資源描述：
《白龍山煤礦兩堵一注、帶壓封技術(shù)應(yīng)用研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、.“兩堵一注”帶壓封孔技術(shù)在白龍山煤礦的應(yīng)用研究我國大部分煤與瓦斯突出礦井采用鉆孔預(yù)抽煤層瓦斯的區(qū)域綜合防突措施，但是目前我國瓦斯抽采鉆孔的預(yù)抽瓦斯體積分?jǐn)?shù)低，瓦斯抽采鉆孔封孔效果不佳，抽采濃度低，抽采瓦斯量小，導(dǎo)致大多礦井瓦斯抽采量不達(dá)標(biāo)。煤層瓦斯抽采效果的影響因素包括煤層原始瓦斯含量、原始瓦斯壓力、地質(zhì)構(gòu)造、煤層透氣性系數(shù)、衰減系數(shù)、煤的堅固性系數(shù)等煤層賦存特性，及抽采鉆孔施工參數(shù)、封孔工藝等施工參數(shù)。煤層瓦斯抽采過程包括鉆孔設(shè)計、施工、封孔以及合茬連抽等多道工序，其中抽采鉆孔封孔質(zhì)量的好壞直
2、接影響到煤層瓦斯抽采效果，通過改進(jìn)鉆孔封孔技術(shù)，選用合理的封孔工藝和封孔材料，可以提高鉆孔封孔質(zhì)量，從而提高煤層瓦斯抽采效果。目前國內(nèi)外用于抽采鉆孔封孔的技術(shù)主要有機械注水泥砂漿封孔、發(fā)泡聚合材料封孔、封孔器封孔等。但是這些封孔技術(shù)受到了鉆孔方式、封孔成本和封孔效果等因素的影響，均不能很好的滿足白龍山煤礦一井現(xiàn)場的要求。針對白龍山煤礦一井特有的地質(zhì)構(gòu)造、煤層瓦斯賦存、煤層結(jié)構(gòu)和構(gòu)造特點，為了提高封孔質(zhì)量，改善封孔效果，在對現(xiàn)有的高分子發(fā)泡材料和水泥砂漿封孔技術(shù)進(jìn)行總結(jié)分析的基礎(chǔ)上，提出了新型的“兩
3、堵一注”帶壓封孔技術(shù)，并在云南白龍山煤礦一井進(jìn)行了現(xiàn)場試驗。1“兩堵一注”帶壓封孔原理“兩堵一注”帶壓封孔工藝的原理是：在鉆孔孔口一定距離的抽采管（實管）兩端布置囊袋A和囊袋B，通過注漿管向兩個囊袋注入速凝膨脹封孔注漿液，使囊袋膨脹后在封孔段兩端對孔壁形成壓力，...當(dāng)注漿壓力達(dá)到一定值后，使得中央爆破閥開啟，注漿液開始填充兩個囊袋中間封孔段空間，當(dāng)排氣管返回注漿液時說明鉆孔封孔段已充滿，關(guān)閉排氣管后繼續(xù)向封孔段注漿加壓，最后達(dá)到帶壓封孔要求，“兩堵一注”帶壓封孔原理如圖1所示。帶壓封孔使用的速凝
4、膨脹封孔注漿液封孔材料具有凝固膨脹后不析水、微膨脹的特點，因此在鉆孔封孔段充滿注漿液后，在注漿液的凝固過程中，封孔材料將不會收縮并繼續(xù)膨脹，充填封孔段周圍已有的裂隙，提高封孔質(zhì)量，從而達(dá)到密封鉆孔的目的。1—囊袋A；2—囊袋B；3—單向逆止閥；4—注漿管；5—中央爆破閥；6—塑料堵頭；7—抽采管（篩孔管）；8—速凝膨脹封孔材料；9—排氣管；10—抽采管（實管）圖1“兩堵一注”帶壓封孔原理示意圖2“兩堵一注”帶壓封孔過程“兩堵一注”帶壓封孔技術(shù)封孔過程如圖2所示，具體封孔步驟如下：①送入抽采管及封孔
