第一篇：瓦斯抽放钻孔封孔方法的改进
瓦斯抽放钻孔封孔方法的改进
抽防区 刘矿生 前言
影响矿井瓦斯抽放效果的因素是多方面的,其中抽放钻孔的封孔质量也是重要因素之一。我矿进行瓦斯抽放时,在2 号煤层的8255工作面对抽放钻孔采用大家普遍认同的聚胺脂进行封孔,结果有20 %左右的抽放钻孔由于顶板压力作用使钻孔内的聚胺脂压裂,导致钻孔出现不同程度的漏气,降低了抽放钻孔的负压,抽放效率仅为15 %～19 %。随着矿井生产规模的扩大和采掘向深部发展,矿井瓦斯涌出量逐年升高,如何解决高负压抽放条件下的钻孔漏气问题,提高抽放效率,成为当前瓦斯抽放技术的一道难题。通过对8255工作面的抽放工艺和原始资料分析总结,我们认为,在钻孔封孔方法上应采取措施加以改进。传统封孔方法的做法和缺陷
抽放钻孔封孔最常用的方法是使用聚胺脂进行封孔。该方法使用2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。使用聚胺脂封孔的过程中,我们发现存在以下缺点: a1 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。
b1 药液发生膨胀需要一定时间,一般在15min以上 ,且孔口有残留膨胀物。
c1 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9.3 kPa～10.9 kPa。改进方法和效果
为了提高瓦斯抽放效果,一般矿井普遍采用“高负压”的抽放方式,而井下采用聚胺脂封孔,抽放率低,不能很好的降低工作面的瓦斯,实现不了“本质安全”。经过几年来现场实践的摸索及理论研究,特别是在8459工作面的抽放实践,我们对抽放钻孔封孔采用了“聚胺脂加水泥浆”的方法。该方法的实质是将抽放钻孔的封孔段用水泥浆代替聚胺脂,聚胺脂不是封孔段的主要材料,仅作为水泥浆的辅助材料;封孔器的长度由原来的3 m 加长为6 m(3 m 一节,用管接头联接)。经过跟踪观测,聚胺脂加水泥浆封孔的钻孔负压可达到13.3 kPa～16.0 kPa ,没有出现一例钻孔漏气现象,从而保证了钻孔气密性,可实现高负压抽放。为了进一步提高钻孔的气密性,我们还研究采用了钻孔封孔时两端用聚胺脂封死,中间用水泥浆灌注的方法,如图3 所示。
通过使用聚胺脂加水泥浆封孔,我们认为有以下优点: a1 药液配比要求不是很严格,适合煤矿井下使用,简单易操作,不会导致材料的浪费。
b1 药液发生膨胀需要的时间短, 一般为15min ,8 h 班最少可完成20 个钻孔,可实现快速封孔,且孔口残留膨胀物少。c1 由于钻孔封孔段是水泥浆,故钻孔封孔段能够承受顶板的挤压,不会出现裂缝使得钻孔漏气,可实现高负压抽放, 极大提高了抽放效果。如在8459工作面采用改进后的封孔方法后,矿井抽放纯瓦斯量达到25 m3 / min～35 m3 / min ,矿井抽放率提高到25 %～30 %。上述两项指标明显提高,确保了矿井安全生产,经济效益也极为可观。d1 钻孔封孔采用机械封孔,故钻孔封孔长度较长,可实现长距离封孔,提高了抽放效果。
e1 钻孔封孔段较长,不会出现导通通道,适用于煤矿各类支护巷道的抽放。4 结论
