新型钻孔封孔工艺应用

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摘要：钻孔封孔质量是瓦斯抽放效果的关键，原有封孔技术经常会由于矿压影响，造成裂隙等原因造成抽放浓度达不到理想的状态。而采用新机械封孔新工艺，能够有效提高抽放钻孔封孔质量，提高抽放效果。

关键词：封孔工艺；抽放效果

在煤矿生产过程中，井下采掘工作面进行采掘活动时，瓦斯涌出到生产巷道空间，对井下生产活动造成安全威胁。不论瓦斯涌出量多少，一直是矿井生产中主要危险源，瓦斯灾害防治就成为矿井最根本、最重要的任务就是搞好矿井瓦斯抽采工作。

抽放瓦斯措施是解决煤层瓦斯问题最有效、最直接的办法之一，封孔效果的好坏将直接影响抽放效果。长期以来，原我矿采用黄泥封孔或水泥药卷封孔，封孔长度一般只能达到3米左右。由于受放炮等因素的影响，巷道前方3～5m范围内岩体通常情况下都有裂隙与巷道相通，形成漏气通道；另外，黄泥或水泥药卷干化凝固后，可能产生裂缝或收缩，也将影响抽放钻孔气密性。因此，原有封孔方式封孔深度不足、封孔效果差，影响抽放孔口负压，导致抽放瓦斯浓度低，抽放效果差。

1 封孔工艺的改进

针对抽放钻孔封孔质量问题，借鉴了其它成功经验并加以改进，形成了一套全新的封孔方法，在瓦斯抽放过程中取得了很好的效果。

1.1 封孔机械

由于人工封孔深度难以达到要求，选用了自行生产的电动灌浆机进行封孔，其电机功率为4.5Kw，灌浆垂高可达20m，能够满足普通抽放钻孔封孔要求。

1.2 封孔材料与技术参数

（1）封孔浆

机械封孔需使用流质材料，通常情况下选用的是水泥砂浆进行封孔。水泥砂浆凝固后有一定程度的收缩，降低了钻孔的密封质量，从而降低了抽放负压，影响抽放效果。为此，我矿选用了水泥石膏浆作为封孔材料，即在水泥浆内加一定量的膨化石膏，利用石膏的膨胀充填水泥浆固化收缩后的钻孔空间，起到完全密封钻孔的作用。

另外，水泥石膏浆为流体物质，在封孔机供给的压力作用下，渗透到煤、岩体裂隙中，能有效防止钻孔围岩漏气现象。在实际应用中，水泥、石膏比及水泥石膏浆的稠度都将影响封孔效果，通常情况下，水泥：石膏：水配比取7：1：12较为适宜；现场操作时，可将手掌插入水泥石膏浆中，以能清晰看到掌纹这最佳。

（2）孔内抽放管

抽放钻孔直径一般为Φ75mm，因此孔内抽放管通常选用直径为φ30mmPvc塑料管，它较之使用铁管具有轻便易带、成本低等特点。特别是机械化采煤工作面中，使用铁管容易损坏割煤机械，而使用塑料管能避免这类问题。

（3）封孔深度

抽放钻孔封孔深度视抽放地点煤岩条件而定。在煤层中，由于煤层透气性相对较好，因此封孔长度应相对加深，在实际运用中，煤层抽放孔封孔深度一般为8～10米，封孔效果较好。在铝土、页岩中（如石门预抽钻孔），由于岩层相对较破碎、且裂隙多，一般封孔深度也不小于8米。而布置在茅口灰岩段的抽放钻孔（如卸压抽放钻孔、条带预抽钻孔等），由于岩石条件好，封孔深度只需5米就能取得较好的效果。

2 封孔方法

2.1 倾斜钻孔封孔方法

倾斜及水平抽放钻孔封孔时，首先将抽放管及注浆管（一般选用φ30mmPvc塑料管）预埋在钻孔内，并用黄泥将孔口堵实（堵1米左右）。预埋抽放管长度与封孔深度相等，注浆管长一般为2米。然后将灌浆机上出浆管接在注浆管上注浆至抽放管内流出浆为止。

俯斜钻孔封孔时，须先将抽放管末端用棉纱缠紧并用铅丝或铁钉固定好，防止注浆时水泥石膏浆流到孔底将孔堵严使抽放孔报废。然后将灌浆机出浆管放在抽放钻孔孔口开始注浆，至孔口有浆流出为止。

3 封孔效果

采用水泥石膏浆机械封孔技术，钻孔密封效果十分明显，抽放瓦斯浓度及钻孔孔口负压较人工封孔有明显提高。我矿现井下实施的本煤层预抽措施中，瓦斯浓度最高可达40%，孔口负压达32.6Pa，抽放效果极好。

4 存在的问题及建议

（1）抽放钻孔在煤层段及铝土段垮孔严重，水泥浆有可能无法灌至要求深度，因此施工钻孔时不宜采用辅助水排渣方式，尽量采取压风排渣孔口除尘方式，且钻孔施工完后必须将钻孔清理干净。

（2）电动灌浆机电机及注浆轴在井下使用容易损坏，且不易检修，建议在设计生产过程中加以改进。

参考文献：

[1]孙和应、常松岭，煤与瓦斯突出预测和防治[M]徐州：中国矿业大学出版社，2008-12；

作者简介：刘光贤（1972～），男，助理工程师，现任织金县工业经济和能源局生产股。