杨建峰　厉洪卫

【摘 要】瓦斯一直是煤矿安全生产的重大隐患，因此对瓦斯进行综合治理尤为重要。目前应用较广，效果较好的技术是瓦斯预抽采措施，但是钻孔抽采浓度偏低，严重影响煤层瓦斯抽采效果。造成钻孔抽采浓度偏低的因素有很多，（1）钻孔卸压圈裂隙漏气（钻孔半径的5～10倍）;（2）巷道卸压带裂隙漏气（巷道宽度的3～5倍）;（3）煤层节理裂隙发育导流;（4）封孔充填不实漏气;（5）塌孔堵孔;（6）煤尘或水堵塞抽放管。

【关键词】囊袋式注浆封孔器;瓦斯抽采

中图分类号： TD712.63文献标识码： A文章编号： 2095-2457（2019）21-0156-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.21.071

【Abstract】Gas has always been a major hidden danger in coal mine safety production，so it is particularly important to carry out comprehensive gas control. At present， the technology of gas pre-extraction is widely used and the effect is better，but the low concentration of borehole extraction seriously affects the effect of gas extraction in coal seam. There are many factors contributing to the low concentration of drilling and pumping.（1）the leakage of fissures in the borehole relief zone（5-10times of the borehole radius）;（2）the leakage of fissures in the roadway relief zone（3-5times of the width of the roadway）;（3）the development and diversion of coal seam joint fissures;（4）improper sealing and filling of the holes;（5）the collapse and plugging of the holes;（6）coal dust or water.Block the drain pipe.

【Key words】Bag grouting sealing device;Gas extraction

0 引言

我矿原采用马丽散封孔工艺，存在抽采瓦斯浓度低、抽放效果差问题，针对我矿瓦斯抽采钻孔封孔现状，为提高钻孔瓦斯抽采浓度，盡可能封堵钻孔周围煤岩松动裂隙，自2019年2月起由通防科制定具体带压注浆试验方案，由抽采队负责落实，通防科管理人员及矿带班人员全程监督试验过程。

1 囊袋式两堵一注带压注浆封孔器介绍

图1

囊袋式注浆封孔器的工作原理是：首先通过注浆泵将水泥浆液经注浆管对2个囊袋注浆，待2个囊袋注浆膨胀后封堵钻孔并支撑孔壁，囊袋间形成密闭的注浆空间，然后待注浆压力升到一定值，注浆段的出浆阀打开，浆液带压注入注浆段并充填孔壁周围裂隙。

当注浆泵注浆时先胀大两端过滤布囊滤出清水留下高浓度水泥浆在两端内胀大堵死孔壁，当两端的布囊紧贴孔壁而密封后，当注浆压力达到0.3-0.4Mpa时浆液挤压开中间段的弹簧式开启压力单向阀向中间段注浆。由于弹簧式开启压力单向阀和两端布囊密封的压力差作用而形成两端布囊的密封胀压永远大于中间段注浆压力0.3Mpa以上，使得浆液不向两端布囊泄漏，随着注浆压力的升高所注浆液只能向中间段的煤岩缝隙挤压进入，即使钻孔内有水也会被所注水泥浆液挤压进煤岩缝隙，不会造成浆液浓度过稀现象而出现中间段中空及缝隙充填不实现象，但注浆压力不得超过布囊的最高承胀压力2.5Mpa以上.但一般的封孔泵最高注浆压力在1.6-2.0Mpa之间，不需要担心胀破布囊的可能。

2 带压注浆试验方案

2.1 下井前准备

在下井封孔前，在地面首先确认下井封孔所需的囊袋、水泥、抽采管的数量是否准备充足、是否已到达井下指定位置;确认封孔所需的接头、管子等工具是否准备齐全;确认封孔地点的水、风、注浆泵是否到位。

