大平煤矿封孔报告 (3).docx

大平煤矿封孔报告1非带压封孔技术1.1水泥砂浆封孔适用性。水泥浆封孔一般用于钻孔长度较长、倾角较大的情况；对近水平、缓倾斜煤层钻孔密封，水泥浆靠自然下沉凝固，容易形成月牙形的孔隙，效果不佳。作用原理：为避免水泥浆凝固后收缩，常在水泥中添加膨胀剂制成膨胀不收缩水泥封孔材料，孔周围的裂隙得到充填，封堵开孔时形成的孔裂隙漏气通道；另一方面能够对钻孔封孔段形成支撑作用，保证钻孔稳定，钻孔周围不会在后期产生新的漏气通道，避免后期钻孔漏气。应用情况。膨胀不收缩水泥强度、气密性明显优于化学材料，比化学材料具有更好的封孔效果，但是由于其封孔质量总体较差，目前已被逐步淘汰。1.2高分子发泡材料封孔适用性。高分子发泡材料固化后具有可塑性，微小压力下不易变形，与煤岩体牢固粘结，操作简单，封孔快，早强性好；但这种材料难以抵抗煤层在地应力采掘活动干扰下产生的蠕变，抗压能力有限，不能对钻孔周围形成有效的支护作用。作用原理。高分子发泡材料封孔使用a，b双组份高分子有机材料，在封孔时通过a，b两种组分材料混合发生化学反应膨胀而填充抽采钻孔裂隙。应用情况。高分子发泡材料在前几年较广泛使用，由于近年来对封孔质量要求更高，高分子发泡材料封孔技术已逐步被“两堵一注”封孔技术、二次封孔技术取代。1.3机械式封孔机械式封孔一般使用可以重复利用的封孔器密封煤层瓦斯抽采钻孔，主要有机械弹性膨胀体封孔器、水力膨胀式封孔器、充气式封孔器。实用性：水力膨胀式封孔器和充气式封孔器在使用过程中需要另外专门敷设一条水管或气管，使得工作量加大，并且会使装置重量增大，操作不便。机械弹性膨胀体封孔器，利用留在钻孔外面的机械机构使得内外管相对运动，挤压封孔器前端的橡胶可膨胀圈，使之在径向方向膨胀进而将钻孔严密封堵。该装置适用于岩柱比较完整致密的地质条件，优点是封孔工艺操作过程简单，封孔器可以重复多次使用，能够应用在短时间内的快速封孔。不适用于松软破碎煤岩钻孔和深度较大钻孔，封孔距离短，封孔质量差，瓦斯抽采效率低下，不能保证长效的封孔效果。2“两堵一注”带压封孔技术2.1有机—无机材料组合封孔图2-1有机—无机材料组合封孔工艺使用有机材料固化速度快且封孔工艺简单，但有机材料发泡后内部产生孔隙较大的蜂窝多孔状结构，形成相互导通的腔体阵列，有机材料与钻孔壁的结合面不稳定，会在材料与孔壁之间形成漏气通道。使用无机材料比如水泥浆封孔时，由于材料分子较小，与煤层有很好的亲和力，比较容易进入并充填孔壁裂隙且改变煤层结构，能够提高煤体的抗压强度，对煤体产生加固作用，但水泥浆凝固后会与煤壁之间形成一层黏结层，且黏结层与钻孔壁会产生裂隙，使得结合面渗透性变差。通过有机材料与无机材料组合，能够克服各自单独使用时的缺点，既能充填原有裂隙又能防止产生新的漏气通道，从而有效提高瓦斯抽采浓度与效率。2.1.1径向膨胀渗透封孔技术（2013）封孔材料采用膨胀封孔剂为封孔材料，该材料具有初凝时间和强度可调、凝固后不析水、膨胀系数高和膨胀后致密性强、成本较低等特点。封孔深度合理封孔深度的设定原则就是最大限度地抽采煤体瓦斯和使煤体卸压，范围为超过巷道松动圈且小于应力集中峰值点。该技术主要通过钻屑量变化来作为确定范围的依据。封孔工艺钻孔施工完成后先注入聚氨酯使其在钻孔中形成封孔空腔;将膨胀封孔剂和水按1∶1混合倒入注浆泵中，搅拌均匀使之无沉淀;连接注料管，以2～3mpa的压力将浆液注入封孔空腔，注满后维持注料压力10～15min。图2-2径向膨胀渗透封孔技术原理示意效果采用径向膨胀渗透封孔技术的钻孔瓦斯抽采体积分数提高21%～32%，平均瓦斯抽采流量提高0.016m3/min。2.2赛瑞封孔剂带压封孔材料及其特性。赛瑞封孔剂属于聚氨酯类高分子聚合材料，是在聚氨酯材料中加入微膨胀颗粒，从而增加其膨胀性与渗透性，比聚氨酯材料具有更强的可塑性与抗压强度，能够与钻孔壁紧密粘结。工艺。将赛瑞封孔剂涂抹在棉纱上使其在钻孔两端形成封堵段，然后利用用手动注浆泵将赛瑞封孔剂压入密闭空间。适用性。通过带压注浆使浆液更好的渗入钻孔周围裂隙。赛瑞封孔剂固化后不能保持柔性状态，难以抵抗采动影响产生的钻孔变形，后期容易产生漏气通道。操作过程复杂，工作量大，可能对员工身体有害。2.3囊袋式封孔技术图2-3囊袋式注浆封孔工艺示意图工艺。封孔时使用一个预先制好的成品囊袋，囊袋中有注浆阀，中间有爆破阀，利用高压泵向囊袋注入水泥浆封堵围岩漏气通道并且能减缓钻孔变形速度，减小封孔段岩体的透气性。实用性。囊袋式封孔比聚氨酯具有更强的支护作用，能够实现任意角度的注浆且封堵效果良好，现场操作简单封孔方便。但使用囊袋封孔时操作可靠性较差，囊袋材料难以回收，且不适用于具有较丰富的裂隙和缝隙的煤层卸压带。2.3.1气囊延时膨胀带压注浆封孔技术工艺。气囊延时膨