随着矿井规模的不断扩大,为实现煤矿安全生产,对瓦斯管理的要求逐步提高,采用单一的聚胺脂封孔方法不仅不能满足矿井瓦斯抽放的需要,瓦斯抽放率也不易达到《煤矿安全规程》要求,因此,采用聚胺脂加水泥浆的封孔方法,既是瓦斯抽放工艺的改进,也是提高矿井抽放率的前提条件,同时也是矿井安全生产的有力保障。
钻孔风动封孔器的研制与应用 张存江（峰峰集团公司羊东矿，河北 邯郸 056201）摘 要：通过改进钻孔封孔工艺，研制应用了钻孔风动封孔器，提高了封孔效率和封孔质量，提高了瓦斯抽采效果。关键词：钻孔风动封孔器 研制应用
一、概述：
二、问题的提出：
三、钻孔风动封孔器的工作原理：
四、钻孔风动封孔器的研制：
五、应用后的效果： 原理：制作2个直径￠75mm长度为0.5米 的PVC圆管，管内盛放A料、B料，
第二篇：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
第三篇：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
第四篇：几种瓦斯抽放钻孔封孔技术对比分析
几种瓦斯抽放钻孔封孔技术对比分析
王永存
河南煤化集团永煤公司车集煤矿 河南 永城 476600 摘要：近年来瓦斯抽采技术得到了很大发展，钻孔封孔技术由原先的聚氨酯封孔发展到了水泥填充、气囊封孔等技术。由于煤矿地质条件、煤层瓦斯透气性、瓦斯含量、瓦斯压力等条件的不同选择封孔方式也不一样。这里就目前煤矿钻孔封孔的各种方法做一个简述。并提出一种新的加压注浆封孔法。关键词：瓦斯抽采 钻孔封孔 分析 1 引 言
瓦斯做为一种可燃气体是一种洁净能源，我国瓦斯（煤层气）资源相当丰富。纯瓦斯的热值大于33000kJ/m3，同常规天然气相当，是通用煤气的3倍左右，且燃烧后很少产生污染物，属优质洁净气体能源。因此开发利用煤层瓦斯资源，对于充分利用洁净能源，优化我国能源结构，改善煤矿安全生产条件以及减少大气污染，都具有重大的经济和社会效益[1]。
瓦斯抽采是煤矿瓦斯治理的根本措施和主要途径，可以使瓦斯变害为宝（发电、供应煤气公司、汽车燃料等），对于煤矿安全、环境保护和资源利用均具有重要的意义。
所以提高瓦斯抽采浓度是现在国内矿井需要解决的一个重要问题。2：煤矿封孔技术 2.1聚氨酯封孔技术
国内本煤层钻孔普遍采用“高分子发泡材料”，其中以聚氨酯材料为主要材料，根据配方配料的差异又有很多名称的叫法。封孔时将双组分“高分子发泡材料”混合搅拌后，用棉纱、棉布、毛巾等织物浸泽缠绕在封孔管的某个长度上，然后插入钻孔10米左右的深处，“高分子发泡材料”发泡膨胀，将钻孔封堵[2]。
图1.1高分子发泡材料封孔法漏气通道扩张示意图
1．封孔时发泡材料体积膨胀 2.封孔初期钻孔周围裂隙漏气通道 3.封孔抽采管 4.封孔后期发泡材料压缩体积变大 5.封孔后期钻孔周围裂隙漏气通道变大 由于高分子发泡材料需要有较高的发泡倍数才能将钻孔封闭，高分子发泡材料发泡之后具有两个致命缺陷：第一，抗压强度低；第二，可压缩两很大。高瓦斯矿井和煤与瓦斯突出矿井往往采深较大，相应的地应力也较大，加之煤层强度普遍较低，井下煤层钻孔在地应力作用下将逐渐蠕变，钻孔在蠕变的过程中，钻孔周围的煤体将会产生松动裂隙（漏气通道）。如图：
2.2机械弹性封孔技术
