优化钻孔封孔工艺 改进钻孔封孔技术

第一篇：优化钻孔封孔工艺 改进钻孔封孔技术

优化钻孔封孔工艺 改进钻孔封孔技术

――――通风区增收节支趟出了一条新路子

李怀忠

段王煤业集团段王通风区积极推进增收节支措施，努力节本增效，五月份，该区从优化钻孔封孔工艺，改进钻孔封孔技术，采用新材料入手，每个抽放钻孔封孔成本降低约90元，千米回采工作面可节约成本11.88万元，增收节支工作又趟出了一条新路子。

钻孔封孔技术是矿井瓦斯抽放工作的重要环节，是抽采瓦斯工程的终端工艺，封孔质量的好坏是决定抽放效果的关键。段王属高瓦斯矿井，抽放效果不好，会引发瓦斯积聚与超限现象，造成安全生产事故。封孔技术的改进，有利于减少负压消耗，减轻抽放管路的负荷，提高抽放效率，提升抽采水平，降低生产成本，提高生产成效。

通风区曾用过黄泥、水泥封孔技术，该封孔法虽封孔工艺简单，材料来源广泛，但劳动强度高，而且黄泥干燥后会出现裂隙，且上部不易充实，封孔质量较差，后来采用新型材料聚胺脂膨化材料8米全程封孔，该方法是化学封孔法，具有封孔质量好，封孔速度快，工人劳动强度低等优点，但封孔材料成本高，且需从外地购进。又属危险品范畴，不便于运输与积存。为此，通风区创新方法，改用了成本比较低，安全性能高的化学密闭波雷因进行封孔，经测试，抽放负压没有变化，抽放浓度提高了，说明封孔是严密的，没有漏气现象，抽放效果得到了检验。这样不但提高封孔质量，还节约了封孔成本。

采用原来的封孔法，每吨胺脂封孔材料72000元，每50kg可封孔20个，每个钻孔封孔材料成本180元；如采用现在的新材料进行封孔，按每13个钻孔用50kg波雷因计算，１吨波雷因可封孔260个，每吨25360元，每个孔的材料成本在98元。同时，抽放队还用ＰＥ管代替铁管做封孔管，每孔可省材料费8－9元，两项创新可为公司节约至少每孔90元。巷道长度1000米的回采工作面，每3米一个本煤层钻孔，进风巷回风巷共600个本煤层钻孔；每70米一个钻场，每个钻场30个高位孔，是420个高位钻孔；再加上回风巷每3米一个穿层钻孔，共计1320个钻孔。那么节约成本在118800元。

利用波雷因封孔，一方面，节约了材料，降低了成本。另一方面，封孔后的钻孔沿程封堵密实，没中空的现象，封泥密度，强度变大。由于钻孔施工完毕后及时对钻孔下封孔管，化学封孔剂通过反应发泡和固化的过程，形成的固体物非常坚硬，抗压力能达到25-38MPa.。在封孔器压力推注下封孔材料还能迅速渗入在应力作用下产生的煤壁裂隙。漏气率也降低了，极大的提高了抽放效率。

