三段式封孔工艺在瓦斯治理中的应用

陈亮

【摘 要】瓦斯抽放是矿井瓦斯治理最有效的措施，封孔效果直接关系的瓦斯抽放效果的好坏，新田煤矿通过改进原有的封孔方式，简化封孔工艺，降低封孔对个人技术和经验的要求，缩短封孔时间，节约封孔费用，提高抽放效果，具有很高的安全经济效益。

【关键词】三段式；封孔工艺；工艺改进

煤矿瓦斯治理一直是困扰着煤矿企业安全生产的难题，一旦发生瓦斯事故将给企业和社会带来巨大损失。瓦斯抽放作为一项瓦斯治理的根本措施，被越来越多的矿井采用和改进，而抽放钻孔封孔工艺的好坏直接制约着钻孔的抽放效果。根据原来封孔工艺中存在的问题，通过改进，设计出三段式封孔工艺

一、封孔工艺

1.1 封孔材料准备

准备好封孔用的管子、棉纱、麻布袋、铁丝、聚氨酯、量具、搅拌器、水泥、注浆泵、4′铁管（带球阀及直节头）等封孔所需工具及物品，封孔管用ϕ50mm铁管。将ϕ50mm铁管和4′铁管做成2m/根（或3m），每个钻孔封孔深度为不小于8m。ϕ50mm铁管前端0.8m范围内加工筛孔（4′铁管前端0.4m范围内加工筛孔），筛孔组间距不大于0.05m，至少加工15组交叉布置的筛孔，保证筛孔总面积不小于铁管横截面积。在ϕ50mm铁管前端0.9m处焊上一圈ø4mm的钢筋，封孔时在封孔管前端0.85∽1.0m处用布条缠上多圈且比钻孔稍粗，最后用铁丝固定，布条宽度为0.3m，长度一般不小于0.5m。

1.2 钻孔倾角大于等于+1°封孔操作

用预先制做好缠上多圈布条的封孔管用钻机慢慢送入孔内，封孔铁管用直接接好（接头处缠绕生料带防止漏气），再用钻机慢慢送入孔内达到封孔8m要求后。再送入4′铁管达到8m深，其中接头用直接连接，并缠生料带以防漏气，作为反浆孔用。最后在孔口处再送入一根2.0m长的4′铁管，作为注浆管用。每个4′铁管在钻孔孔口处全部安装上4′球阀。

配制聚氨酯，并迅速搅拌均匀，然后把配好的药水用少量棉纱蘸取聚氨酯，并送入孔内，依次送入3～5个蘸取聚氨酯棉纱团，最后孔口用干棉纱堵严实。

药水膨胀后，在大容器（可用油桶制作）内按水：水泥比为12：7的体积比进行配制水泥浆，搅拌均匀后用注浆泵接在注浆管上进行注浆，当水泥浆从反浆管内流出时，关闭反浆管球阀，接着再进行注浆并观察反浆管上的压力表，压力达到1Mpa时停止注浆，并关闭注浆管球阀，说明本孔封孔已结束。

1.3 钻孔倾角小于+1°封孔操作

用预先制做好缠上多圈布条的封孔管用钻机慢慢送入孔内，封孔铁管用直接接好（接头处缠绕生料带防止漏气），再用钻机慢慢送入孔内达到封孔8m要求后。最后在孔口处再送入两根2.0m长的4′铁管，作为注浆管和反浆管用。每个4′铁管在钻孔孔口处全部安装上4′球阀。

封孔及注浆技术要求与倾角大于等于+1°钻孔钻孔相同，

图1 钻孔倾角大于等于+1°的封孔示意图

图2 钻孔倾角小于+1°的封孔示意图

二、主要创新点

1．研究合理、有效、可操作性强的钻孔注浆、返浆封孔工艺，解决封孔中聚氨酯、水泥浆出现空洞，出现漏气现象；提高封孔质量。大大增高瓦斯抽放效果。

2．通过对钻孔注浆、返浆过程的研究，有效杜绝钻孔漏气，提高封孔可操作性，减少封孔操作对个人技术、经验的要求，使封孔更容易操作，新手很容易上手，且封孔质量不会降低，有利于矿井的可持续发展。

3．钻孔注浆、返浆封孔方式的研究：减少人力物力投入，降低钻孔封孔成本。针对不同倾角的钻孔的封孔方式，可以节省材料，减少封孔材料的浪费，节约物力；对于于钻孔倾角大于等于+1°的封孔可以节省大量材料，并且达到良好的封孔效果。对于倾角小于+1°得封孔可以大幅度避免封孔不实，提高封孔质量。