常用的机械弹性封孔技术有两种：螺旋弹性胀圈式封孔器、弹性串球式封孔器，这两种封孔器的结构如图1.1和图1.2所示，其工作原理都是在外加力的挤压作用下，迫使弹性胶桶或者弹性串球膨胀，贴紧钻孔内壁，达到封孔的目的；当外加力取消后，胶桶或串球在自身的弹性力作用下恢复原状，即可从钻孔中取出，重复使用。
图1.3串球式封孔器
1：内套
2：橡胶球
3：挤压板
4：挤压外套
图1.2 螺旋式封孔器示意图
1：接头 2：螺母 3：手柄 4：垫板 5：定向销 6：套管 7：螺杆
8：传力垫 9：外套 10：内管 11：托盘 12：胶桶 13：螺帽 14：手柄
上述两种封孔器，用在采煤工作面临时性封孔，钻孔深度前（5-10米），主要抽采工作面前方松动区内的瓦斯，在距离孔口1-2米封孔，它们对钻孔的密封性能很差，漏气很严重，根本不能用于本煤层长效抽采钻孔的封孔。2.3 充气式封孔器
充气式封孔器主要有两种，一种是免充气气囊式，另一种是充气气囊式[3]。前者将气体封闭在一个橡胶囊里，气囊中部有一根抽采管，利用气体的可压缩性将气囊塞进钻孔里实现封孔，主要在孔口1米范围内封孔；后者的气囊里没有封闭空气，气囊中部有一根抽采管，将囊带塞进钻孔之后，让后再向囊带充气。两者的效果几乎是一样的，只能做为临时性封孔。2.4 水力膨胀式封孔器
水力膨胀式封孔器的原理是：压力水进入封孔器后，通过在膨胀器内部所形成的水压升高来促使封孔器胶管膨胀，从而达到封堵钻孔的目的。膨胀胶管可以是钢丝复合胶管，向胶管内的注水压力可以达很高的压力，对钻孔具有很好的封闭效果。这种封孔器在煤层注水方面用的较多，但对于本煤层长效抽采来讲是不可行，原因有二：第一，成本较高；第二，封孔器的微泄漏不能保证长效封孔的效果。新型加压注浆封孔法 3.1封孔原理
加压注浆封孔法主要原理是由于树脂膨胀量比较大而且材质坚硬，通过树脂包在钻孔中两端膨胀封堵，在中间的空隙中通过单向阀注入水泥。树脂包的封堵可以承受一定的水泥压力。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），即消除初期漏气通道；另一方面能使钻孔得到可靠的支护，保证钻孔的稳定，使钻孔周围不再产生新的漏气通道（裂隙），即避免后期漏气通道的产生和发展[4]。
图1.4 加压注浆封孔法
1：瓦斯抽采管
2：钻孔
3：树脂包
4：PE管
5：单向阀
6：水泥填充区
这种方法简单，适合各种地质情况的钻孔。特别适合于钻孔倾角大、封孔深度深的上向或下向孔封孔。先在抽采管首端距管口150 mm处安装一比扩孔直径略小的圆盘，在管前端150 mm位置捆扎少量棉纱并加入膨胀树脂，并将抽采管插入孔内，以固定抽采管和防止漏浆，将1：2.5的水泥、砂浆倒入抽采管和钻孔之间的环形空间即可封孔，待砂浆凝固后即可进行抽采，在砂浆中加入少量速凝剂，可加速凝固。4：结论
通过以上钻孔封孔技术的对比可知，加压注浆封孔法封孔方便，同时可以支护钻孔防止漏气带的形成。适用于各种钻孔。参考文献: [1]崔景昆;一种有效的封孔方法[J];河北建筑科技学院学报;2003年02期
[2]陈杰,金龙哲;关于聚氨酯封孔可提高瓦斯抽放效果的研究[J];煤炭工程;2003年08期 [3]曲来民;采用新材料新工艺封孔提高钻孔抽放质量[J];矿业安全与环保;2001年S1期 [4] 孙玉宁.囊袋式注浆封孔装置及其封孔方法[P].中国: E21B33/138;E21F7/00, 2007-10-10.