5、裝置首先將抽采管（實管）和抽采管（篩孔管）送入鉆孔孔底，在鉆孔孔口一定距離的抽采管（實管）兩端布置囊袋A和囊袋B。②注漿囊袋膨脹...將速凝膨脹封孔材料與水按1：1比例混合均勻后，啟動風(fēng)動注漿泵通過注漿管向兩端囊袋A和B注入速凝膨脹封孔材料漿液，使囊袋膨脹后在封孔段兩端對孔壁形成壓力，達(dá)到密封鉆孔封孔段兩端的作用。③封孔段注漿當(dāng)注漿壓力達(dá)到0.6～0.8MPa后，注漿管的中央爆破閥門自動開啟，速凝膨脹封孔注漿液開始填充囊袋A和囊袋B中間的封孔段空間，當(dāng)排氣管返回注漿液時說明鉆孔封孔段已充滿。④注漿
6、液填充鉆孔孔壁裂隙關(guān)閉排氣管路后繼續(xù)向封孔段注漿，注漿液在注漿泵壓力作用下不斷填充鉆孔孔壁周圍裂隙，對已有的裂隙進(jìn)行封堵。⑤封孔完成當(dāng)注漿壓力達(dá)到1.5MPa，表明鉆孔孔壁周圍裂隙已得到充分填充，達(dá)到密封鉆孔的要求，此時停止注漿，封孔完成。（a）送入抽采管及封孔裝置...（b）注漿囊袋膨脹（c）封孔段注漿（d）注漿液填充鉆孔孔壁裂隙圖2“兩堵一注”帶壓封孔封孔過程示意圖...3地面試驗及結(jié)果分析在進(jìn)行煤礦井下封孔對比試驗前，在地面進(jìn)行了帶壓封孔模擬試驗：用直徑100mm的鐵管模擬井下抽采鉆孔，按照
7、“兩堵一注”帶壓封孔過程進(jìn)行注漿封孔12h后，將鐵管沿截面切開，可以得到模擬鉆孔的剖面，如圖3所示。圖3“兩堵一注”帶壓封孔模擬鉆孔剖面從圖3中可以看出，模擬鉆孔內(nèi)有瓦斯抽采管、注漿管以及封孔段凝固的封孔材料，其中經(jīng)過12h后封孔材料已完全凝固，沒有出現(xiàn)收縮現(xiàn)象，同時瓦斯抽采管無受壓變形現(xiàn)象，說明該封孔材料能夠有效的密封鉆孔。4井下試驗及應(yīng)用效果分析4.1煤層賦存條件及鉆孔布置白龍山煤礦一井C2煤層首采工作面煤巷掘進(jìn)期間，沿C8+1煤層布置底板瓦斯抽采巷（C8+1煤層上距C7+8煤層6～10m，下
8、距C9...煤層6～12m），施工穿層鉆孔對C2煤層煤巷掘進(jìn)運輸順槽和回風(fēng)順槽及兩幫15m范圍內(nèi)提前進(jìn)行卸壓瓦斯條帶預(yù)抽。底板穿層鉆孔抽采半徑設(shè)計為2.5m，鉆孔沿煤層走向每間隔5m設(shè)計施工一排，沿煤層傾向成扇形布置，每排設(shè)計7個鉆孔。由于C8+1煤層底抽巷距離C2煤層距離較長，平均50～70m，中間依次穿過C7+8、C4、C3三層松軟突出煤層，且煤層頂?shù)装宓刭|(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，斷層較多、裂隙較為發(fā)育，對抽采鉆孔的封孔質(zhì)量要求較高。本次井下封孔試驗地點選擇在巖層賦存條件穩(wěn)定、無構(gòu)造影響的一
