马丽散F封孔胶在提高瓦斯抽采效果中的应用

摘要:文章主要结合大湾煤矿的实际情况,对瓦斯抽采的具体施工技术展开了探讨,并在此基础上重点对马丽散F封孔胶在提高瓦斯抽采效果中的应用进行了分析,给出了施工工艺及应用对比效果,对于进一步提高马丽散F封孔胶在瓦斯抽采中的应用及提高矿井生产的安全水平,推进瓦斯治理工作,构建本质安全型矿井具有一定的借鉴意义。

关键词:马丽散F;封孔胶;瓦斯抽采;瓦斯治理;大湾煤矿

中图分类号:TQ336文献标识码:A文章编号:1009-2374(2009)21-0066-02

瓦斯治理工作是煤矿安全生产工作的重中之重,做好煤矿瓦斯治理工作是保护矿工生命财产安全、构建和谐社会的重要举措。在生产过程中常常由于抽放钻孔封堵不严造成漏气,使得抽出瓦斯浓度偏低从而影响安全生产。“一通三防”的关键是防突,防突的关键是抽采,而抽采的关键还在于钻孔的封孔质量,只有保证封孔质量才能将煤体内的瓦斯抽出来,才能有效的消除突出的发生。基于此,大湾煤矿以“消除大隐患,杜绝大事故”为工作重点,结合矿区瓦斯治理工作的实际情况,在改进瓦斯抽放孔密封程度、提高瓦斯抽采效果方面,积极探索瓦斯治理新技术,采用新材料、新工艺,并取得了可喜的成绩。

一、矿井概述

(一)矿井地质情况

大湾煤矿位于贵州省六盘水市钟山区大湾镇境内,在二塘向斜中深部,向斜两翼浅部分别是木冲沟矿(北东翼)和已停产的顶拉矿(南西翼),井田为一向斜盆地,地形起伏,标高在+1770～+2151m之间,地形高差达200m以上,具有明显的“V”型谷地貌,矿区面积为19.689平方公里。

(二)矿井瓦斯赋存情况

大湾煤矿地质条件复杂,瓦斯含量普遍丰富,瓦斯压力大。根据2001年瓦斯等级鉴定结果,矿井绝对瓦斯涌出量为74.8m3/min,相对瓦斯涌出量为51.0m3/t,属于高瓦斯矿井。

(三)施工地区情况

111105轨巷开门于11W11#层集中运输巷西帮,巷道方位296°,沿11#煤层顶板掘进,煤层平均厚度为3.5～4m,煤层倾角13°。11#煤层的煤种为焦煤,顶板多为粉砂岩、砂质泥岩,底板多为泥岩、砂质泥岩。

二、马丽散F型材料的技术性能

中法合资兖州浩珂伟博矿业工程有限公司的马丽散F型树脂、催化剂双组份材料按一定配比组合而成。双组份材料均为液体,具有粘度低、渗透性强、强度高、良好的韧性以及施工快速简单的特性见表1、表2:

马丽散F属于高分子反应材料,具有良好的抗压能力,经得起地层的运动,具有寿命期长的特点;同时,马丽散反应迅速,大大缩短了施工期限,节约时间,不影响生产,保证煤矿安全生产进度。

利用马丽散封孔,其密闭性好,由于其具有可塑性能随着地层的变化而变化,不会压裂产生裂隙,可与地层形成一致的寿命,解决了传统施工中施工量大、劳动强度高、易漏水、易压裂、寿命期短等问题,减轻了工人劳动强度,提高密闭性和承压能力,取得良好的经济效益和社会效益。

三、马丽散F封孔工艺

(一)施工前准备工作

准备好劳动防护用品(橡胶手套);将封孔所需要材料运送到现场(塑料脸盆1个,500mL取液器2个,棉制封孔布1块,封孔管3棵,2寸闸阀1个)。

(二)施工步骤

1.制备封孔管: 钻孔直径要求为94mm,封孔管为2寸(外径50mm)铁管,封孔段长1.5m。在封孔布两端加可调橡胶挡圈,防止药液发泡膨胀时堵塞蜂窝管。

2.取两种反应液等量(一般封一个孔两种反应液各取500mL)然后倒入塑料脸盆中,戴上橡胶手套用手在盆内搅拌,约40秒钟搅拌均匀后将准备好的棉制封孔布浸入盆中均匀地涂上混合胶液。

3.把涂有反应胶液的封孔布固定在封孔管上,同时调整好橡胶挡圈位置,固定好后迅速塞入钻孔中。孔口用一些粘有反应液的破布堵好,完成封孔。如图1所示:

4.封孔完毕5分钟后,在孔口安装2寸闸阀,打开闸阀投入钻孔瓦斯的抽采。

(三)技术保障措施

1.取反应液时,两种液体的体积必须一致,否则将影响反应时间和反应效果。

2.封孔布的前端一定要用铁丝固定好,以防插入封孔管时封孔布往后面缩成一团,影响封孔质量,甚至造成封孔失败。

3.封孔前,必须将3棵共计6m长的封孔管用短接连接好,然后插入孔中试验能否全部插入,以防裹上封孔布后封孔管塞不进钻孔。

四、马丽散F的社会效益、经济效益

我矿于2009年5月20日在111105轨巷35#钻场的超前预抽钻孔3#孔用马丽散F进行了封孔试验,并将其与该钻场内用水泥封的1#、2#孔进行了对比。我们从瓦斯抽放浓度、孔的气密性、经济性、劳动强度及安全性等方面进行了比较。

从5月21日到5月26日连续对这个孔及周边孔的瓦斯抽放浓度进行测量、统计。对比抽放浓度见下表。经过一段时间的数据收集对比发现马丽散F的膨胀倍率较大、发泡速度适中,抽放浓度有较大提高,能很好的满足封孔工艺要求;封孔后,封孔牢固程度、气密性均有较大提高,能满足我矿抽采瓦斯钻孔密封的要求。日常我们用水泥封孔时,平均封一个孔(8m深)要用水泥两包,价值43元。用马丽散F封孔时,平均封一个孔(1.5m深)用胶1公斤,价值35元,同时可缩短封孔深度,减少封孔材料,封孔质量还加强了。平均一个孔可节约48元。按照大湾煤矿平均月施工钻孔200个计算,一年可为矿上节约经费48*200*12=115200元,经济效益相当可观。

采用马丽散F封孔,可以大大提高封孔速度,封一个孔只需10分钟左右,而用水泥封孔大概需要40分钟,可以降低工人的劳动强度。

综上所述,不难发现马丽散F封孔性能明显优于水泥,该技术已在我矿大力推广。

五、结语

从111105轨巷及111107机、轨巷实践情况来看,马丽散F封孔后效果相当不错,主要表现在两个方面,一是所封钻孔很少出现漏气情况;二是单孔瓦斯抽放浓度均明显提高,同时单孔瓦斯衰减周期延长。应用该技术能及时改变封孔段煤体的松散结构,提高封孔的密闭性,提高瓦斯抽采浓度,确保掘进和采煤工作面瓦斯治理工作。因此,采用马丽散F作为钻孔封孔技术,是煤矿井下生产大力推广的一项实用技术,也是大湾煤矿积极主动创新,探索新材料,尝试新工艺,积累新经验的一个缩影。

作者简介:周林锋(1982-),男,湖南郴州人,贵州水城矿业(集团)有限责任公司大湾煤矿抽放工区技术区长,助理工程师,研究方向:煤矿瓦斯治理。