第五篇：区域瓦斯抽放钻孔封孔管理标准
区域瓦斯抽放钻孔封孔管理标准 17.1 一般规定
17.1.1 区域瓦斯抽采钻孔包括顺层及穿层抽采钻孔。17.1.2 钻孔孔径要求：顺层及穿层抽采钻孔孔径不小于89mm；水力冲孔钻孔孔径不得小于113mm。17.1.3 顺层钻孔必须在成孔后立即封孔连管抽放，穿层钻孔应设置专人每天对当天施工的钻孔集中封孔。17.2 封孔准备工作
17.2.1 打钻过程中施工人员必须详细记录“卡、顶、喷”及钻孔的煤、岩段长度等钻孔施工情况。17.2.2 顺层钻孔施工至设计位置后，钻机应空转3分钟，用压风排净孔内煤（岩）粉后方可退钻，在退钻过程中必须连接压风不间断清理孔内煤粉。
17.2.3 封孔前，必须将注浆泵、封孔管、注浆管、封孔药液等材料准备到位，同时检查封孔材料的质量、筛眼部位透气性、注浆泵的完好性，如发现封孔管、注浆管、囊袋有堵塞、破损或注浆泵不完好的，应立即处理。
17.2.4 封孔前应先进行清孔，必须保证先钻孔内无煤粉堆积或积水的情况方可封孔。17.3 封孔工艺 17.3.1 穿层钻孔：
17.3.1.1 封孔采用专用封孔器，管径Φ50mm。封孔时，将囊袋固定在距孔口1.2m位置，然后用注浆泵与孔外预留注浆管连接进行注浆，注浆量以孔内封孔管返浆为止。
17.3.1.2 穿层钻孔必须全程下封孔管，封孔段长度为整个岩孔段（实管），煤孔段全部为筛管。
17.3.1.3 封孔前，封孔人员必须查看钻孔施工记录，掌握钻孔煤、岩段长度，确定实管和筛管长度。17.3.1.4 水泥、水配比为1：0.8～1：1，并应保证水泥浆搅拌后均匀。第一次注浆后间隔30分钟进行二次注浆，使水泥浆充分封堵封孔段孔壁，封孔结束后使用水泥砂浆封堵孔口，长度不得小于0.3米。17.3.2 顺层钻孔
17.3.2.1 封孔采用专用封孔器，管径Φ50毫米，封孔时埋管长度为26米，前端为4米筛管；18-22米为囊袋，采用聚氨酯封孔；0-17m段为实管，使用水泥浆封孔。
17.3.2.2 封孔步骤：
(1)将封孔管按连接顺序牢靠连接后送入钻孔内。(2)将注浆管、风管与封孔罐连接。(3)将聚氨酯（A、B胶各4袋）倒入封孔泵内搅拌0.5分钟后迅速将封孔罐上严，然后打开供风阀门注聚氨酯。
(4)对孔口0-17米进行注浆封孔，水泥、水配比为1：0.8～1：1并搅拌均匀。17.4 操作规定
17.4.1 用压风注浆前应首先检查风管与注浆泵之间连接是否牢固，否则不允许开压风，避免风管伤人。17.4.2 严防杂物进入搅拌桶，避免注浆管堵塞和注浆泵损坏。
17.4.3 使用注浆泵进行封孔前、后，必须用水清洗干净注浆泵、连接管、螺堵、搅拌桶等。17.4.4 连续进行多个钻孔封孔作业须进行多次搅拌时，必须将残留于泵体及注浆管内的水泥浆排出。具体操作为：向搅拌桶内注入清水，将泵体及注浆管内的水泥浆用清水置换，直至注浆泵出清水为止。17.4.5 注浆封孔过程中应将注浆泵连接螺丝拧紧，防止漏气造成注浆泵达不到额定压力。17.5 监督管理
17.5.1 封孔前封孔人员必须向防突部值班室汇报。防突部接通知后安排人员进行监督，并建立封孔专项记录。
17.5.2 封孔时，封孔人员必须将视频摄像头调整到封孔的可视范围内，确保照明充足，图像清晰可视。17.5.3 封孔人员应现场填写封孔记录（附后），封孔单位按地点、孔号整理后存档备查。17.5.4 防突部每周组织抽探队、钻探队根据封孔数量核查封孔材料使用情况，做到支出、使用、库存“三对照”。
17.5.5 每个钻孔必须悬挂孔口牌，除标明钻孔的相关参数外，还必须标明封孔责任人，确保每个钻孔封孔责任到人。
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