瓦斯抽采封孔技术比较

第一篇：瓦斯抽采封孔技术比较

安全新技术

《煤层瓦斯抽放钻孔封孔技术研究》

学号：js12120002 姓名：李海鉴

煤层瓦斯抽放钻孔封孔技术研究

李海鉴

(中国矿业大学安全工程学院，江苏徐州 221008)

摘要：瓦斯抽放是防治煤矿瓦斯灾害事故的根本性措施。本文比较和研究了目前煤矿封孔工艺，为提高瓦斯抽采效果提供了依据。关键词：矿井瓦斯；抽放；封孔 中图分类号: TD

煤与瓦斯突出是严重影响煤矿生产安全的重大因素之一，瓦斯抽采是煤矿瓦斯治理与利用的根本措施和主要途径,钻孔瓦斯抽采效果的好坏,除了钻孔的合理布置,主要是钻孔孔口的封孔质量。

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。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。

参考文献： ［1］ 殷文韬，刘明举，温志辉，孟全生.煤层瓦斯抽放封孔工艺研究与应用［J］.煤炭工程，2011,（2）:31～32.［2］ ［3］ 吴水平.囊袋式注浆封孔法在煤矿瓦斯抽采封孔中的应用［J］.中国煤炭，2010,36（6）:99～99.张长远,陈建,宋小林,熊伟, 周福宝.带压注浆封孔技术的研究应用［J］.煤炭工程，2011,（3）:40～41.［4］ ［5］ 吴水平.囊袋式注浆封孔法在煤矿瓦斯抽采封孔中的应用［J］.中国煤炭，2010,36（6）:99～99.周福宝, 李金海, 昃 玺, 刘应科, 张仁贵, 沈思骏.煤层瓦斯抽放钻孔的二次封孔方法研究［J］.3

中国矿业大学学报，2009，36（6）：765～767.

第二篇：瓦斯抽采封孔考核制度

郑州广贤工贸有限公司新丰煤矿

斯

抽 采 封 孔 考

新丰煤矿防突科 2012年2月

核 制度瓦

新丰煤矿瓦斯抽采封孔考核制度

为了认真落实防突工作十六字方针“多措并举、可保必保、应抽尽抽、效果达标”，加大瓦斯抽采和封孔的管理力度，实现“不采突出面，不掘突出头”的原则，特制定《新丰煤矿瓦斯抽采封孔考核制度》。

一、瓦斯抽采考核制度

1、根据下达瓦斯抽采利用量计划，防突科根据计划制定瓦斯抽采利用月度计划。完不成月度计划的根据考核办法进行处罚，并在质量标准化考核中扣分。

2、积极开展瓦斯区域治理措施，做到“不采突出面，不掘突出头”，严格按照《防治煤与瓦斯突出规定》第五十一条～五十六条进行区域措施效果检验和验证，凡是效果检验不符合要求的，视为抽采不达标。

3、工作面进行采掘活动前必须由抽采效果评价体系进行抽采效果评价，评价报告和试验报告（瓦斯含量或瓦斯压力）报公司通防部，经公司批准后，方可生产。抽采指标达不到要求的一律不准投产或施工，私自组织生产的对相关人员罚款10000元。

4、抽放系统不完善，各种计量装置安装不到位，传感器校检不及时的不予考核。

5、严格抽采计量考核，瓦斯抽采系统浓度低于10％的抽采量不计入抽采完成指标。

6、瓦斯抽采工要依据施工设计及施工措施要求施工，钻孔的角度、方位、深度 必须符合要求，否则发现一次罚款50元。

7、钻机要安设牢固，钻孔、卡制器、动力头必须在一条直线上，否则发现一次罚款100元。

8、对有假钻孔、假抽采、假计量的，经查出后取消考核，并对责任人进行2000～5000元。

9、每季度对矿井抽采计划完成情况进行考核，对超额完成抽采计划的要进行重奖，对完不成抽采计划的要进行对等罚款。

10、奖罚

⑴对完成月度抽采量计划的，对瓦斯抽采人员进行奖励。每抽出1m3瓦斯奖励0.05元，超出计划部分每1m3奖励0.1元，奖励计算公式：

奖金额=计划抽采量（m3）×0.05（元）＋超过计划量（m3）×0.1（元）

⑵对完成瓦斯利用量的，每利用1m3瓦斯奖励0.05元，超出计划部分每1m3奖励0.1元，奖励计算公式：

奖金额=计划利用量（m3）×0.05（元）＋超过计划量（m3）×0.1（元）

⑶没完成抽采量计划的对等罚款。

⑷瓦斯抽采利用奖金的分配：对瓦斯抽采利用有贡献的人，其中奖金总额的40%用于中层以上瓦斯抽放相关人员奖励，60%用于基层瓦斯抽放相关人员奖励。

二、抽采钻孔封孔考核制度

1、抽放管路在铺设时必须吊挂平直，离地面高度不小于0.3M，拐弯处加偏扣垫或弯头，接口要上紧，保证所有的管路对接严密不漏气，每隔一定距离或坡度起伏变化处留有放水三通，以便在管路发生积水及有杂物堵塞时便于清理。否则发现一处罚款50元。

