高瓦斯松軟煤層鉆孔加固密封技術(shù)研究

楊計(jì)先，程仁輝，張 超

(1.山西潞安環(huán)保能源開(kāi)發(fā)股份有限公司 漳村煤礦，山西 長(zhǎng)治 046000；2.西安科技大學(xué) 安全學(xué)院，陜西 西安 710054)

隨著我國(guó)煤礦開(kāi)采深度的不斷增加，礦井瓦斯災(zāi)害日趨嚴(yán)重。預(yù)抽煤層瓦斯對(duì)解決瓦斯災(zāi)害問(wèn)題起著重要的作用[1，2]。高瓦斯松軟煤層鉆孔由于煤質(zhì)較為松軟，受鉆進(jìn)擾動(dòng)鉆孔成孔退出鉆頭后極易在孔口位置發(fā)生鉆孔的坍塌變形，導(dǎo)致瓦斯抽采管難以送入鉆孔指定位置，無(wú)法完成鉆孔的有效密封。我國(guó)眾多學(xué)者在高瓦斯松軟煤層的鉆孔密封技術(shù)方面有了很深的研究。周福寶、孫玉寧教授[3，4]針對(duì)鉆孔有效抽放期縮短的技術(shù)難題，首次提出二次封孔方法運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)模型，基于多物理場(chǎng)耦合理論建立了孔內(nèi)漏氣和孔邊裂隙漏氣的數(shù)學(xué)模型，重點(diǎn)介紹了囊袋注漿封孔和二次封孔兩種封堵裂隙的新技術(shù)及應(yīng)用效果；孫志東[5]分析了四種鉆孔漏氣的原因，提出了相應(yīng)的封孔措施，研制了四種囊袋式注漿封孔器和封孔配套裝置；翟成[6]分析了上行鉆孔密封段的三種泄漏方式，明確了上行鉆孔封孔段的失效機(jī)制，并提出了上行鉆孔鉆屑自封孔方法；魯忠良[7]分析了松軟突出煤層鉆孔失穩(wěn)塌孔的原因，提出全長(zhǎng)篩管護(hù)孔及帶壓封孔技術(shù)；張超[8]針對(duì)高瓦斯松軟煤層封孔段易失穩(wěn)且鉆孔密封難的問(wèn)題，基于主動(dòng)式密封“固封液，液封氣”的原理，發(fā)明了加固封孔段和動(dòng)態(tài)密封一體化的新型密封技術(shù)及方法；丁紅[9]基于煤巖體力學(xué)和滲流力學(xué)理論，分析順煤層鉆孔瓦斯流動(dòng)特性并確定瓦斯抽采控制因素；……