2.2 封孔前准备

①钻孔施工

钻孔施工到终孔后，不能立即退钻，对于穿层孔和顺层孔，应继续用水或风将钻孔内的钻屑冲洗干净，防止钻屑过多阻塞囊袋下入钻孔。

②检查封孔器

检查囊袋封孔器是否有破损，对于封孔器包装有破损的，应采取少量注水法试验封孔器是否损坏，禁止使用破损的封孔器进行封孔。

③检查封孔机具

连接水源，全面检查注浆泵、搅拌器和注浆管是否处于正常状态。

④检查注浆材料

a.准备封孔用水泥材料和膨胀剂，并检查是否有结块现象，不得使用失效的水泥和膨胀剂。

b.插入囊袋封孔器，对于易塌孔地段，要求成孔之后及时插入抽放管及囊袋封孔器，否则可能出现塌孔现象而造成封孔失败。计算插入筛管长度，根据囊袋封孔器的长度计算插入筛管的长度，按照要求，封孔要实现全程下套管，首先将所需筛管的长度插入钻孔，然后在筛管后接入套管继续插入钻孔，待剩余套管的长度与囊袋封孔器的长度一致时将套管套入囊袋，并用胶带将囊袋和套管固定牢固后一起插入钻孔，待囊袋封孔器和套管完全插入到钻孔，插入囊袋工作结束。

c.联接注浆泵，囊袋和抽采管一起插入钻孔后，将囊袋的注浆管和注浆泵相连，准备注浆。

⑤水泥浆配制

水泥浆配制与搅拌是注浆成功的关键环节之一，不仅事关注浆工作的顺利进行，而且直接决定封孔效果。将一袋水泥和100斤水同时倒入封孔注浆通内，搅拌均匀，待水泥没有团状结块，可认为浆液搅拌完毕。注浆前添加6斤膨胀剂，在搅拌3-5分钟，待与注浆水充分均匀后准备注浆。

2.3 注浆封孔

①先缓慢打开注浆阀门，待管路稳定后，再增大注浆压力，此时可以观察到出浆口的压力表压力逐渐增大。

②待2个囊袋注满后，此时可以观察到出浆口的压力表压力突然降低，此时表明中间的逆向阀已打开。

③开始对中间段进行注浆，随着浆液的注入，待浆液从反浆管反浆后，表明钻孔内浆液已满。

④对折反浆管后继续注浆，观察出浆口压力表压力，待压力表压力大于0.4Mpa停止注浆。

⑤对折注浆管，释放注浆管内压力拔出注浆管再与反浆管连接，继续从反浆管注浆，待表压在0.5-0.8MPa波动，此时暂停注浆观察压力表，若压力表的读数稳定在0.5Mpa以上，则可停止注浆。

3 带压注浆试验效果

抽采钻孔封孔工藝采用囊袋封孔工艺后，达到的效果如下。

（1）能即时退钻即时封孔，又能使钻孔周围的煤岩裂隙得到填充，消除掘进及钻孔时形成的裂缝漏气通道。

（2）钻孔得到可靠的支护，保证钻孔的稳定，减少了瓦斯突出事故的发生，保证了矿井的安全生产。

（3）采用囊袋封孔后，各钻孔始抽浓度最高达到80%（平均抽采浓度50%），比采用马丽散封孔提高30%，且抽采浓度及流量的衰减时间增加近20天，大大提高了瓦斯抽采的效果，保证了瓦斯发电站发电机组运行所需的浓度与数量。

4 小结

囊袋封孔器“两堵一注”带压封孔技术能够有效封闭钻孔漏风通道，是提高煤层瓦斯抽采浓度的有效方法。

【参考文献】

[1]中华人民共和国安全生产行业标准AQ 1026—2006煤矿瓦斯抽采基本指标，2006-11-02国家安全生产监督管理总局发布，2006-12-01实施.

[2]中华人民共和国安全生产行业标准AQ 1027—2006煤矿瓦斯抽放规范，2006-11-02国家安全生产监督管理总局发布，2006-12-01实施.