杜文輝

（重慶松藻煤電有限責(zé)任公司松藻煤礦通風(fēng)科重慶市綦江區(qū)　401442）

松藻煤礦穿層鉆孔封孔工藝優(yōu)化實(shí)踐

杜文輝

（重慶松藻煤電有限責(zé)任公司松藻煤礦通風(fēng)科重慶市綦江區(qū)401442）

松藻煤礦保護(hù)層工作面兩巷采用臨近層穿層孔塑料管封孔工藝抽采瓦斯，在工作面采過鉆場后鉆孔抽采瓦斯存在時(shí)間較短的問題，對(duì)鉆場穿層孔封孔工藝進(jìn)行改進(jìn)，由塑料管封孔改為鐵管封孔，考察封孔深度，提高了鉆場瓦斯卸壓抽時(shí)間和瓦斯抽采量。

瓦斯抽采；鉆場布置；抽采量；抽采時(shí)間

前言

松藻煤礦設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為110萬t，屬于煤與瓦斯突出礦井，可采煤層K1、K2b、K3b均有突出危險(xiǎn)性，作為主采煤層的K3b煤層原始瓦斯含量最高、突出危險(xiǎn)性最大，為治理K3b煤層瓦斯，礦井采用以K2b煤層作為保護(hù)層開采，在K2b工作面的運(yùn)輸巷、回風(fēng)巷布置穿層鉆孔抽采K3b煤層瓦斯，鉆場采用75m深鉆場為主的布置方式。目前穿層瓦斯抽采鉆孔預(yù)抽濃度相對(duì)較低，具體情況為預(yù)抽K3b的穿層孔鉆場總測點(diǎn)濃度只有10%左右，預(yù)抽濃度低嚴(yán)重制約了我礦的瓦斯抽采利用和礦井的生產(chǎn)進(jìn)度，而預(yù)抽濃度低主要是由于封孔工藝落后等原因造成的?，F(xiàn)有封孔工藝采用塑料管封孔，鉆孔位于工作面垮落帶內(nèi)，工作面采過鉆場幾米后，鉆場的部分鉆孔因礦壓擠壓塑料管而造成瓦斯抽采濃度急劇下降，造成工作面鉆場卸壓抽、殘抽采時(shí)間短，不能有效地處理K3b及以上臨近層瓦斯，為增加瓦斯抽采時(shí)間、提高瓦斯抽采效果，必須改進(jìn)封孔工藝。

1　試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)區(qū)選擇在2225采煤工作面回風(fēng)巷。2225工作面位于K2b煤層，本煤層為單傾斜構(gòu)造，地質(zhì)構(gòu)造較復(fù)雜，煤層傾角平均30°，煤厚平均0.67m。k2b煤層原始瓦斯含量為8.25～11.38m3/t，依據(jù)重慶煤科院對(duì)松藻煤礦煤層鑒定，k2b煤層自然發(fā)火傾向?yàn)棰蝾?，無煤塵爆炸危險(xiǎn)。

2225工作面位于二水平二采區(qū)+100～+175階段的N1#～S2#石門之間，工作面標(biāo)高在+106.0～+177.7m之間。2225工作面東面的2223工作面和南面的2210-2工作面均已回采結(jié)束，西為二水平與三水平的隔離煤柱，北為斷層隔離煤柱。底部K1煤層及頂部K3b煤層均未回采，如圖1所示。

2　現(xiàn)有封孔工藝

2.1抽采鉆場布置方式

2225回風(fēng)巷鉆場（主石門～S1#石門）布置方式為每隔75～100m向K3b煤層底板施工1個(gè)深鉆場（鉆場深20m左右）在鉆場內(nèi)向K3b煤層施工瓦斯抽采鉆孔，鉆孔為扇形布孔方式，鉆孔終孔間距走向和傾向均為10m，每個(gè)鉆場內(nèi)鉆孔控制鉆場南、北方向K3b煤層30～50m，鉆孔傾角在-3～81°之間，鉆孔孔深16～60m之間，鉆場布置如圖2所示。

2.2封孔工藝及存在問題

圖1　2225工作面位置關(guān)系圖

圖2　5#和6#鉆場布置圖

（1）鉆孔內(nèi)送入長度為8m的DN40mm返漿塑料管、長度為6m的DN15mm注漿塑料管。孔口0.5m段用面紗捆綁注漿管與返漿管并撒馬麗散膨脹預(yù)堵孔口，預(yù)堵完成1d后采用注漿泵間隔1d先后兩次向孔內(nèi)灌漿，材料均為水泥、水不漏、石膏（比例：10：1：1）混合物（料水混合比控制在2.5：1左右）。

