抽采钻孔封孔工艺研究实施方案.docx
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抽采钻孔封孔工艺研究实施方案
湾田煤业集团阿令德煤矿二号井
抽采钻孔封孔工艺
研
究
实
施
方
案
阿令德煤矿二号井通风科
2011年10月
一、课题研究的目的
钻孔封孔工艺是矿井瓦斯抽采工程的一个重要环节，目前阿令德煤矿二号井瓦斯抽采工程效果差，抽采量不能达规定要求，其主要原因就是封孔不严，孔口漏气，造成抽采短路，钻孔孔口负压低，浓度上不去。
为提高瓦斯抽采效果，提升集团瓦斯治理水平，必须改进钻孔封孔工艺。
为此，组织“抽采钻孔封孔工艺”课题，现编制《贵州湾田煤业集团抽采钻孔封孔工艺课题研究实施方案》。
二、方案实施部门：
主责部门：
阿令德煤矿二号井通风科
协助部门：
技术科、地测组、瓦斯治理工程队
由阿令德煤矿二号井通风科拿出具体方案并作现场指导，编制材料计划，整理资料，编写技术报告，制定相关管理制度等。
由各矿井选择方案的实施地点，组织施钻、封孔等作业人员，定期测定相关抽采参数并编制抽采报表等。
三、方案实施起止时间：
2011年10月～2011年11月
四、方案主要研究、实验内容及目标：
经过对不同孔型（包括上向孔、下向孔、平孔；穿层孔、顺层孔；巷道超前应力破坏带孔和两帮应力破坏带孔）、采用不同封孔工艺和方法（机械封孔、水泥砂浆封孔、膨胀水泥封孔、玛骊散或A、B济等化学物封孔）试验探索，根据其封孔效果，制订其工艺操作流程，封孔基本参数及有关管理制度。
同时，要对抽放时间较长和位于采动卸压带的瓦斯要实施二次封孔技术，其技术参数及封孔也要制定出相应规定要求。
目标要求：
单孔抽放浓度全部达到30%以上，孔口负压不低于13Kpa，单孔抽采时间不能小于7天。
五、方案要达到的技术水平、社会经济效益及推广应用前景：
“抽采钻孔封孔工艺”课题研究完成后，必须达到国内中级以上技术水平，在全集团所有的瓦斯抽采矿井有很好的推广应用效果，能提高集团瓦斯治理水平，对本质安全型的集团安全建设具有重大意义，具有显著的经济、社会效益。
六、方案实施的技术路线：
1、广泛收集目前国内外众多的抽采钻孔封孔工艺相关资料。
2、选择一至二个有比较成功的的封孔经验的矿井进行实地参观与考参。
3、针对于我公司各矿井的煤层结构、地质构造、瓦斯基本参数、顶底板岩性、施工人员素质等情况，对不同封孔工艺、方法进行筛选，井下现场实验，不足之处进行改进，直至达到目标要求为止。
七、方案实施地点及进度安排：
实施地点：
一采区1540水平、1500水平
进度安排：
2011年10月：
制定抽采钻孔封孔工艺课题研究实施方案，相关封孔工艺的收集、筛选。
相关封孔工艺设备、材料的准备与加工到位。
2011年11月：
现场实验，收集相关原始资料
2011年12月：
整理资料，编写技术报告，制定相关管理制度。
八，封孔材料：
方案所需设备、仪表及工具一览表
序号
名称
规格型号
单位
数量
备注
1
光学瓦斯检定器
100%
台
3
参数测定
2
园筒形正压式采样器
CZY-50（西安煤矿安全仪器厂）
台
3
参数测定
3
热球式风速计
QDF型（北京检测仪器有限公司）
台
3
参数测定
4
瓦斯抽放综合参数测定仪
CJZ70型
台
1
参数测定
5
烟雾管
盒
10
漏气测定
6
真空表
个
10
参数测定
7
地质罗盘
个
3
8
挂罗盘
个
3
9
钢卷尺
把
3
10
工具袋
个
3
八、成立课题领导小组及课题组
成立贵州湾田煤业集团“抽采钻孔封孔工艺”课题领导小组
组长：
李西京、张华伟
副组长：
罗勇、袁子其、段俊红、
成员：
胡正坤、王晓兵、李继新、刘银智、欧阳志平
课题小组：
组长：
张华伟
副组长：
胡正坤、李继新
成员：
通风科、瓦斯治理工程队、地测组、生产科课题小组办公室设在通风科，由欧阳志平任办公室主任。
煤巷掘进封孔工艺
煤巷掘进超前钻孔由于受掘进影响，我矿一般抽采一周左右。
同时封孔材料无法回收造成大量的材料浪费。
根据我矿目前抽采情况及抽采效果，对一些几种封孔方法进行考察，选择合理有效的封孔工艺，指导以后抽采。
