摘要：瓦斯突出矿井煤层的开采往往伴随着大量瓦斯涌出，特别是随着煤炭生产的高效集约化和开采深度的增加，瓦斯涌出量越来越大，瓦斯灾害已成为制约高效集约化开采技术发展和安全生产的最重要因素。因此，如何有效地解决高瓦斯煤层开采过程中的瓦斯突出和大量瓦斯涌出问题，对煤矿安全生产具有十分重要的意义。通过利用“两堵一注”硬管直连带压封孔技术，结合煤岩特性及现场实验结果，成功解决“两堵一注”带压封孔技术封孔不严、漏气严重的问题。该技术为矿井瓦斯治理工作提供了技术保障和支撑，具有一定的推广价值。基于此，本文作者结合自身实践就“两堵一注”硬管直连带压封孔技术的相关内容进行分析和研究，以供参考。
关键词：两堵一注；硬管直连带压封孔技术
引言：封孔是矿井瓦斯抽放钻孔中的一项重要技术，封孔不好，瓦斯抽放浓度降低，从而影响矿井瓦斯治理工作及瓦斯合理利用。通过对矿井钻孔封孔技术的研究，实现矿井瓦斯高效治理、安全快速掘进、高效利用瓦斯，全面提升矿井瓦斯治理水平，为其他煤矿瓦斯高效治理提供一定的依据。
1钻孔封孔技术
采用“两堵一注”硬管直连带压封孔工艺，利用矿用封孔器与抽采管连接形成高压挡板，通过注浆管将膨胀材料浆液带压注入钻孔周围裂隙中，对钻孔周围煤岩体施加主动支护，待材料有效渗入到钻孔裂隙中，膨胀硬化反应后完成封孔，该封孔工艺可达到封堵裂隙、阻碍钻孔变形、封孔材料与钻孔壁紧密结合的目的，实现瓦斯的高效抽采。
2封孔实施步骤
2.1预算封孔材料用量
根据实际钻孔结构参数和封孔结构示意图，计算花管、实管、直连实管、注浆管的长度和封孔剂干料量，并按照计算好的数量准备齐全。
封孔剂干料按照最低参考经验用料量的1.5倍进行计算（Φ94mm的钻孔，封孔剂干料8.5kg，Φ113mm的钻孔，封孔剂干料10kg）。
2.2下入封孔管
花管→实管→里囊袋（注浆管、滤水孔）→直连实管、注浆管→外囊袋。封孔段位于岩孔中，岩孔中下入实管并进入煤孔中0.5m-3m，煤孔中下入花管。当岩孔长度大于等于20m时，封孔段里侧距离孔口18m，当岩孔长度小于20m时，封孔段里侧距离煤岩结合部2m。封孔管接头采用直箍螺纹丝扣密封连接，保证各个接口部位连接牢固，防止接口脱落。
2.3制浆
首先检查气动注浆泵完好性，限压阀设置为2.5Mpa，然后开始制浆。制浆使用专用搅拌桶，浆液水灰比例按照1:2进行配置并搅拌均匀。
2.4注浆
首先向囊袋注浆，浆量饱和，囊袋压力达到2.0Mpa，稳压2min后，再向充填段注浆，充填段注浆压力达到1.2Mpa以上，持续稳定2min，注浆结束。
囊袋注浆：连接囊袋注浆管路，调节注浆泵供风阀门，以正常速度（1-2秒/次）向囊袋进行注浆，当注浆泵压力表出现压力显现时，暂停注浆1min，然后采用缓慢速度（2-3秒/次）注浆，注浆泵出现卸压或压力达到2.5Mpa后，间歇注浆。直至注浆泵压力在2.0Mpa以上，并持续稳压2min，囊袋注浆饱和，方可暂停注浆，折叠固定该注浆管，防止跑浆卸压。
充填段注浆：连接充填段注浆管路，调节注浆泵供风阀门，以正常速度向充填段进行注浆，当注浆泵压力表再次出现压力显现或封孔管流出清水时暂停注浆1min，然后恢复缓慢速度注浆，注浆泵出现卸压或压力达到2.5Mpa后间歇注浆，直至注浆压力在1.2Mpa以上稳定2min，封孔管的渗水量减少时，方可终止注浆，折叠固定注浆管，防止跑浆卸压。
2.5注浆泵清洗
使用清水清洗，首先打开注浆泵的卸压阀，卸压后清洗泄压孔，然后去掉注浆管再次清洗，清洗时间2min，最后清洗注浆桶，整理施工现场卫生。
3 封孔效果分析
