围岩含水条件下快速测压工艺.pdf

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1、煤矿现代化2010年第2期总第95期围岩舍水条件下快速测压工艺王法凯，蒋承林，黄鑫业(中国矿业大学安全工程学院，江苏徐州221~8)摘要围岩含水条件下，高压注浆可以实现封堵渗水裂隙，利用胶囊粘液封孔法传统与改进工艺对比测定煤层瓦斯压力，通过在平煤天安十一矿的试验与应用对比，从而在实践中论证了胶囊粘液封孔一补气法快速测压的可行性。关键字围岩含水；测压钻孔；高压注浆；胶囊粘液封孔；补气法中图分类号：TD265文献标志码：B文章编号：1o09—0797(2010Jo2—007I一02煤层瓦斯压力是矿井各项安全措施方案制定

2、实施的依据2胶囊粘液封孔工艺改进一补气和出发点，是矿井瓦斯安全防治工作成败的关键。准确获取煤层原始瓦斯压力是有效开展瓦斯预测和防治工作的重要技术胶囊粘液封孔法作为一种可重复使用的主动测压方法，保障。当然要获得准确可靠的瓦斯压力，就必须选择正确的测测压准确可靠、能够准确测得煤层原始瓦斯压力。但是，与其压方法。它测压方法类似，该测压方法同样存在着压力稳定时间长这目前通常采用施工穿岩层钻孑L，用黄泥、水泥浆等材料封一缺点。孔或者胶囊粘液封孔等方法直接进行封孔测压。这些测定方因为钻孔周围浅部煤体瓦斯已经由裂隙通过钻孔放散掉

3、法在测试区域围岩岩层稳定、构造不发育、无含水层等条件下了，深部煤体瓦斯解析、运移需要一定的时间才能补充过来，均能取得了较好的效果。但是，在围岩含水的情况下，这些传且钻孔暴露时间越长，则需要的稳定时间越长。统测压封孔方法的表现均差强人意。在本文试验进行前，欲测如何才能克服这个由于钻孔周围瓦斯放散、煤层的透气压点附近已经施工了四个测压钻孔，均采用水泥砂浆封孑L法性以及煤体吸附解析运移特性所带来的缺点呢?首先，要从煤测压，结果四个钻孑L不是无压力显现，就是压力很大、打开卸层瓦斯压力的定义人手，煤层瓦斯压力是指煤孑L隙中所

4、含游压阀水流很急。离瓦斯的气体压力，即气体作用于孑L隙壁的压力，且不同气体因此，为了提高煤层原始瓦斯压力的测量准确可靠性，在间可以实现静态平衡。因此，可以通过采取一定的措施弥补钻平煤天安十一矿西翼风井轨道下山变平点前200m石门处测孔周围煤体由于各种原因所放散的瓦斯，比如：补充气体。压过程中，针对该区域围岩破碎、裂隙发育、含水丰富的特点，利用补气法唯一难点就是，要首先估计测压点煤层瓦斯采用高压注浆封堵围岩渗水裂隙，并排除水泥砂浆封孑L法(鉴压力，当然是越接近越好，这样补充气体后可以使该测压孔很于之前表现)而选用胶囊

5、粘液封孑L法测量己16—17煤合层瓦快达到压力平衡，实现快速测压。斯压力。3应用实例现场试验和应用结果表明，使用高压注浆工艺可以很好地封堵住与测压钻孔沟通的渗水裂隙，补气法可以缩短压力本文试验，在平煤天安十一矿西翼风井轨道下山变平点稳定时间，并最终顺利、成功地获取了准确、可靠的煤层原始前200m石门处共施工两个测压钻孔，上行孔，距掘进迎头5m瓦斯压力处，均由巷道底板向上2m：①垂直巷道左帮，仰角35。；②垂直巷道右帮，仰角34。；两测压钻孔均用作测己16—17煤合层1高压注浆工艺瓦斯压力。针对测压点附近区域围岩的实

6、际情况，结合当前国内外3．1注浆过程在围岩含水条件下穿越岩层测定煤层原始瓦斯压力封孔工艺①号孔施工：先用中133钻头钻进6m，起钻，固定中108的现场实践与应用情况，以及矿井关于注浆加固工艺技术，详套管，外露3o0mm。进行一次注浆，凝固24h，用中75钻头扫细制定和实施注浆封堵围岩渗水裂隙方案。步骤如下：空钻进6m，耐压试验合格。继续钻进至约8m左右时出水，18m1．1一次注浆见己16—17煤。起钻，二次注浆，稳定36h，扫孑L钻进，(下行)孔实施过程：待钻孑L(不小于中110ram)施工到要求深度后，内无水流出

7、。因此，可以认定①号孔围岩裂隙渗水封堵成功。下带有法兰盘的套管(不小于~94mm)，外露和留底深度要把②号孑L施工：注浆步骤与①号孔完全相同。稳定36h后，握好。其次，一般采用聚氨酯固定套管，聚氨酯固定段不少于1扫孑L钻进，孔内无水流出。因此，可以认定②号孑L围岩裂隙渗米。等待十分钟，聚氨酯反应完全后再通过法兰盘向钻孔内注水封堵成功。浆。注浆压力要求达到6MPa或钻孔跑浆为止。表1测压钻子L参数1．2二次注浆实施过程：待水泥浆凝固后，用中75mm钻头扫孑L钻进，深度要求为到一次注浆钻孔停止位置。做耐压试验，要求该钻

8、孑L能够承受12MPa的压力，否则重复一次注浆直到完全达到两钻孔具体参数如表1所示。结果表明利用高压注浆可要求为止。继续钻进，见煤即停。然后重复注浆，注浆压力要求以很好的封堵围岩裂隙，从而为胶囊粘液封孔工艺提供一个i大到l2MPa没有水干扰的类岩性测压平台，进而使围岩含水条件下准确·7l·煤矿现代化2010年第2期总第95期测定煤层原始瓦斯压力成为可能。3．