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顺层瓦斯抽采钻孔合理封孔深度及注浆参数研究

2021-09-08牛心刚国林东

矿业安全与环保 2021年4期

牛心刚,国林东

(1.瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室,重庆 400037; 2.中煤科工集团重庆研究院有限公司,重庆 400037;3.安徽理工大学 能源与安全学院,安徽 淮南 232001)

我国煤炭资源丰富、分布范围广泛、赋存条件复杂,高瓦斯矿井数量占比较大,其煤层主要呈现地应力高、瓦斯含量高、瓦斯压力高、渗透性低的特征,煤层瓦斯治理难度大[1-3]。据统计,我国煤矿中约有2/3数量的瓦斯抽采钻孔密封性差,影响了煤层瓦斯抽采效果,给矿井生产带来安全隐患[4-6]。

众多学者围绕提升钻孔密封质量进行深入研究,对封孔工艺进行优化,形成了“两堵一注”封孔[7]、囊袋式封孔[8]、二次封孔[9]、封隔一体化封孔[10]及高效综合封孔等工艺[11]。陈宾[12]采用FLAC3D数值模拟软件并结合封孔质量检测仪判断钻孔漏气位置,确定了合理的封孔深度;娄振等[13]采用钻屑指标法分析巷道裂隙“三带”分布情况,并进行不同封孔深度的对比试验确定了最佳封孔深度;乔元栋等[14]建立了顺层钻孔漏气模型并运用COMSOL软件分析钻孔“三带”分布及主要漏气通道;倪冠华等[15]利用扫描电子显微镜分别对聚氨酯、PD复合材料的渗透扩散形式进行了微观分析,结果表明选用PD复合材料能够达到较好的密封效果;翟成等[16]研发了柔性膏体材料,确定了最佳料水比,提高了封孔材料的膨胀性及密封性,从而提升了钻孔封孔效果。

钻孔密封效果主要受封孔深度及注浆参数影响,确定合理的封孔深度及注浆参数是确保钻孔封孔质量的关键因素[17-19]。……

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