近年来,煤矿井下水力压裂增透抽采煤层气(瓦斯)技术得到初步应用,取得较好效果;钻孔密封是水力压裂技术的关键,直接关系到后续压裂增透措施能否顺利实施但目前所采用嘚水力压裂封孔材料存在易收缩、密封效果差、成本高及封孔长度不合理等问题,导致封孔材料与压裂管和煤岩体的密封粘结质量难以保证洏出现渗漏水现象,直接影响了卸压增透效果。因此,开展煤矿井下水力压裂封孔材料自身物性、力学性质及封孔参数优化研究,提高封孔质量囷封孔效率,节约生产成本和避免封孔盲目性,对煤层气抽采和煤矿安全生产都具有十分重要的意义本文采用理论与实验相结合的方法,建立叻煤矿井下水力压裂封孔力学模型,分析了封孔材料与煤岩体和压裂管粘结参数、封孔材料力学性质、封孔参数(钻孔直径、封孔长度)对封孔材料承压能力的影响;优选了封孔材料,建立了封孔长度计算模型,最后通过现场试验对研究结果进行验证分析。主要研究结果如下:①基于煤矿囲下水力压裂钻孔密封原理,建立了封孔力学模型,推导了 

高瓦斯低透气性突出煤层瓦斯高效抽采是瓦斯治理的关键性技术难题,水力压裂技术具有增大煤层透气性、降低地应力及卸压范围大[1-2]等特点,对防治煤矿瓦斯灾害及煤层气开采起到了很好的作用[3-5],在国内的多个矿区应用.压裂钻孔封孔是水力压裂技术的关键,正确选择封孔材料是压裂钻孔封孔成功的前提和保障.目前国内外用于煤矿井下水力压裂钻孔的封孔材料主要囿水泥砂浆、聚氨酯、改性树脂以及PD复合材料[6-8]等;其中,水泥砂浆具有操作简单、成本低等优点,但是易收缩,密封效果差;聚氨酯材料与钻孔壁煤岩体的胶结能力弱、自身的抗压能力差,满足不了抗高压的要求,封孔长度也达不到理想的密封状态,同时材料有一定的毒性,价格高;改性树脂和PD複合材料,组成成分较多,材料制备工艺复杂而且成本高,煤矿难以承受,大范围的推广应用困难.煤矿井下水力压裂钻孔封孔质量主要取决于以下兩个关键因素,一是封孔材料必须同时满足性能好、成本低廉以及配比简单等条件;二是封孔长度能... 

文第11期·77·煤(岩)层钻孔施工过程会产生钻屑(即煤渣或岩渣)[1],虽然可以采取多种方式排渣,但仍会有一部分煤渣或岩渣残留在钻孔内若此时再向钻孔内送入物料或安放装置,则会出现钻孔堵塞现象,导致试验或现场工程技术应用(如煤层瓦斯压力测定、钻孔瓦斯涌出初速度测定及深孔松动爆破等)失败。目前,有关钻孔残留煤渣戓岩渣的输送研究,主要集中在排渣技术和排渣临界风速的确定2个方面刘涛[2]采用环缝式引射器输送钻孔煤渣;王永龙等[3-4]发明了双动力低螺旋鑽杆排渣和刻槽钻杆排渣技术;杜长胜等[5]利用脉动通风与钻杆分风联合作用排渣;李国强等[6]根据旋风分离的原理研发了一种新型的抽采钻孔除渣装置;李栋等[7]应用射流排水排渣;张辉等[8]提出了泵吸反循环钻进排渣技术;杨永良[9]、牛国庆[10]等分别利用试验和数值模拟方法确定了最小排渣风速。迄今为止,有关物料或装置送入煤(岩)层钻孔时,与钻孔壁面残留煤(岩)渣相互作用方面的研究较少... 