第二篇：钻孔封孔管理办法

穿层钻孔封孔管理办法

为增加风巷穿层钻孔瓦斯抽放率，规范和改进穿层钻孔封孔工芝，提高封孔质量，提高抽放浓度和抽放量，特制定如下管理办法。

一、技术要求

1、钻孔达到预定深度后，钻机空转5分钟，排净孔内岩、煤粉后方可封孔。

2、封孔乙烯管长度为20米，直径为50mm,筛管段长度为7米，封孔深度为13米。

3、直径为15mm, 筛孔间距为500mm,封孔管末端用纱网进行包裹，防止岩、煤块进入堵塞管路。

4、防止筛孔和封孔管末端被煤粉堵塞影响透气性，封孔后，要用1寸胶管接入压风吹孔3分钟以上。

5、外口用水泥进行封堵，封堵长度在1m以上。

通防部

2012年4月

第三篇：钻孔封孔及接抽管理制度

钻孔封孔及接抽管理制度

钻孔打钻结束在进行接抽的过程中，经常出现瓦斯超限情况，为了安全操作，特制定以下安全技术措施：

1、所有施工的抽采钻孔必须及时联接入抽采系统进行抽采，报废、失效钻孔必须及时封闭或填实。

2、封孔应采用聚氨脂等材料，禁止采用黄泥封孔，钻孔密封深度不得小于5米。

3、抽采钻孔必须设置检查瓦斯浓度的气孔，安设控制阀门，必须按设计安设孔板流量计或其它形式计量装置。

4、所有抽采钻孔封孔时，孔口不得使用导电材质。

5、抽采钻孔容易塌孔、堵塞时，封孔时钻孔内应采取加装筛孔管等措施。瓦斯抽采孔不得随意拆除，确需拆除时必须经通风科批准。

6、钻孔孔口必须安设“气水分离器”，气水分离器两端要用胶皮封严，上部接抽放管保持连续接抽。

7、钻场封孔作业时，不允许进行其它工作。

8、钻场终孔进行封孔前，必须切断钻场及钻孔回风流所涉及到的电源。

9、封孔钻场由瓦斯员巡回检查瓦斯；当班班长用便携式瓦斯报警仪，悬挂在规定位置并连续检查瓦斯；钻场内安装瓦斯监控探头；瓦斯浓度超过0.8%时，停止工作，撤除人员，切断电源，并报告矿调度室。

10、接抽钻场内必须保证风量足够、风流稳定，瓦斯浓度不超过0.8%，并配备适当挡风帘。

11、终孔的钻孔必须及时封堵，严禁钻孔向钻场内排放瓦斯。

12、封孔接抽操作人员不准正对导管和孔口站立。

钻

13、孔充填材料未凝固，封孔导管不紧固，不准非封孔人员进入钻场。

14、抽采钻孔开始施工时，抽采支管必须接到280支管汇流器上，确保钻孔能及时接抽。

15、封孔接抽人员配戴的矿灯必须保证防爆性能完好，封孔接抽操作时，要避免开关、敲打、撞击产生火花。

16、封孔导管必须使用“双抗”（阻燃、抗静电）PVC管。导管长度不小于6m，封堵严实的长度必须确保在5m以上。

17、接抽的支管吊挂或支撑必须在顶帮稳固的位置。

钻孔接抽完毕，打开阀门检查接头和管道，严密不漏气，瓦斯浓度稳定15分钟以上，同时向通风科和抽放队汇报后，方可离开。

通风科

2014年11月10号

第四篇：本煤层抽放钻孔封孔工艺改进及应用

本煤层抽放钻孔封孔技改进及应用

邢 磊

【摘 要】介绍了梁北矿本煤层钻孔原有封孔工艺存在的问题，应用PD水泥封孔材料，通过改进封孔工艺和方式，大大提高了封孔质量，即保证了煤层区域措施预抽效果，提高抽采浓度和抽采量，降低煤体瓦斯含量，又实现了高浓度瓦斯的抽采与利用，取得了显著效果。

【关键词】本煤层钻孔 封孔技术 瓦斯抽放

一、概况

梁北矿属于煤与瓦斯突出矿井，瓦斯治理工作一直都是日常工作中的重中之重，为了杜绝瓦斯事故，保证安全生产，必须采取有效的煤层抽采措施，降低煤体中的瓦斯含量，并实现瓦斯抽采利用，变废为宝。

梁北矿煤层赋存稳定，平均煤厚4.2m，一般3－6m，煤层倾角11°～13°，平均12.5°，其直接顶为沙质泥岩及细砂岩，直接底板为沙质泥岩和细砂岩，瓦斯含量4.91－13.97m3/t，煤层瓦斯压力1.0－3.65Mpa，煤的坚固性系数0.15-0.3，煤层透气性系数0.0011—0.0454m2/Mpa2.d。为了有效治理瓦斯，采煤工作面采取本煤层顺层抽采钻孔措施，煤巷掘进工作面采取挂耳钻场预抽及卸压钻孔措施，对煤体瓦斯进行抽采及利用。本煤层钻孔均采用Φ94mm钻头，钻孔深度视情况而定，一般都在60m以上，钻孔倾角沿煤层顶板设计，可分为上行孔、下行孔、平孔三种类型。

