钻孔，钻孔设计孔径为113mm，孔底轴向间距6×6m网格状布置。钻孔穿过煤层进入煤层顶板0.5m，钻孔控制到巷道两侧轮廓线外均不少于15m。2、Ⅱ1028机巷向工作面内部施工顺层孔共设计190个孔。钻孔设计孔径为113mm，孔底轴向间距5m。二、原封孔工艺及存在的问题1、原封孔工艺方法及流程封孔管为Φ50mm，长度为18m的PE管，前段2m为花管，孔口段封孔长度不小于1.5m。（1）将一个编织袋底部开口套在PE管花管后1.5m处，用铁丝扎紧袋底，将编织

5、袋向后翻开备用。（2）将专用塑料袋用铁丝捆扎在编织袋中间部位的PE管上，向塑料袋内倒入黑（白）聚氨酯，用棉线绳将塑料袋捆扎在PE管上，棉线上留扣，取一根与套管长度一致的铁丝作为拉线，将铁丝穿入棉线预留的扣内，向塑料袋内倒入白（黑）聚氨酯，使用棉线将塑料袋袋口与PE管扎紧。（3）将编织袋口部位割出一处缺口，将拉线铁丝从缺口内捋出，将编织袋袋口束紧用铁丝捆扎在PE管上。（4）在套管上绑上回浆管，回浆管长度不小于10m孔口预留0.3m。（5）两人配合将套管送入孔内，将拉线铁丝从孔内拉出，将PE管在孔内来回窜动几次，以便聚氨酯能够充分混合，孔口外预留0.3m,便于软管连接。（

6、6）将2m长的注浆管沿孔壁送入孔内孔口预留0.2m，向孔内1.5m处捣入一团棉纱，以防聚氨酯膨胀堵塞注浆管。（7）将编织袋内倒入聚氨酯，捣入孔内。（8）待聚氨酯膨胀后，清理孔口，再捣入快速水泥,使两段聚氨酯之间形成膨胀水泥注浆空间。（9）把封孔所用水泥浆按比例配比搅拌均匀，(水泥与水的体积比1:1～1.5)，利用封孔设备2ZBQ-9/3煤矿用风动注浆泵注进孔内,待回浆管回浆后将回浆管对折扎紧，继续注浆，要求封孔压力超过1.5MPa，注浆结束后将注浆管对折扎紧，封孔结束。2、原封孔工艺存在的问题（1）操作步骤较多，程序繁琐。（2）各种材料用量、注浆量不易掌握，现场操作存

7、在偷工减料情况。（3）前堵头中的聚氨酯反应时间不易掌握，塑料袋在送入孔内过程中容易被孔壁刮破，失去作用，造成注浆效果达不到要求。（4）前后堵头耐压强度低，容易发生前端堵头被顶掉而从套管内返浆的情况。三、囊袋式“两堵一注”封孔原理及工艺流程1、囊袋式“两堵一注”封孔原理采用新型囊袋式“两堵一注”封孔，即使用宿州金鼎安全技术股份有点公司生产的“FKJW-50/0.5”矿用封孔器，根据所需封孔长度，通过一根注浆管注入“速凝膨胀封孔剂”浆液先快速密封两端囊袋，使两端囊袋鼓起，当注浆压力达到0.6MPa时，注浆管路预留的爆破阀门自动爆破，此时浆液自行向两囊间的