瓦斯抽放钻孔二次封孔技术在兴隆煤矿的应用与研究

摘

 要： 高突矿井瓦斯抽放效果受钻孔封孔工艺制约，瓦斯抽采效果欠佳，高成本的单孔投

入并未换来理想的瓦斯抽采效果。而二次封孔新技术的应用，可大幅提高瓦斯抽放浓度，延
长有效抽放期，提高钻孔的利用率。

中国论文网

 http://www.xzbu.com/8/view-3688903.htm

　　关键词：

 瓦斯；抽采钻孔；二次封孔；裂隙圈

　　

1 项目背景

　　矿井瓦斯长期以来一直威胁着煤矿的安全生产，制约着矿井的经济效益。目前瓦斯的治
理主要还是依靠对煤层瓦斯的抽采。兴隆煤矿

C8 煤具有煤与瓦斯突出危险性，属于松软、

难以抽放煤层。瓦斯抽采钻孔在采用传统封孔工艺时，开始阶段抽瓦斯浓度比较高，但待抽
采一段时间后，由于孔口周围产生裂隙，巷道中空气开始由钻孔周围的破碎区大量进入孔
底，抽采瓦斯浓度迅速衰减到

5%以下，造成抽放效率低下。为了解决这一技术难题，兴隆

煤矿不断加大资金投入，积极进行研究和探索，不断尝试新的封孔工艺。在经过大量收集相
关资料，现场勘查和充分论证的基础上，于

2011 年 10 月引入瓦斯抽放的二次封孔技术项

目，并进行现试验研究。
　　

2 项目实施过程

　　

2.1 二次封孔技术原理

　　二次封孔技术原理：在第一次钻孔封孔顺利实施并保证封孔质量的基础上，利用带压
气体以一定压力将微细膨胀粉料送入煤层钻孔内，微细膨胀粉料在抽采负压的作用下渗入
煤层周围的网状裂隙内，增加了裂隙内气体的流动阻力，有效阻隔外界空气进入抽采钻孔
的通道，使钻孔内漏风量显著减少，大大提高瓦斯抽采浓度和抽采效果，延长有效抽采期
确保抽采系统安全。
　　

2.2 项目实施地点选取

　　经现场考察决定，本次试验地点选取

C8 煤层的 1803 工作面煤仓绕道。试验钻孔布置两

组，共

24 个（新工艺封孔、原封孔工艺每组各 12 个），均为为扇形钻孔。

　　

2.3 封孔试验过程

　　

2.3.1 第一次封孔

　　巷道周围形成的裂隙圈半径约为

3～5m，考虑到其它一些影响因素，封孔位置应避开

松动圈，因此封孔位置应在距孔口

5～7m 处，封孔长度 3～5m。封孔位置和封孔长度的确

定，可使封孔段有效避开裂隙圈，提高封孔效果，减少封孔材料的使用量。封孔材料使用赛
瑞材料。在工作面煤体实施顺层钻孔，直至达到设计深度后插入抽放管并在

L1 段两端缠上

棉纱，引一根注赛瑞封孔材料的胶管进入

L1（3～5m）段，注浆发泡封孔。注浆后，赛瑞

封孔材料膨胀，将钻孔

L1 段密封堵住，此时打开抽放管上的阀门即可实施瓦斯抽放，第一

次封孔阶段结束。

L2 为预留的第二次封孔空间，一般为 2～3m。封孔工艺如图 1 所示。

　　

2.3.2 第二次封孔

　　第一次封孔阶段结束后，经过一定时期的瓦斯抽采，煤层开始收缩变形，透气系数增
高，钻孔周边煤层的裂隙迅速扩张、发育，此时外界的空气就会通过裂隙网进入抽采钻孔内，
导致瓦斯抽采浓度明显下降，缩短了有效抽采期。为了大幅度提高瓦斯抽采浓度，延长抽采
钻孔的有效抽采期，提高钻孔的利用率，还需要实施第二次封孔技术的研究。
　　第二次封孔原理是在第一次封孔阶段达到良好效果的基础上，利用一定压力的气体将
微细膨胀粉料送入煤层钻孔内，微细膨胀粉料在瓦斯抽采系统负压的作用下渗入煤层周围
的裂隙区域，微细粉料进入裂隙后，增加裂隙内气体的流动阻力，阻隔外界空气进入钻孔
的通道，使钻孔内的漏风量明显减少，从而大幅度提高钻孔内瓦斯抽采的浓度，显著改善