目前我矿使用的封孔工艺为预埋PVC管8米，其中筛管四米，采用马丽散封孔四米，目前存在问题，麻绳用量吸收液体量不够，未能全面填充钻孔。
初期瓦斯抽放浓度较高一般都能达到75%以上，但两天后浓度下降一般到40～65%之间。
通过上述的情况设计一些几种方法进行考察。
封孔工艺
1、马丽散、黄泥粘土封孔法
预埋预埋PVC管6米，其中筛管2米，采用马丽散封孔2米，黄泥粘土封孔1米，再用马丽散封孔1米。
如下图
2、罗克休封孔法
1）预埋预埋PVC管6米，其中筛管2米，采用罗克休封孔4米。
如下图
2）预埋预埋PVC管6米，其中筛管2米，采用罗克休封孔2米，黄泥粘土封孔1米，再用罗克休封孔1米。
如下图
3、封孔器封孔法
选用目前国内较为稳定有效的封孔器
1）CKF－I型快速瓦斯封孔器
具有重量轻、速度快、操作简便的特点，后期实现深孔欲裂爆破，增加抽采效果，但爆破须严格按安全规程要求执行。
规格参数
序号
项目
参数
1
软囊封孔压力
0.1～0.2MPa
2
封孔直径
φ89～φ105mm
3
封孔深度
0.5～3m
2）ZFII-51型煤层注水封孔器
封孔器由高压橡胶膨胀管、安全阀、快速接头组成。
使用此封孔器前期可以进行瓦斯抽采，后期给煤层注水可降低粉尘，改善工人作业环境。
技术参数
序号
项目
参数
1
软囊封孔压力
4MPa
2
封孔直径
φ89～φ110mm
3
封孔深度
1～8m
顺层抽采封孔工艺
目前我矿使用的封孔工艺为预埋PVC管8米，其中筛管四米，采用马丽散封孔四米，目前存在问题，麻绳用量吸收液体量不够，未能全面填充钻孔。
初期瓦斯抽放浓度较高一般都能达到65%以上，但两个星期后浓度下降一般到40%以下。
通过上述的情况设计一些几种方法进行考察。
1、马丽散、黄泥粘土封孔法
预埋预埋PVC管10米，其中筛管2米，采用马丽散封孔5米，黄泥粘土封孔1米，再用马丽散封孔2米。
如下图
2、罗克休封孔法
1）预埋预埋PVC管10米，其中筛管2米，采用罗克休封孔8米如下图
2）预埋预埋PVC管10米，其中筛管2米，采用罗克休封孔5米，黄泥粘土封孔1米，再用罗克休封孔2米。
如下图
3、马丽散、水泥砂浆封孔法
预埋预埋PVC管10米，其中筛管2米，封孔分为三种：
①、水平孔封孔方法：
水平孔采取两头堵，两端距离至少6m，两端头用马丽散堵封，从注浆管处注浆，至排气管中出浆为止。
②、下行孔封孔方法：
在距注浆管8m处用马丽散堵封，然后注浆，直至水泥砂浆从注浆管上端流出为止。
③、上行孔封孔方法：
在注浆管处用马丽散堵封，然后开始注浆，直至PVC管中有水泥砂浆流出为止。
如下图
4、马丽散、水泥石膏砂浆封孔法
预埋预埋PVC管10米，其中筛管2米，封孔分为三种：
①、水平孔封孔方法：
水平孔采取两头堵，两端距离至少6m，两端头用马丽散堵封，从注浆管处注浆，至排气管中出浆为止。
②、下行孔封孔方法：
在距注浆管10m处用马丽散堵封，然后注浆，直至水泥砂浆从注浆管上端流出为止。
③、上行孔封孔方法：
在注浆管处用马丽散堵封，然后开始注浆，直至PVC管中有水泥砂浆流出为止。
如下图
5、马丽散、水泥砂浆（水泥石膏砂浆）二次封孔法
预埋预埋PVC管10米，其中筛管2米。
前期一次封孔采用马丽散或罗克休封孔3米，当抽放瓦斯浓度下降到40%时采用二次封孔。
封孔分为三种：
①、水平孔封孔方法：
在注浆管处用马丽散堵封，从注浆管处注浆，至排气管中出浆为止。
②、下行孔封孔方法：
直接注浆，直至水泥砂浆（水泥石膏砂浆）从注浆管上端流出为止。
③、上行孔封孔方法：
在注浆管处用马丽散堵封，然后开始注浆，至排气管中出浆为止。
如下图
5、细微膨胀粉二次封孔法
预埋预埋PVC管10米，其中筛管2米。
前期一次封孔采用马丽散或罗克休封孔3米，当抽放瓦斯浓度下降到40%时采用二次封孔。
在孔口用马丽散堵封，然后向孔内注入细微膨胀粉，通过漏气的负压把细微膨胀粉裂隙群，后进行水泥砂浆（水泥石膏砂浆）二次封孔法封孔。
如注粉下图
1-煤层钻孔，2-抽采管，3-阀门，4-一次封孔段，5-微细膨胀粉料，6-孔（裂）隙群，7-煤体，8-马丽散堵封，9-粉料输送管
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