二、各类钻孔封孔工艺

1、本煤层抽放钻孔上行孔： ⑴封孔工艺：

梁北矿本煤层瓦斯抽放孔上行孔，倾角12°，孔深不一，孔径94mm，为煤孔，封孔步骤为：

①钻孔施工完毕退钻杆时，退至孔内剩余钻杆约20m时，开启压风，将钻孔内煤粉吹出一部分；

②钻杆完全退出后，使用钻孔煤粉处理管送入孔内15-20m，开启压风，将剩余煤粉吹出钻孔；

③准备封孔管：采用Φ32mm×13m聚乙烯封孔管一根，一端有1m长集气孔段，封孔长度10-12m。孔口预埋一根Φ20mm×3m聚乙烯管作为注浆管。在聚乙烯封孔管管口段和集气孔段后部约0.5～0.8m处，用扎丝各捆扎封孔毛巾（集气孔段后部用整条毛巾），并在毛巾前后增

本煤层瓦斯抽放孔下行孔，倾角-12°，孔深不一，孔径94mm，为煤孔，封孔步骤为： ①钻孔施工完毕退钻杆时，退至孔内剩余钻杆约20m时，开启压风，将钻孔内煤粉吹出一部分；

②钻杆完全退出后，使用钻孔煤粉处理管送入孔内15-20m，开启压风，将剩余煤粉冲出钻孔；

③准备封孔管：采用Φ32mm×13m聚乙烯封孔管一根，一端有1m长集气孔段，封孔长度10-12m。聚乙烯封孔管集气孔后部约0.5-0.8m处，用扎丝捆扎长1.4m的整条封孔毛巾，并在毛巾前后增加挡圈（挡圈可用棉纱缠绕，防止封孔药液膨胀时在孔内乱流堵塞集气孔段的吸气小孔。），挡圈宽度为50mm左右，直径75～80mm；

④将两套封孔药液（两黑两白）在专用容器内搅拌至均匀泛白；

⑤在毛巾上倒上两套聚氨脂封孔药液（两黑两白），并迅速将毛巾缠绕在封孔管上，用扎丝将毛巾捆扎牢固并快速送入孔内；

⑥配制水泥浆：水泥砂浆按照PD材料：水泥：水=1：3：2（体积比）的比例混合，并搅拌均匀；

⑦注浆时，使用一根较长的注浆软管插入孔底，开启注浆泵，在浆液由孔底向孔口升高直至注满钻孔以后，拉出注浆软管，孔口用黄泥或水泥封堵，达到封孔目的。

如图2所示：

钻孔煤壁13米Φ32聚乙烯封孔管1.4米聚氨酯封孔段（前后有挡圈）挡圈吸气孔段0.5-0.8m

图2 下行孔封孔工艺示意图

⑵注意事项：

①为保证封孔效果，封孔前必须对钻孔内煤粉清理；

②封孔管集气孔段一定要保证被纱窗全部缠绕，并用扎丝穿孔扎紧；

③孔底聚氨脂封堵必须使用整条毛巾，聚氨脂封孔药用两套（四瓶，两黑两白），保证孔底封堵严密，防止水泥砂浆向钻孔深部泄露。

3、本煤层抽放钻孔平行孔：

第五篇：封孔技术[推荐]

聚氨酯封孔、人工送水泥封孔和压气送水泥封孔的封孔深度一般都小于5m，适用于短时间瓦斯抽放钻孔封孔和巷道煤壁破碎带短的瓦斯抽放钻孔封孔；注浆封孔泵封孔的封孔深度能达到20m以上，封孔用的水泥浆水灰质量比达到0.4:1（水:水泥），这种高稠度水泥浆在钻孔内基本不收缩，适用于各类瓦斯抽放钻孔的封孔，是目前普遍采用的瓦斯抽放钻孔封孔方法。

因此，本次主要针对BFZ-10/1.2（2.4）型矿用注浆封孔泵及其封孔工艺进行介绍。2 注浆封孔泵及其封孔的特点

2.1 具有同时搅拌和输送高稠度水泥浆的特点，水灰质量比达到：0.4：1（水：水泥）。

2.2 无须对封孔段进行扩孔和把注浆管送到待封钻孔的底部，而只需把注浆管在待封钻孔的孔口处作适当的固定和封堵即可。2.3 由于具有上述1、2的特点，大大简化了封孔工艺、降低了封孔作业的劳动强度。

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2.4 高稠度水泥浆由于具有基本不收缩性，从而保证了对任何钻孔都能确保封孔的严密性，提高了对钻孔的封孔质量。

常规的瓦斯抽采钻孔封孔技术包括采用有机材料或无机材料直接封堵、封孔器封堵。而直接封堵法包括粘土人工封孔、机械注水泥砂浆封孔、发泡聚合材料封孔。现在研究的很多种封孔放法结合了各种封孔技术优点，采用两种或多种技术组合使用，使封孔效果得到改善。同时从一次封孔研究到二次封孔技术，使封孔技术更加丰富，提高了抽采效率。