（2）由于K2b煤層工作面在回采過程中頂板管理采用緩慢下沉法，回風(fēng)巷隨采隨回，隨著K2b煤層工作面的推進(jìn)，回風(fēng)巷抽采鉆場將進(jìn)入采空區(qū)，鉆孔處于K2b煤層冒落帶，冒落帶破壞了鉆孔封堵的致密性，同時(shí)由于塑料管強(qiáng)度小，冒落帶使塑料管受到擠壓變形堵塞鉆孔瓦斯涌出通道，導(dǎo)致鉆孔卸壓抽時(shí)間短、抽采量小。

2.3現(xiàn)有封孔工藝抽采效果

松藻煤礦2225風(fēng)巷6#鉆場共計(jì)45個(gè)鉆孔，鉆孔總進(jìn)尺為2455m，采用原有工藝封孔，封孔完成后立即進(jìn)行了接抽，為考察效果，定期測定了相關(guān)抽采參數(shù)，其中預(yù)抽采狀態(tài)下共抽采124d，泄壓抽采狀態(tài)下共抽采27d，具體效果見表1。

從表1可以看出，原有封孔工藝封孔的6#鉆場卸壓抽時(shí)間短，只有27d，且抽放量、抽采濃度衰減快。

表1　2225風(fēng)巷6#鉆場瓦斯抽采情況表

3　封孔工藝改進(jìn)及效果考察

3.1封孔工藝改進(jìn)

回風(fēng)巷鉆場鉆孔封孔工藝改進(jìn)方法：鐵管封孔，封孔深度不小于7m。

具體封孔工藝為：鉆孔內(nèi)送入長度為8m、內(nèi)徑40mm的鐵管（鐵管每根長2m，兩頭套絲，采用管箍連接，孔外0.5m，孔內(nèi)7.5m），4分注漿管（孔外1m，孔內(nèi)5m）。采用毛巾和AB膠預(yù)堵，預(yù)堵段末端離孔口的距離為0.5m左右，AB膠封堵長度為0.5m，然后采用注漿泵間隔一天先后兩次向孔內(nèi)灌漿，初次封孔材料為水泥、水不漏、石膏（比例為10：1：1）混合物（料水混合比控制在2.5：1左右），二次灌漿材料為水泥、水不漏、石膏、細(xì)石粉（比例為10：1：1：1）混合物（料水混合比控制在2.5：1左右）。

圖3　封孔示意圖

3.22225回風(fēng)巷5#鉆場瓦斯抽采情況

2225風(fēng)巷5#鉆場孔數(shù)為45個(gè)，鉆孔進(jìn)尺為2298m，采用新封孔工藝后立即進(jìn)行了接抽，定期測定了相關(guān)抽采參數(shù)，其中預(yù)抽采狀態(tài)下共抽采199d，泄壓抽采狀態(tài)下共抽采75d，具體效果見表2。

從表2可以看出，新封孔工藝封孔的5#鉆場卸壓抽時(shí)間較長，達(dá)75d，且抽放量、抽采濃度衰減慢。

4　抽采效果對(duì)比

2225采面風(fēng)巷6#鉆場從2013年5月20日開始卸壓抽采，到6月16日基本上卸壓抽采結(jié)束，周期長27d，卸壓抽時(shí)間短，抽采濃度衰減快；5#鉆場從2013年8月2日開始卸壓抽采，截至10月16日，抽采純流量還保持在8m3/min，卸壓抽時(shí)間長，卸壓抽采純流量衰減緩慢。詳見對(duì)比圖4和圖5。

表2　2225回風(fēng)巷5#鉆場瓦斯抽采效果

圖4　新舊工藝抽采濃度衰減對(duì)比

圖5　新舊工藝抽采純流量衰減對(duì)比

5　結(jié)論

（1）K2b煤層工作面回風(fēng)巷鉆場采用鐵管封孔工藝后，卸壓瓦斯抽采時(shí)間大大增加，由原來的27d提高到75d以上，且瓦斯抽采純流量衰減速度明顯降低，直到80d后瓦斯純流量才降為3.12m3/min，顯著的提高了瓦斯抽采量。

（2）從現(xiàn)場的效果分析，改善封孔質(zhì)量能夠顯著地提高瓦斯抽采效果，是提高瓦斯抽采效果途徑中容易實(shí)現(xiàn)的方法。

TD712

A

1673-0038（2015）13-0158-02

2015-3-10

杜文輝（1986-），男，助理工程師，大學(xué)本科，主要從事瓦斯抽采技術(shù)研究及管理工作。