大直径瓦斯抽采钻孔非凝固膏体材料封孔技术及设备研究
2021-01-26唐卫东李晓伟周冬
工矿自动化 2021年1期
唐卫东, 李晓伟, 周冬
(1.山东省三河口矿业有限责任公司,山东 济宁 277605;2.中国矿业大学 安全工程学院,江苏 徐州 221116;3.江苏徐州新沂市公安局 经济开发区派出所,江苏 徐州 221499)
0 引言
煤炭在未来几年内仍然会是我国的能源消耗主体之一,在国家对能源结构进行调整的过程中比重依然占有60%左右[1-2]。我国煤炭开采矿井中,高瓦斯、突出煤层占比较高,这些煤层在开采过程中往往伴随着大量瓦斯涌出。为防止事故发生,多采用钻孔抽采解决瓦斯突出问题。大直径钻孔瓦斯抽采[3-4]是解决高瓦斯低透气性突出煤层瓦斯问题的主要措施之一。由于大直径钻孔易受应力影响,其瓦斯抽采浓度与钻孔的封孔方法有直接关系。目前大直径瓦斯抽采封孔方法主要分为固体材料封孔和液态材料封孔2类。固体材料封孔方法主要包括水泥砂浆封孔、高分子聚氨酯类材料封孔、膨胀材料带压注浆封孔等方法。水泥砂浆封孔[5-6]是一种早期的封孔方法,其技术工艺简单,价格低廉,但水泥凝固过程中本身会产生裂隙,封孔质量不佳。高分子聚氨酯类材料封孔[7-9]是目前常用的封孔方法,其初期封孔效果较好,不会对煤质产生影响,但其反应会放出热量,存在安全隐患,且材料会受钻孔中水分影响,造成后期抽采浓度急速下降。膨胀材料带压注浆封孔[10-11]是较为先进的封孔方法之一,工艺简单,封孔效果较好,但该方法仍属于硬质固体封孔,受应力影响,随着时间推移,抽采钻孔变形破坏后,瓦斯抽采浓度会急速降低。……
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