1、粘土人工封孔

常用粘土为黄泥或水泥团，粘土封孔法对封孔的材料要求不高,而且所花费的成本也很低,但是对封孔的工艺要求却很高。其受限于钻孔长度和粘土的软硬度,很难将钻孔封的密闭不透气,稍有一个环节的疏忽都可以导致其钻孔封闭不实。粘土封孔方法封孔长度较短，黄泥遇水变软，密实性不好，容易漏气。采用黄泥、水泥团人工封孔，钻孔密封质量差、作业时间长、劳动强度大，现场已很少采用。

2、机械注水泥砂浆封孔

水泥砂浆封孔法是在孔口处安好截止装置后,将水泥砂浆用注浆泵压入钻孔,可以封孔段较长的钻孔。其封孔材料在注入时为液态,等其凝固后为固态,能较好的封闭钻孔周围的一些裂隙和解决粘土法封孔难以解决的一些难题,从而能较好的封实钻孔。用一根回浆管即可检验其封孔长度,操作比较简单省时。

机械注浆虽可大大缩短封孔时间，但是目前的机械注浆设备笨重，加大了工人的劳动强度和搬运时间。对于倾斜钻孔可以保证封孔质量，但是对于近水平或缓倾斜煤层不适用。水泥短时间内不能硬化固结，并且凝固后易收缩导致漏气，从而使封孔后瓦斯浓度衰减比较快。

3、发泡聚合材料封孔

采用发泡聚合材料聚氨酯(马丽散)封孔，由于聚合材料发泡倍数高、质量轻，具有工艺简单、密封可靠、封孔迅速等特点而得到了广泛应用。然而目前化学聚氨酯封孔技术主要是采用徒手封孔，封孔长度只有3～5 m，不能有效封堵钻孔瓦斯抽采松动裂隙带，瓦斯抽采浓度不高，钻孔抽采寿命不长，甚至对操作不熟练的封孔工人，由于聚氨酯发泡反应快，一般在2～4min完成，抽采钻孔往往很难成功封孔而造成废孔。发泡聚合材料封孔其封孔材料成本高，操作要求高。

4、封孔器封孔

封孔器封孔法一般用于岩层致密和服务时间不长的岩孔, 主要包括摩擦式封孔器和水

力膨胀式封孔器两大类。封孔时先将封孔器放入钻孔封孔位置, 再通过留在钻孔外的专门机械机构使内、外管相对运动, 挤压封孔器前端的胶皮胀圈, 使之在径向膨胀进而将钻孔封堵严密。封孔器膨胀系数大, 封孔质量可靠, 还可以重复利用, 是一种理想的封孔装置。但是由于其昂贵的成本和价格, 目前并没有得到普及应用。

5、聚氨酯封孔器封孔

该方法使用三种化学药液,按一定比例进行配比,将配好的药液均匀涂抹在麻袋上,涂抹的同时迅速把麻袋缠绕在封孔器上,再把封孔器送入抽放钻孔孔口内,此时依靠聚胺脂发生化学反应而膨胀,从而达到钻孔封孔的目的。缺点： 药液配比必须适中,一旦配比不适中,将不能实现封孔目的,导致材料的浪费。2 药液发生膨胀需要一定时间,一般在60 min以上,8 h 班最多可完成6个钻孔,不能实现快速封孔,且孔口有残留膨胀物。封孔后受到顶板的挤压易出现裂缝,导致钻孔漏气,降低抽放效果。4 钻孔封孔长度有限,一般封孔器的长度仅为3 m ,封孔段仅为800 mm～1 000 mm。实践证明,封孔段距离应不小于5 m。由于不能实现长距离封孔,导致钻孔抽放负压较低,最大只能达到9.3kPa～10.9kPa。钻孔封孔段易出现导通通道,尤其是全锚支护的巷道。

6、囊袋式注浆封孔

囊袋式注浆封孔法是考虑到国内现行封孔技术的缺陷,结合国外封孔技术的经验和国内情况提出的一种成本适中、能显著改善抽采效果的封孔方法。它改变了过去人们普遍认为的瓦斯抽采钻孔难以实现注浆封孔的常规看法。同时,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);另一方面能使钻孔得到可靠的支护,保证钻孔的稳定性,使钻孔周围不再产生新的漏气通道(裂隙)。