根据孟津矿底抽巷施工情况，选择在12070中间底板抽放巷选择两组钻场分别进行“两堵一注”硬管直连封孔和常规钻孔封孔对比试验。选择的钻场为12070中间底抽巷中7#钻场358-4、562-4、358-10、460-11、460-13号钻孔，共5个钻孔；8#钻场466-8、520-13、568-12、568-11、520-10号钻孔，共5个钻孔。7#钻场钻孔均严格采用“两堵一注”硬管直连的封孔方式进行封孔，而8#钻场使用常规封孔方式封孔。采用常规封孔方式封孔的钻孔，平均单孔瓦斯浓度较低，约为13～25%；而“两堵一注”硬管直连的封孔方式，平均单孔浓度可达到45～60%，显著高于普通封孔方式的平均单孔浓度。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这是因为采用常规封孔方式时，水泥凝固后，会有一定的收缩，产生裂隙；其次，在打钻过程中，煤壁也会产生一部分裂隙，加上水泥凝固后本身的原生裂隙，在连管抽采后会构成漏风回路，影响瓦斯抽采的效果。而采用“两堵一注”硬管直连的封孔方式，通过带压水泥和水泥中的膨胀剂，能有效地封堵钻孔周围裂隙，减小抽采时的漏风，保证钻孔的抽采效果。
4“两堵一注”硬管直连优势
（1）产品可长期保存，无保质期顾虑。
（2）操作简单，无需培训，只需将产品插入孔内注浆即可。
（3）本产品所采用工作原理能够做到水、气体与水泥浆的完全分离，凝固后的水泥体无注浆不足、隔断、裂纹、内部疏松等现象，凝固后的水泥体饱满紧实。
（4）依靠注浆压力可将水泥浆液填满所有煤层裂隙。
（5）可随孔径的不规则变化而变化，真正做到无缝隙全密封。
（6）采用抗阻燃、抗静电优质进口虑布制成，性能安全可靠。
5“两堵一注”硬管直连封孔器使用方法及注意事项
1、使用产品时先将产品放置孔内，后连接注浆泵。
2、调整注浆泵压力及注浆量，开始注浆，在一定的压力下，封孔器膨胀体实现膨胀封孔。
3、本产品为一次性使用，注浆结束后产品凝固留在孔内。
4、送插封孔器严禁带压操作。
5、注浆工作时正前方不许有人作业。
6封孔建议
1、注浆泵压力调整为2.5Mpa；囊袋长度为0.8-1m。
2、囊袋的密封扎线采用强度更大的扎线。
3、胶带捆扎囊袋端头时，囊袋要顺时针进行折叠，折叠次数不少于4次。
4、爆破阀爆破压力为2±0.2Mpa（软管间距不小于28mm）。
5、注浆完成后稳定压力在1.2Mpa以上，且持续时间不得小于2min。
6、封孔段两囊袋中间封孔管采用快速密封接头连接，其它部位接头采用直箍螺纹丝扣连接。
7、注浆泵连接管吸浆口加装过滤网，防止杂物进入注浆液后，堵塞囊袋中的逆止阀进浆孔，导致囊袋内压力不足的现象发生。
8、注浆过程中，必须保证注浆泵连接管吸浆口不离开注浆液，并在里端囊袋外部封孔管上打排气孔。
9、取消爆破阀，采用两根注浆管分别向囊袋和注浆段注浆，使得中间注浆段注浆前后，囊袋内的压力不衰减，保证了封孔效果。
结论：
①采用“两堵一注”硬管直连带压封孔工艺，即两端采用周边封孔、中间注入膨胀材料浆液的方式进行封孔，实现瓦斯的高效抽采。
②通过“两堵一注”硬管直连封孔和常规钻孔封孔对比可以看出，“两堵一注”硬管直连封孔方式，平均单孔浓度可达到45～60%，显著高于普通封孔方式的平均单孔浓度,对比之前的封孔技术，钻孔初始浓度≥40%的比例有所提升，能有效保证瓦斯抽采钻孔封孔的严密性、可靠性，降低了瓦斯抽采钻孔抽采浓度的衰减速度，提升了瓦斯抽采治理效果，利于矿井开采，保障安全生产。
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论文作者:梁卫龙
论文发表刊物:《基层建设》2019年第9期
论文发表时间:2019/8/2
标签：注浆论文; 瓦斯论文; 钻孔论文; 压力论文; 裂隙论文; 矿井论文; 高效论文; 《基层建设》2019年第9期论文;