新型瓦斯抽采封孔材料的應用與研究

摘 要：文章以山西潞安集團余吾煤業(yè)有限責任公司采用KFGP-II型瓦斯封孔專用材料為例。系統(tǒng)的介紹了在井下瓦斯抽放過程中，為充分保證抽放效果，余吾煤業(yè)勇于淘汰落后的封孔工藝和落后的封孔材料，積極采用新工藝、新材料，為綜合治理礦井瓦斯，提高抽采效率，實現(xiàn)安全回采提供保障。

關鍵詞：高瓦斯；瓦斯抽采；封孔工藝；KFGP-II瓦斯；封孔專用材料

1 礦井生產(chǎn)能力及抽采系統(tǒng)介紹

余吾煤業(yè)有限責任公司2002年建井，于2007年5月投產(chǎn)。礦井采用立井開拓，走向長壁采煤法，全部跨落法控制頂板。余吾煤業(yè)設計生產(chǎn)能力為6.0Mt/a。礦井現(xiàn)建有中央瓦斯抽放泵站、N2202水平瓦斯抽放泵站及兩座地面永久瓦斯抽采泵站；采區(qū)各配套建有井下臨時抽采泵站。中央?yún)^(qū)泵站內(nèi)安裝5臺型號為2BEC72（運行工況：負壓42kpa、流量450m3/min）的水環(huán)式真空泵，2臺運轉，3臺備用； N2202工作面水平分支井泵站安裝4臺ZWY270/355-G-0P（運行工況：負壓42kpa、流量200m3/min），2臺運轉，2臺備用。

2 傳統(tǒng)封孔材料及其缺點

目前，國內(nèi)多數(shù)礦井尤其是我國西南部中小型高瓦斯及突出礦井，瓦斯抽采采用的封孔材料及封孔工藝主要有：粘土/水泥砂漿封孔、封孔器封孔、水泥砂漿封孔及聚氨酯封孔等。這些工藝均屬于較為落后的封孔工藝，其主要缺點是：封孔長度短、封孔質(zhì)量差，從而造成抽采負壓低、抽采濃度低，影響礦井總體抽采效果。另一方面，這些落后的封孔工藝還存在封孔工藝不易操作、封孔成本高、適用范圍有限的缺點。要想從根本上解決傳統(tǒng)封孔質(zhì)量上的缺陷，提高礦井瓦斯抽采效果，就必須從根本上改變傳統(tǒng)封孔材料和傳統(tǒng)封孔工藝。

3 新型材料的選取原則

與傳統(tǒng)封孔工藝相比新的封孔工藝應滿足具有更好的密封性、操作步驟簡單方便、封孔速度快、材料便宜等要求。

密封材料應具備以下特點：（1）整體致密性好、抗老化性好、抗干裂行強的；（2）具有較好的膨脹性，用于封堵微裂隙；（3）適用范圍更為廣泛；（4）材料配比操作簡單；（5）材料來源廣泛，價格便宜；（6）無毒或者環(huán)保材料。

4 新型封孔材料的選取

目前，使用的新型封孔材料主要有聚氨酯、羅克休、ZK高分子泡沫、發(fā)泡水泥等，而KFGP-II瓦斯封孔專用材料是一種高分子聚合材料，該材料適用于各個領域的氣體密閉加固使用，具有使用簡單操作方便等諸多特點，該產(chǎn)品在不影響密閉功能的同時還能夠起到阻燃特點。該材料是一種流動性強、凝結速度快、抗壓強度大、結晶微膨脹早強固化材料，該材料的最大特點是能夠與煤體穩(wěn)定的牢牢的結合，使其材料與煤體能夠融為一體，在材料注入孔壁內(nèi)能夠迅速的與煤體發(fā)生反應，從而達到最好的密封效果，在瓦斯氣動封孔泵的作用下，能滲透到煤（巖）層、體裂隙中，從而防止鉆孔漏氣?？梢杂行У靥岣咄咚钩榉艥舛?，延長瓦斯有效抽放期，保證瓦斯抽放工程起到應有的效果。

