底板巷穿层钻孔封孔实践

摘 要：顾北煤矿6煤层为突出危险煤层，为消除其突出危险性，在采区生根巷道掘进期间，采取底板巷预抽煤层瓦斯区域瓦斯综合治理方式对6煤层进行消突掩护煤巷掘进，在6煤层底板巷施工网格式上向穿层钻孔预抽6煤层瓦斯，并对预抽钻孔的封孔方法进行改进，同时对抽放效果进行了考察、分析，取得了良好的抽放效果。

关键词：底板巷；钻孔封孔

中图分类号：TD35 文献标识码：B 文章编号：1009-9166（2011）023(C)-0212-01

引言：淮南矿业集团顾北煤矿北一（6-2）上采区回风上山底板巷（下称底板巷）为北一（6-2）采区回风上山掩护掘进巷道，距回风上山平面距离5.1m。U型棚支护，净宽5.4m，净高4.3m，净断面20m2，全长2280m。巷道设计在6煤层底约18m，4煤顶约14.5m，6煤平均厚3.4m。在揭6煤前测得原始瓦斯压力为3.0MPa，原始瓦斯含量7.48m3/t。4煤层平均厚1.0m，原始瓦斯压力1.1MPa，原始瓦斯含量3.5m3/t。为提高底板巷预抽钻孔瓦斯抽采效果，顾北煤矿对预抽钻孔的封孔方法进行了改进、实践，并取得了良好的抽采效果。

一、封孔实践过程

（一）传统封孔方法

钻孔煤段采用花管（即在封孔套管上打眼），钻孔封孔长度为12米，若见煤点小于15米，必须封至见煤点，在封孔管前段焊上三组挡板，将封孔管分成连续的两个空间段，前段缠绕海带，后段缠绕棉纱，用细线绳扎好，浇少量聚氨酯，随即将封孔管送入孔内，从孔口下4分返浆管到挡板前500―1000mm处，再下一根注浆管，同时用棉纱和聚氨酯在孔口1m处封好，外口用水泥砂浆封上，内口海带膨胀后，即可进行注浆；水泥砂浆按水灰比1.5：1体积比进行配比。注浆至返浆管返浆，关上返浆管闸阀（或封堵实返浆管），并间隔10分钟后，再次向注浆管补浆。

（二）存在问题

1、钻孔未全程下封孔管封孔，煤段易跨孔造成钻孔堵塞，影响抽采效果。

2、注水泥浆封孔，因水泥浆本身凝固过程中，容易收缩，不能完全填充注浆段；且水泥浆凝结时间较长，一般需24h方能完全凝结，导致钻孔注浆后，不能立即开始抽采（如立即开始抽采，水泥浆将在抽采负压的作用下被抽至抽采管内）。

3、封孔管前段挡板处浇聚氨酯易在短时间反应，聚氨酯膨胀导致后续的封孔管无法下至孔内，封孔不到位。

（三）封孔改进实践

针对封孔水泥浆的诸多缺点，矿方引进新型材料JD-WFK-2型封孔膨胀剂，同时改进封孔工艺。

1、JD-WFK-2型封孔膨胀剂性能特点

（1）操作简单、安全可靠；（2）初凝时间可调，凝固速度快，大大缩短施工周期；（3）膨胀应力作用，能密封钻孔周边裂隙；（4）凝固后不析水，相对水泥浆封孔率高；（5）凝固后微膨胀，密封效果好。

2、改进实践过程

封孔前必须先清除孔内煤岩粉，全程下封孔管，煤段采用带眼花管，末端为一根一头锥型花管，为以防注浆过程中浆液进入煤段，煤段以下多下一根花管，在此处封孔管上缠绕棉纱，下4′铁管（记为第1根）并穿过棉纱0.5m，用于注聚氨酯或封孔膨胀剂，在第一根4′管上捆绑上一根束管至孔内棉纱下0.5m用于注浆时导气、返浆。封孔管孔口下一根长2m的4′管（记为第2根）用于注浆用，封孔管外段管壁采用聚氨酯或较稠的速凝封孔膨胀剂封堵、固定。

3、注浆及其注意事项

（1）连接注浆泵及管路系统；（2）用清水试验注浆泵是否正常工作及检查各管道是否畅通；（3）速凝膨胀封孔剂配比主要影响因素是井下的温度及水温，兑水比例一般灰水比例为1：1―1.2；（4）施工过程中应持续搅拌，保证无沉底现象；（5）束管返浆后，应立即关闭注浆泵，封闭预埋注浆管，进行下一钻孔的注浆，注浆完毕应及时清洗注浆泵及管路系统。

（四）效果考察

应用改进封孔方法及引进先进材料，试验地点选择在底板巷36#钻场，1#、2#钻孔作为试验孔，3#、8#孔作为比较孔，钻孔施工完毕合茬抽采后，考察情况见下表1。

表1：钻孔24h抽采浓度考察表

从上表看出：1#、2#钻孔在24h小时内抽采浓度明显高于比较孔，主要原因是速凝封孔膨胀剂带压注浆过程中，能很好的减少围岩裂隙，继而提高瓦斯抽采效果。

二、结论与探讨

传统的钻孔封孔工艺注浆用水泥浆对于裂隙发育低的煤层和围岩是积极推荐使用的，可是在裂隙发育较高的情况下，它的渗人裂隙效果并不是很好，而且水泥浆具有凝结缓慢且易收缩，影响抽采时间和封孔效果。而引进先进封孔材料，具体到每一种地质情况采用相应的封孔工艺，方可治标且治本。另外，从抽采过程中发现在瓦斯抽放中存在一个矛盾，当我们高成本投入提高封孔效果，抽采浓度相应提高，但对于低透气性煤层，抽采流量很低。作者认为在条件允许的条件下，下一步试验松动爆破增透方案，提高煤层透气性。

作者单位：淮浙煤电公司顾北煤矿分公司

参考文献：

[1]林伯泉,张建国.矿井瓦斯抽放理论与技术[M].徐州:中国矿业大学出版社,1996.

[2]胡立年,郭建永,严国超.封孔长度合理性的研究[J].山西煤炭,2007,27(2).

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