囊袋式封孔技術改進研究與應用

尹萬杰

（山西煤炭進出口集團有限公司， 山西　太原　030000）

1　煤層瓦斯情況

某礦瓦斯等級為煤與瓦斯突出，許可生產能力76萬t/年，開采9號—15號煤層。煤層透氣性較差，抽放鉆孔瓦斯濃度衰減較快，基本在20天左右瓦斯濃度就會降到10%以下。

2　現普遍采用的封孔技術

現階段我國煤礦主要采用聚氨酯發泡材料封孔，即聚氨酯在攪拌膨脹后封堵鉆孔，對瓦斯抽采濃度的提高有一定效果，但是該封孔法存在操作繁瑣、工藝復雜、難以實現高壓注漿等缺點。

3　囊袋式注漿封孔法封孔機理

囊袋式注漿封孔漿液首先由注漿頭經過出漿通道進入囊袋，通過與煤壁的緊密接觸，將鉆孔兩端封堵。繼續施加一定的注漿壓力后，漿液由出漿閥全方位的注入鉆孔煤壁間，堵塞裂隙，當注漿壓力達到20 kg/cm2以上時，注漿材料可形成接近地應力的膨脹力，從根本上消除封漏氣通道，同時降低鉆孔段煤層透氣性，大大提升瓦斯抽采濃度。

4　囊袋式注漿封孔法較應用效果分析

注漿材料被壓入囊袋后，在較短時間內便可充分凝固，產生能夠防止鉆孔段煤體變形的高應力，保證鉆孔的穩定，大大提高抽采濃度的同時確保抽出量持續穩定，不僅進一步提升了經濟效益，而且保證了礦井生產安全[1-3]。

5　工業試驗

為試驗囊袋式封孔法的工業效果，將某礦150201綜采工作面運輸順槽作為本次試驗地點，施工了175個瓦斯抽采鉆孔，以每35個鉆孔為一組收集、匯總了其抽采瓦斯濃度數據。為便于對瓦斯濃度數據的分析，分別將封孔的時間分為三個時間段（4月20日—5月19日、5月20日—6月21日、6月22日—7月25日），通過計算機整理分析發現，1～35號鉆孔在封孔之后的3個月時間瓦斯平均濃度仍然在70%左右浮動，整體比較穩定；36號—70號鉆孔在封孔之后的2個月時間瓦斯平均濃度很穩定的維持在80%左右，71號—105號鉆孔在封孔之后的45天時間瓦斯平均濃度很穩定的維持在75%；106號—140號，141號—175號鉆孔在封孔之后的1個月時間瓦斯平均濃度很穩定的維持在70%以上。結合所有鉆孔瓦斯濃度分析，1號—175號鉆孔瓦斯平均濃度均在60%以上，取得了很好的經濟效益[4]。

6　結語

本項目研制的囊袋式注漿封孔技術采用高壓注漿形成高強度膨脹力，不僅封堵了煤層漏氣通道，在鉆孔周圍形成較高應力區，而且可降低封孔段煤體透氣性，使得封孔效果和瓦斯抽采濃度都有顯著提高。證明了該技術相比傳統封孔技術有較大的優越性，為進一步大范圍推廣奠定了很好的基礎。

[1]張波.新型囊袋式帶壓封孔技術應用[J].江西煤炭科技，2015（2）：68-69.

[2]吳水平.囊袋式注漿封孔法在煤礦瓦斯抽才封孔中的應用[J].中國煤炭，2010（36）：98-103.

[3]閆本正，王峰.中心分流囊袋式注漿封孔技術研究及應用[J].中州煤炭，2014（11）：61-63.

[4]張健,榮向東.瓦斯抽放鉆孔工藝改進及效果檢測研究[J].煤炭工程，2012（10）：33-35.