2、当管路通过风门、风桥等设施时要打孔通过，接好用黄土或水泥堵严，否则发现一处罚款50元。

3、管路铺设时每隔4—6米要有一个掉挂点，保持平、直、稳；斜井安装时每隔30—50米安装一个拉线以防管子下移；风水管路安装时50米设一个开关阀门，以便打钻时前后使用；瓦斯抽放管路应 3 每隔200—300米安装一个阀门，以便在使用中存在突发性问题，即时关闭即时处理。否则少一个罚款50元。

4、定期对各种管路进行检查，漏气、漏水、是否有腐层、阀门是否灵活，并有记录可查，检查一次无记录罚款50元。

5、管路更换时，应提前做好计划，做好充分准备方可换掉，更换的管路要与原来的规格质量一致。

6、各地点抽放管子及时掐接回收，挂牌管理，码放整齐；及时回收拆除旧的、不用的各种管道封孔设备，不能长时间闲置在井下，否则发现一处罚款50元。

7、封孔要严格做到水放净、管到底、孔封严，封孔完成后，钻孔孔口负压不得小于13kpa，瓦斯浓度不小于30%；否则应当采取改进封孔措施，以提高封孔质量；瓦斯钻孔封堵及连接必须严密不漏气。

8、严格按封孔质量标准要求施工，不得随意改变封孔工艺，若需改变必须经防突矿长或总工程师批复。

9、穿层钻孔的封孔长度为全岩段，顺煤层钻孔封孔长度不小于20m。

10、封连孔人员的工资按封孔长度结算，合格的钻孔以11.7元/m考核，但成孔后24小时必须开始连抽，否则发现一个孔无及时连抽罚款50元。

新丰煤矿防突科 2012年2月

第三篇：瓦斯抽采钻孔封孔测孔补充规定

瓦斯抽采钻孔封孔、测孔补充管理规定

第一条 为提高封孔、测孔质量，保证瓦斯抽采钻孔抽采效果，特下发本补充管理规定。

第二条 生产科提供的岩巷卸压带为0.75m，但为提高穿层钻孔抽采效果，要求穿层钻孔封孔深度不得小于15m，若钻孔见煤点小于15m，则封孔至煤岩交界处。未按照要求进行封孔作业的，对责任人罚款200元/次，对分管队长罚款100元/次。

第三条 所有钻孔注浆结束后两天内必须进行实名制现场挂牌管理，钻孔现场牌板上的必须包含成孔日期、孔深、封孔时间、封孔负责人等信息；未按照要求钻孔现场挂牌管理的，对责任人、分管技术员和分管队长各罚款50元/处。

第四条 责任区队必须完善钻孔施工台账封孔部分，台账内容包括钻孔成孔日期、孔深、见煤岩情况、封孔时间、封孔责任人、注浆量等信息。未完善台账封孔部分的，对分管技术员罚款100元/次，台账数据不完善的，对分管技术员罚款20元/处。

第五条 瓦斯抽采钻孔封孔方式只有两种，永久封孔方式为“两堵一注法”，临时封孔方式为使用抽注一体式封孔器封孔，未按照要求执行的，对责任人罚款100元/次。

第六条 钻孔封孔出现异常（人为原因造成注浆管吸气、煤壁漏气、钻孔注浆堵塞引起的流量小等），对责任人按照不规范进行考核。

第七条 抽采主管、干管、支管及抽采钻场每周至少测定1次抽采参数，包括负压、流量、浓度等参数；抽采钻场指单独抽采硐室、掘进迎头抽采钻孔和高位裂隙钻场等。

第八条 抽采时间6个月内的穿层钻孔，每半月必须测定一次钻孔单孔浓度和负压及组流量和浓度，6个月以上的穿层钻孔单孔参数不再测量，每月只测定组抽采钻孔参数。

第九条 抽采时间2个月内的顺层钻孔，每半月必须测定一次钻孔单孔浓度、组钻孔负压、流量和浓度，2～6个月的顺层钻孔每月测定一次钻孔单孔浓度、负压及组流量和浓度，6个月以上的抽采钻孔单孔参数不再测量，每月只测定组抽采钻孔参数。