囊袋式注浆封孔法的关键技术是孔内一次性囊袋注浆装置。该装置通过2个囊袋封堵1 段钻孔,2个囊袋之间有1段塑料管,塑料管上开设有钻孔注浆口,先向囊袋注浆,通过囊袋膨涨后封堵封孔段钻孔,然后囊袋内的浆液通过钻孔注浆口向2个囊袋之间的钻孔注浆,并形成注浆压力使浆液向钻孔壁渗透。

囊袋式注浆封孔法的装置结构新颖、构思巧妙,能够顺利的进行现场施工,封孔效果较聚氨酯封孔法有显著的提高,是提高煤层瓦斯抽采浓度的有效方法。

7、带压注浆封孔技术 由于煤层内存在大量的构造裂隙,尤其是在受采动影响较大的煤体内,裂隙发育程度更高。同时在钻机打钻的过程中,加剧了煤体的破坏程度,使裂隙贯穿煤帮和钻孔,如果封孔不严实,在负压状态下,空气由煤帮和钻孔周边进入孔内,会导致抽采浓度短期内下降到10%以下。带压注浆封孔技术把钻孔两端堵住,中间一段注入封孔剂,封孔深度可达8m,超过巷道的裂隙带。封孔剂在密闭的空间膨胀时,产生一定的压力,可进入钻孔壁周围的裂隙中,加强了与孔壁的粘合度。为了有效改善封孔质量,提高抽采浓度，中国矿业大学研发了赛瑞封孔剂及配套封孔设备KSZB160-2矿用手动注浆泵。

优点： 在现场使用带压注浆封孔技术比原封孔技术瓦斯抽采浓度平均提高了40%左右，高浓度维持周期长，一次封孔后一般可达2个月，单孔平均多抽瓦斯量约为1036．8m3(按抽2个月算)。带压注浆封孔技术，增加了封孔深度，实现了封孔技术由手工向机械的转换，提高了抽采钻孔的封孔质量，保证了瓦斯抽采效果，延长了钻孔瓦斯抽采期，取得显著的经济效益与社会效益。赛瑞封孔剂的发泡倍数为4～5倍，发泡倍数适中，材料的密实度满足封孔的要求，在不会漏气的情况下又节省材料。赛瑞封孔材料在发泡的过程中可以渗入孔壁的裂隙中，增加封孔的密实性，且赛瑞材料具有良好的柔韧性和抗压能力，可以避免抽采负压作用下封孔管的微量变形造成的影响。增加了封孔深度和长度，有效避开巷道松动圈。6 封孔过程操作简单，工人可以熟练掌握。封孔工艺配套使用的KSZB160-2 矿用手动注浆泵结构简单，重量仅为20 kg，便于移动，使用维护方便。

8、二次封孔

现有的瓦斯抽放钻孔的封孔方法都还局限于一次封孔阶段,未涉及到如何提高后期瓦斯抽放浓度。对于顺层钻孔,即使初期瓦斯抽放浓度较高,但随着大量瓦斯被抽出,煤体的弹性潜能得以释放,将使煤层发生变形、位移和卸压,钻孔周边的孔(裂)隙发育、扩张,在抽放负压的作用下外界空气易从这些孔(裂)隙通道进入孔内,从而导致瓦斯抽放浓度下降,缩短了钻孔的有效抽放寿命。针对该技术难题,借鉴火区封闭堵漏的原理,2007 年中国矿业大学课题组首次提出了二次封孔方法及配套装置,并在山西晋城寺河矿进行了成功应用。

二次封孔方法的应用可划分为2个阶段:第1次封孔阶段和第2次封孔阶段。一次封孔利用马丽散、赛瑞等高分子聚合发泡封孔材料一次封孔。二次封孔瓦斯抽放浓度下降到30%时，利用压缩气源将微细膨胀粉料喷入煤层钻孔内，渗入煤层裂隙区域，堵塞裂隙，浓度上升。

现场试验结果表明,应用二次封孔方法瓦斯抽放后期的浓度可提高25%～50% ,平均延长瓦斯抽放期约3个月,提高了钻孔的利用率,显著改善瓦斯抽放效果。二次封孔方法在我国的煤层钻孔瓦斯抽放封孔中具有重要的推广应用前景。