本煤层顺层钻孔封孔工艺技术革新研究:钻孔封孔要求

　　摘　要：为增加本煤层钻孔瓦斯抽放率，规范和改进本煤层钻孔封孔工芝，提高封孔质量，提高抽放浓度和抽放量，提出了改进本煤层顺层钻孔封孔工艺技术。研究对比了本煤层顺层钻孔封孔工艺技术改进前后瓦斯抽放相关参数的变化，结果表明改进后的本煤层顺层钻孔封孔工艺大大提高了本煤层顺层钻孔的瓦斯抽放浓度，能起到明显的消突作用，而且提高了回采速度，最终实现了煤与瓦斯安全高效共采。
　　关键词：本煤层钻孔；封孔工艺；研究；提高；瓦斯浓度；消突；安全
　　1 矿井概况；
　　河南梨园矿长虹矿业有限公司位于河南省汝州市境内，西北距洛阳市40km，位于登封矿区暴雨山井田西端。长虹公司1988年建矿，1998年简易投产，原设计生产能力21万t/a. 2007年2月改矿井鉴定为煤与瓦斯突出矿井，二1煤层应定为煤与瓦斯突出煤层，二1-11170采面位于井田东翼，但该工作面未受采动影响，下部煤尚未开采,埋深351～409米，工作面煤层厚度1.2～4.3米之间，倾角16°～25°，二1-11170采面有效走向420米，切眼斜长120米，采高2.4米，由于己二1煤层没有可采保护层，采区构造比较发育，煤层的透气性系数为0.0966 m2/Mpa2*d，煤层瓦斯含量为9.94 m3/t，单孔抽放瓦斯浓度不高且衰减较快，在己二1-11170回采面采掘工作中瓦斯涌出量大、瓦斯浓度经常处于临界状态，严重影响了的安全高效生产。为此该矿在本采面研究实施了改进本煤层钻孔封孔工艺技术，并取得了显著的成效。
　　2.1改进前后的本煤层顺层钻孔封孔对比示意图
　　1-钻孔；2-聚氨脂； 3-水泥砂浆段
　　图1二1-11170采面风机巷本煤层顺层钻孔封孔工艺改进前示意图
　　图2二1-11170采面风机巷本煤层顺层钻孔封孔工艺改进后示意图
　　2.2改进后的本煤层钻孔封孔技术要求
　　（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）、封孔双抗管长度为13米，直径为75mm，筛管段长度为1.5米，封孔深度为11.5米。
　　（3）、筛管设计孔径15mm，筛孔之间间距为150mm一个，呈三花眼状分布在双抗管上。封孔管筛孔部分用纱网进行包裹，后用细铁丝扎紧。防止岩、煤块进入堵塞管路。
　　(4)、为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)、双抗管里段靠近筛孔段用聚氨酯封1m以上，以外部分利用注浆泵使用立固安进行填充。
　　3 改进后本煤层钻孔封孔工艺效果考察
　　3.1抽放钻孔封孔工艺改进后的瓦斯抽放浓度、抽放时间变化情况
　　本次试验自2010年6月份开始，已经执行56次抽放效果观察实验，为了便于考察，现以第3次实验抽放参数进行对比。在2010年6月2日开始在离切眼20米处、60米处由风巷向机巷施工本煤层瓦斯抽放钻孔，各施工到10米左右，出现喷孔、夹钻现象，钻孔施工深度均为65米。在离切眼20米处施工1号钻孔封孔采用技术改进前的封孔工艺；在离切眼60米处施工2号钻孔封孔采用技术改进后的封孔工艺；
　　图1钻孔布置示意图
　　通过近一个月对1号孔和2号孔最为典型；2号孔的抽放浓度最高2.6%，稳定1.3%，1号孔的抽放浓度最高2.5%，稳定0.2%，2号孔稳定抽放浓度是1号孔5倍。抽放浓度随日期变化曲线如图4所示
　　3.2 本煤层顺层钻孔封孔工艺改进前、后瓦斯抽放效果对比
　　长虹公司二1-11170采面本煤层顺层钻孔封孔工艺改进前瓦斯抽放最高浓度为2.5%，抽放20天后瓦斯浓度稳定在0.2%左右，抽放浓度衰减速率快，封孔质量差，漏气率严重，封孔工艺改进后，瓦斯抽放最高浓度为11.3%，抽放14天后抽放瓦斯浓度稳定在5.0%左右，瓦斯抽放衰减速率缓慢，封孔质量好，无漏气现象，抽放浓度比以前提高了接近5倍，并能保持长时间良好抽放效果。
　　4总结
　　⑴本煤层顺层抽放钻孔封孔工艺改进是针对该矿井不同的地质条件和煤层特点探索了一种新的技术工艺,有在本领域推广的价值。
　　⑵简化了封孔施工工艺，提高了封孔质量，降低了瓦斯抽放浓度衰减速率，延长了钻孔的瓦斯抽放的时间，大大提高了瓦斯抽放量，增进了采面回采速度，生产效率得到很大提高。
　　(3)通过改进钻孔封孔工艺，抽放浓度大大提高，高浓度瓦斯得到充分利用，经济效益明显，同时减少了排放瓦斯对大气的污染，保护环境。
　　参考文献：
　　[1] 张铁岗．矿井瓦斯综合治理技术[M]．北京：煤炭工业出版社，2001．
　　[2] 何学秋．含瓦斯煤岩流变动力学［Ｍ］．徐州：中国矿业大学出版社，2002．