裂隙发育煤层瓦斯抽放钻孔新封孔技术

裂隙发育煤层瓦斯抽放钻孔新封孔技术

煤矿安全 ( 0—2 2 9 0) 0

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裂隙发育煤层瓦斯抽放钻孔新封孔技术徐玉胜张仁贵彭担任，,(1晋城煤业集团寺河矿，山西晋城 0 80;. . 4 0 02中国矿业大学，江苏徐州 2 10 ) 20 8

摘

要：分析了原瓦斯抽放钻孔封孔技术的缺陷，阐述了双阶段封孔技术的原理和设计，用后应

取得了巨大的经济效益和社会效益，该技术在裂隙发育煤层具有推广价值。关键词：隙；裂瓦斯抽放；双阶段封孔技术

中图分类号： D 1 T 72

文献标识码： B

文章编号：0 3— 9 X( 0 9 0 0 2 0 10 4 6 2 0 )2— 0 5— 3

寺河矿位于太行山南段西侧的沁水煤田南缘，距晋城市区 7 m,沁水县城 5 m。井田内地层 0k距 3k自下而上为：陶系中统马家沟组 ( ,炭系中奥 O )石

组，现开采的主要可采煤层 3号煤层为低一中灰、特

低硫、中磷、高发热量、高熔灰分、高强度的无烟煤， 热稳定性好，良好的化工生产用煤。3号煤层自是燃倾向性等级为Ⅲ级，属不易自燃。煤尘无爆炸性。 矿井瓦斯等级 20 0 6年经鉴定为高瓦斯矿井，采取需抽放等措施。1瓦斯抽放封孔技术现状

统本溪组 (: )石炭系上统太原组 (。)二叠系 CB, Ct,下统山西组 ( )二叠系下统下石盒子组 ( , PS, Px)二叠系上统上石盒子 ( 2[一层 ( 2 ) Px)含 P和二层 ( ),四系 (。井田主体构造为轴向近南]第 Q)北向的压扭构造。一系列开阔的背斜及压扭性逆断层纵贯井田，有稀少的北东向张扭性断裂。井田伴含煤地层为石炭系上统太原组和二叠系下统山西

寺河矿 20 3巷 (于厚度约 6 5m的 3号煤 35位 .层)瓦斯基本参数如表 1示。所

表 1 2 0 3瓦斯基本参数 35巷

该区域煤层起伏变化不大，属近水平煤层，煤质较硬：15 8, .8 )适合在本煤层布孔抽放。这些特点决定了应该采取强化本煤层抽放的措施，能有才效地降低开采期间瓦斯的涌出量。但是寺河矿地层节理十分发育，工的钻孔多裂隙，之水平钻孔施加多，瓦斯抽放钻孔的封孔难度较大。所以必须对寺河矿煤、的裂隙发育特征及其

对瓦斯抽放钻孔封岩孑的影响进行深入研究。 L11煤层微观孔裂隙结构 .

表 2煤孔隙类型及其成因类型成因简述

原孔屑孔需体屑和屑等屑颗之生间要、体壳体碎状粒间惰链孔质变作下聚形的间簧在质用缩而成链变质孔气孔角砾孔外生孔碎粒孔摩擦孔

变质过程中由生气和聚气作用而形成的煤受构造应力破坏而形成的角砾之间的孔煤受构造应力破坏而形成的碎粒之问的孔压应力作用下面与面之间摩擦而形成的孔

’

煤中常见裂隙有：节理、割理、裂缝、断裂等，指煤中不同类型、同规模的裂隙，瓦斯运移、 不是产出的通道。瓦斯多以吸附状态存在于煤层微孔隙、裂隙之中，煤层既是瓦斯的源岩层，也是瓦斯的储层。 从扫描电镜观察，可将煤孔隙分类，如表 2所示。

铸孔篙磊质有质因度异铸模物在机中硬差而成矿质溶孔篱物在期、用受蚀物孔蚀 质长气作下溶而水

裂隙发育煤层瓦斯抽放钻孔新封孔技术

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12原有封孔技术分析 .

晋城矿区过去的封孔工艺为从孔口处向孔内封 6~8m, 封孔材料为聚氨酯，期的瓦斯抽放浓度能初够达到 6%~ 0。但是由于封孔深度不够， 0 7%并且

受到裂隙圈周围裂隙的影响，致使抽放瓦斯浓度降低速度加快，缩短了抽放钻孔的有效抽放期，降低了 钻孔的利用率，影响了瓦斯抽放系统的安全性。并以前， L封孑结束就开始抽放瓦斯，大量瓦斯被抽出来，煤体中瓦斯的弹性潜能得以释放，煤层瓦斯压力和瓦斯含量下降，由此引发煤层产生变形、并位移、卸压 (应力减小 )透气性增大、斯得到排地、瓦图 1一次封孔原理示意图

2 2 1封孔原理 ..

放、煤体变硬等，钻孔有效作用半径区域内的煤层透气性增大，成大量微观裂隙、隙通道。当这些通形孔道与外界大气沟通时，抽放负压的作用下空气就在进入钻孔及抽放管路，使抽放系统的瓦斯浓度下降。 因此，必须对原封孔技术加以改进，采用双阶段封孔方法。 2双阶段封孔技术原理与设计2 1一次封孔阶段 .

二次封孔阶段是在一次封孔阶段的基础上，利用压缩空气以一定压力将微细膨胀粉料送人煤层钻

孔内，瓦斯抽放系统负压的作用下渗入煤层周围在

的孔(隙

区域，裂)可增加裂隙内气体的流动阻力， 阻隔外界空气的进人，钻孔内的漏风量明显减少。使它最适用于回采工作面、门见煤处、石煤巷等地点的瓦斯抽放，经过二次封孔阶段后可以大幅度提高瓦斯抽放浓度，延长抽放钻孔的有效抽放期，仅提高不了钻孔的利用率和瓦斯抽放效果，且提高了抽放而系统的安全性。2 2 2封孔工艺 ..

2 1 1选择封孔材料 ..目前，使用的封孔材料主要有聚氨酯、克休、罗 Z K高分子泡沫、发泡水泥等，经过实验和研究分析，选取硬质聚氨酯泡沫塑料。这类泡沫塑料由异氰酸

在一次封孔阶段的基础上，过一定时期的瓦经斯抽放，由于煤层的变形、移，位导致钻孔周边煤层

酯 (称黑料 )聚醚多元醇 (称白料 )匀混合俗和俗均而成。异氰酸酯为单体聚合物，醚多元醇主要由聚 单体聚醚、泡剂、发催化剂、面活性剂和其它助剂表

的孔 ( )扩 …… 此处隐藏：1477字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……