关于煤矿瓦斯抽放钻孔封孔技术的探讨

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翻新时间：2023-03-21

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关于煤矿瓦斯抽放钻孔封孔技术的探讨

【摘要】随着社会对煤矿安全问题的持续关注，在煤矿通防领域占有重要地位的瓦斯抽采技术也得到了快速的发展，其中钻孔封孔技术也不断推陈出新，各具特色。本文针对瓦斯抽放钻孔封孔的几种常用技术进行探讨，对不同技术的应用场合特点进行对比分析，具有一定的参考价值和借鉴意义。

【关键词】瓦斯抽采；钻孔封孔

1 引言

瓦斯是煤矿开采过程中的一种伴生性气体，具有易燃易爆性和化学毒性，对煤矿的安全生产带来了极大的隐患，而同时瓦斯也是一种优质洁净能源，其燃烧效率几乎等同于天然气。因此开发利用煤层瓦斯资源，不但可以有效降低煤矿安全事故发生的概率，还可以优化我国能源结构，实现节能减排，其社会意义和经济效益都不容忽视。

瓦斯抽采是煤矿企业进行瓦斯防治和利用的最主要手段，瓦斯抽放是指通过打钻，利用钻孔和抽放设备，将煤层或采空区内的瓦斯抽至地面，从而迅速降低井下的瓦斯浓度。近年来，随着煤矿开采深度延伸和大型综采设备的广泛应用，煤矿开采强度不断提高，这一方面提高了生产效率和煤矿生产量，另一方面也使得矿井瓦斯涌出量不断增大，因此，无论从安全角度还是经济角度，抽放瓦斯工作都显得更为重要。

2 煤矿封孔技术

2.1聚氨酯封孔技术

国内本煤层钻孔普遍采用“高分子发泡材料”，其中以聚氨酯材料为主要材料。封孔时将双组分“高分子发泡材料”混合搅拌后，用棉纱、棉布、毛巾等织物浸泽缠绕在封孔管的某个长度上，然后插入钻孔10米左右的深处，“高分子发泡材料”发泡膨胀，将钻孔封堵。

由于高分子发泡材料需要有较高的发泡倍数才能将钻孔封闭，高分子发泡材料发泡之后具有两个致命缺陷：第一，抗压强度低；第二，可压缩量很大。高瓦斯矿井和煤与瓦斯突出矿井往往采深较大，相应的地应力也较大，加之煤层强度普遍较低，井下煤层钻孔在地应力作用下将逐渐蠕变，钻孔在蠕变的过程中，钻孔周围的煤体将会产生松动裂隙（漏气通道）。

2.2 机械弹性封孔技术

常用的机械弹性封孔技术有两种：螺旋弹性胀圈式封孔器、弹性串球式封孔器，这两种封孔器的结构如图2和图3所示，其工作原理都是在外加力的挤压作用下，迫使弹性胶桶或者弹性串球膨胀，贴紧钻孔内壁，达到封孔的目的；当外加力取消后，胶桶或串球在自身的弹性力作用下恢复原状，即可从钻孔中取出，重复使用。

2.3 充气式封孔器

充气式封孔器主要有两种，一种是免充气气囊式，另一种是充气气囊式。前者将气体封闭在一个橡胶囊里，气囊中部有一根抽采管，利用气体的可压缩性将气囊塞进钻孔里实现封孔，主要在孔口1米范围内封孔；后者的气囊里没有封闭空气，气囊中部有一根抽采管，将囊带塞进钻孔之后，让后再向囊带充气。两者的效果几乎是一样的，只能做为临时性封孔。

2.4 水力膨胀式封孔器

水力膨胀式封孔器的原理是：压力水进入封孔器后，通过在膨胀器内部所形成的水压升高来促使封孔器胶管膨胀，封堵钻孔。这种封孔器在煤层注水方面用的较多，但对于本煤层长效抽采来讲是不可行，原因有二：第一，成本较高；第二，封孔器的微泄漏不能保证长效封孔的效果。

3 新型加压注浆封孔法

3.1 封孔原理

加压注浆封孔法主要原理是由于树脂膨胀量比较大而且材质坚硬，通过树脂包在钻孔中两端膨胀封堵，在中间的空隙中通过单向阀注入水泥。树脂包的封堵可以承受一定的水泥压力。这种封孔方法一方面能使钻孔周围的裂隙得到充填，消除开孔时形成的漏气通道（裂隙），即消除初期漏气通道；另一方面能使钻孔得到可靠的支护，保证钻孔的稳定，使钻孔周围不再产生新的漏气通道（裂隙），即避免后期漏气通道的产生和发展。

4 结论

目前，各个煤矿企业都非常重视煤矿瓦斯的治理与利用，瓦斯抽放技术作为治理瓦斯的主要手段也受到了广泛的关注，随着该领域技术的不断发展，势必会有越来越多的新技术、新方法不断涌现，进一步提高瓦斯抽放的准确性和效率，保障煤矿企业的安全生产，并改善我国能源结构，真正实现可持续性发展。

参考文献：

[2]陈杰，金龙哲.关于聚氨酯封孔可提高瓦斯抽放效果的研究[J].煤炭工程，2003（08）.