5 封孔工藝

5.1 捆綁注漿管和返漿管

5.1.1 仰孔（傾角α≥8°），每孔安裝12mφ75PVC封孔管（3根光管），在封孔管上距孔口11.5m的位置捆綁一根返漿管（返漿管端頭用10#鐵絲綁死，每隔1m用扎帶捆綁一下，距返漿管端頭15cm處開一個3cm的口子用于返漿），在封孔管上距孔口1m的位置捆綁一根注漿管。

5.1.2 俯孔（傾角α≤-8°），每孔安裝12mφ75PVC封孔管（3根光管），封孔管端頭（距孔口12m一端）用透明膠帶密封，以防煤渣進入封孔管內(nèi)造成堵渣。

5.1.3 近水平孔（傾角-8°<α<8°），每孔安裝12mφ75PVC封孔管（3根光管），封孔管端頭（距孔口12m一端）用透明膠帶密封，以防煤渣進入封孔管內(nèi)造成堵渣。在封孔管上距孔口10m的位置捆綁一根返漿管（返漿管端頭用10#鐵絲綁死，每隔1m用扎帶捆綁一下，距返漿管端頭15cm處開一個3cm的口子用于返漿），在封孔管上距孔口1m的位置捆綁一根注漿管。

5.2 捆綁A、B袋密閉劑

5.2.1 仰孔（傾角α≥8°），準備3袋A、B袋密封劑，拉開A、B袋密封袋的隔離條，用手把A、B密封劑搖均勻（大約30秒），用膠帶把密封袋豎著綁在封孔管端頭（孔口一端）0.3m的位置上。

5.2.2 俯孔（傾角α≤-8°），準備6袋A、B袋密封劑，拉開A、B袋密封袋的隔離條，用手把A、B密封劑搖均勻（大約30秒），用膠帶把密封袋分兩組（每組3袋）豎著綁在封孔管端頭（距孔口12m一端）1m的位置上。

5.2.3 近水平孔（傾角-8°<α<8°），準備6袋A、B袋密封劑，拉開A、B袋密封袋的隔離條，用手把A、B密封劑搖均勻（大約30秒），用膠帶把密封袋分兩組（每組3袋）分別豎著綁在封孔管端頭（距孔口12m一端）1m的位置上。

5.3 下封孔管

5.3.1 將綁好注漿管和返漿管的封孔管及時順暢送入抽采鉆孔內(nèi)，從拉開A、B袋密閉劑的隔離條后5分鐘內(nèi)必須完成下管工作。

5.3.2 下管完成后等大約15分鐘，用雙手推拉φ75PVC封孔管確定是否固定結實。仰孔和俯孔在封孔管固定牢固后，方可開始封孔區(qū)注漿作業(yè)；近水平孔需用瓦斯封孔專用材料（KFGP-II）適當加水調(diào)和將孔口封堵嚴密后，在封孔管內(nèi)下16mφ50PVC管（4根），再開始注漿作業(yè)。

5.4 注漿封孔

5.4.1 連接注漿管路，給注漿泵接好壓風管，將注漿泵調(diào)試好。

5.4.2 先把水加入注漿泵的攪拌斗里同時把封孔泵的離合器打開讓它慢慢攪拌，然后把瓦斯封孔專用材料（KFGP-II）與水按水灰比1：2.3（質(zhì)量比）倒入攪拌斗內(nèi)，攪拌均勻后，關上注漿泵的離合器；關閉壓風，啟動單螺體，并再開啟壓風，注漿料會從注漿管直接流入鉆孔內(nèi)，仰孔從返漿管返出注漿料后，停止注漿；俯孔從孔口返出注漿料，停止注漿；近水平孔從返漿管返出料后，把返漿管堵起來，用注漿泵再注一下，即可停止。

5.4.3 注漿完成后，將瓦斯封孔專用材料（KFGP-II）適當加水調(diào)和后，將孔口封堵嚴密。封孔工藝詳見圖1、圖2、圖3。

6 結束語

利用KFGP-II瓦斯封孔專用材料封閉瓦斯抽放鉆孔，克服了傳統(tǒng)封孔工藝的諸多缺點，封孔效果好，工藝簡單，能有效的保證礦井瓦斯抽放效果，保證礦井安全生產(chǎn)。

參考文獻

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[2]孫文德，李子全.瓦斯抽采中新型封孔材料及工藝的應用研究[J].煤炭科學技術，2012，4：60-63.