第十条 违反本规定第七至九条规定的，对责任人和分管队长各罚款100元/次，对一个月内连续出现两次未按照要求执行的责任人按照一般“三违”进行考核，对分管队长300元。

第十一条 有瓦斯治理钻场的巷道必须配备瓦斯量程为0～100%的光学瓦斯鉴定器和高负压管道瓦斯取样器，瓦斯抽采钻孔施工结束后2个小时内，通风队瓦斯检查工必须测定孔口浓度、始抽浓度和在抽浓度，并填写到验收单、钻孔施工原始瓦斯记录本和牌板上，否则对责任人罚款50元/次。

第十二条 每天视频拔钻总数不得超过钻孔施工总数的30%，否则每超1个钻孔，对通风队瓦斯检查班分管副队长罚款30元/孔，对通风队队长罚款20元/孔；对抽放队分管队长罚款20元/孔，对抽放队队长罚款10元/孔。

第十三条 责任区队必须对抽采时间6个月内的钻孔的抽采参数进行分析，对钻孔瓦斯浓度、负压和流量异常的情况进行分析，根据分析结果采取处理措施，并在每月29日前将分析总结和处理措施报送防突科分管人员处。未对抽采参数进行分析，对分管技术员罚款100元/次，报送分析总结和处理措施迟报的，对分管技术员罚款50元/天。

第十四条 本规定自10月26日执行。

防突科 2016年10月20日

第四篇：煤矿井下瓦斯抽采钻孔封孔方法

煤矿井下瓦斯抽采钻孔封孔方法

申请号/专利号： 201210304338

本发明公开了一种煤矿井下瓦斯抽采钻孔封孔方法，包括如下步骤：１）依次将装有挡板发泡材料的封孔挡板袋Ⅰ、装有填充发泡材料的封孔填充袋Ⅰ和装有挡板发泡材料的封孔挡板袋Ⅱ塞入抽采钻孔内至封孔深度位置；２）待挡板发泡材料和填充发泡材料发泡成型固化后，将瓦斯抽采管连入抽采系统中，检验抽采钻孔是否漏气；３）若抽采钻孔漏气，再往抽采钻孔内依次塞入装有填充发泡材料的封孔填充袋Ⅱ和装有挡板发泡材料的封孔挡板袋Ⅲ，直至抽采钻孔不漏气。本发明解决了以往抽采钻孔封孔完成后出现漏气而无法重复封孔的难题，能确保抽采钻孔不漏气，并且封孔深度和长度能根据实际需要进行任意调节，能够满足煤矿井下各类瓦斯抽采钻孔封孔。

申请日：

公开日：

授权公告日：

申请人/专利权人：

申请人地址：

发明设计人：

专利代理机构：

代理人：

专利类型：

分类号：

2012年08月24日 2012年11月21日中煤科工集团重庆研究院 重庆市九龙坡区二郎科技新城科城路6号 胡千庭;张志刚;周厚权;杨利平;马代辉;王建伟;申凯;王小朋 北京同恒源知识产权代理有限公司 赵荣之 发明专利 E21B33/10

第五篇：煤矿井下瓦斯抽采钻孔封孔方法

煤矿井下瓦斯抽采钻孔封孔方法

申请号/专利号： 201210304338 本发明公开了一种煤矿井下瓦斯抽采钻孔封孔方法，包括如下步骤：１）依次将装有挡板发泡材料的封孔挡板袋Ⅰ、装有填充发泡材料的封孔填充袋Ⅰ和装有挡板发泡材料的封孔挡板袋Ⅱ塞入抽采钻孔内至封孔深度位置；２）待挡板发泡材料和填充发泡材料发泡成型固化后，将瓦斯抽采管连入抽采系统中，检验抽采钻孔是否漏气；３）若抽采钻孔漏气，再往抽采钻孔内依次塞入装有填充发泡材料的封孔填充袋Ⅱ和装有挡板发泡材料的封孔挡板袋Ⅲ，直至抽采钻孔不漏气。本发明解决了以往抽采钻孔封孔完成后出现漏气而无法重复封孔的难题，能确保抽采钻孔不漏气，并且封孔深度和长度能根据实际需要进行任意调节，能够满足煤矿井下各类瓦斯抽采钻孔封孔。申请日： 公开日： 授权公告日： 申请人/专利权人： 申请人地址： 发明设计人： 专利代理机构： 代理人： 专利类型： 分类号： 2012年08月24日 2012年11月21日

中煤科工集团重庆研究院

重庆市九龙坡区二郎科技新城科城路6号

胡千庭;张志刚;周厚权;杨利平;马代辉;王建伟;申凯;王小朋 北京同恒源知识产权代理有限公司 赵荣之 发明专利 E21B33/10