张云峰

（1.中国矿业大学 安全工程学院，江苏 徐州 221116；2.徐州赛孚瑞科高分子材料有限公司，江苏 徐州 221008）

瓦斯抽采是治理瓦斯灾害的重要手段，而井下本煤层钻孔因施工简便、成本较低，已在我国煤矿瓦斯抽采中得到了广泛应用[1-2]。然而，由于煤岩体受钻孔开挖等因素的影响，钻孔围岩裂隙演化发育，致使在抽采本煤层瓦斯时巷道内空气涌入钻孔，导致钻孔瓦斯抽采浓度持续降低[3-4]。要提高本煤层瓦斯抽采浓度，关键就在于对钻孔口处的围岩裂隙进行堵漏，提高钻孔密封性，从而减少钻孔漏气[5]。国内外学者对本煤层钻孔堵漏技术进行了相关研究[6-12]，这些研究在瓦斯初始抽采阶段能够使瓦斯抽采浓度保持在比较高的水平，但在中后期进行瓦斯抽采时，本煤层钻孔围岩裂隙仍然持续发展，直至贯通整个裂隙网络，导致瓦斯抽采浓度急剧衰减。基于此，提出一种能够延长本煤层钻孔抽采寿命的新注浆堵漏技术。

1 理论分析

1.1 漏气机理

本煤层钻孔抽采瓦斯体积分数低主要是由于空气泄漏，公式如下：

式中：G 为抽采瓦斯体积分数，%；QM、QA分别为单位时间内煤层钻孔抽采的瓦斯量和空气泄漏量，m3/min。

由式（1）可知，减少钻孔空气泄漏量可显著提高瓦斯抽采效率。本煤层钻孔围岩漏气机理图如图1。

图1 本煤层钻孔围岩漏气机理图Fig.1 Mechanism diagrams of air leakage in the surrounding rock of the in-seam borehole

由图1 可知，由于巷道掘进以及钻孔开挖分别打破了巷道和钻孔围岩的应力平衡状态，在巷道和钻孔周围形成了“巷道松动圈”和“钻孔松动圈”。……