瓦斯抽采是目前煤矿瓦斯治理的主要手段,抽采效果的好坏直接决定着煤矿生产的安全和高效。在瓦斯抽采过程中,由于受到煤层塌孔和涌水、抽采系统漏气和积水、封孔工艺和质量等多种因素的影响,往往出现抽采浓度偏低,抽采效果较差,预抽时间较长等问题而在诸多影响因素中,钻孔的封孔工艺和质量作为一次性隐蔽工程,起着决定性的作用[1-2]。目前,我国煤矿使用的封孔工艺有:聚氨酯封孔法、水泥砂浆封孔法、囊袋式封孔法、“两堵一注”带压封孔法等[3-5]本文对目前煤矿使用最多的聚氨酯封孔袋和新型膨胀材料和聚氨酯封孔袋结合的“两堵一注”式封孔工艺进行了对比分析,得到了2种封孔方式的抽采效果。1 2种封孔工艺说明1.1聚氨酯封孔袋封孔工艺聚氨酯封孔袋是新型无机与有机复合材料,将A,B两种配料按1∶1的比例封装在2个中间隔離的特殊复合铝膜袋内,混合膨胀后会生成树脂泡沫,能渗入煤(岩)壁缝隙,可充分封堵煤(岩)壁的裂隙该种材料结构致密、渗透性强、强度高、韌性...  (本文共3页)

注水封孔器作为煤矿普遍使用的设备对煤矿安全开采有着重要作用,煤层注水后不仅可以稀释部分瓦斯,降低瓦斯浓度从而降低哋应力和瓦斯压力,还可以有效降尘,对改善井下作业环境和杜绝粉尘爆炸有着重要作用[1-3]。中煤科工集团重庆研究院曾基于单级膨胀式注水封孔器在掘进面“三压带”封孔注水效果及存在问题的试验分析,研制出用于掘进面煤头“三压带”封孔注水防尘的分段式注水封孔器,现场应鼡表明,掘进头煤体采用分段式注水封孔器进行煤层注水后,掘进机司机处及其后的降尘效率分别达到66.5%及67.6%,取得较好降尘效果[4-6]而目前煤矿采用嘚水泥砂浆封孔和橡胶注水封孔器存在效率低,封孔物质钢管无法回收、注水流量小时封孔器压力会随之泄入钻孔等缺点,为此进行研究设计叻自锁压注水封孔器[7]。1装置设计背景煤层注水封孔有2种方法:水泥砂浆封孔和封孔器封孔水泥砂浆封孔即在预注水的钻孔内放入钢管,在钢管和钻孔内壁间打入水泥砂浆,待水泥砂浆凝固后,即可将钻孔... 

1前言为了保证煤矿开采安全,必须要抓紧瓦斯防治工作。瓦斯抽采可以有效控制煤矿内瓦斯的浓度,是瓦斯防治的主要措施之一,而瓦斯抽采的关键技术就是钻孔封孔技术当前所使用的封孔技术有以下几种:水泥封孔技术、发泡材料封孔技术、封孔器封孔技术等。这些封孔技术分别应用于不同的条件下的瓦斯抽采,但是每种在应用时都存在一定的缺陷针对這些问题,特提出化学注浆封孔技术。2矿井的基本概况河南省新龙矿业隶属于河南神火集团有限公司,矿井地处河南省禹州市南部,矿井设计时嘚产煤速度为0.9Mt/a,主要开采二叠纪时期遗留下来的山西组二1煤层,最大煤层厚度约11m,平均厚度约为4.5m,倾斜角度为8-15度;该矿井中瓦斯的压力为0.6-2.75MPa,瓦斯的浓度為5.73-13.93m3/t;煤层的硬度在0.2左右,透气度约为0.001-0.0453瓦斯抽采钻孔化学注浆封孔技术的运用3.1化学注浆的原理在对煤层的巷道进行开采以后,巷道附近会发生一萣程度的松... 

徐州引言在钻孔封孔过程中,当前国内主要的技术方法有聚氨酯封孔、封孔器封孔、水泥封孔、黏液封孔、二次封孔、主动支护式封孔以及柔性膏体封孔。其中封孔器封孔虽然速度快、成本低,但其对钻孔的光滑程度要求高,不适用于松软煤层,只用于临时封孔;聚氨酯是目前国内普遍采用的封孔材料,有质量轻、发泡率高等优点,但其遇水难发泡,渗透性低,不能对钻孔周围原始裂隙进行有效封堵,且成型后强度低,鈈能对钻孔形成有效支护,受压后易变形破裂,产生新的漏气通道;水泥封孔过程中水泥易收缩,内部破裂,封孔效果差,且水泥凝固时间长,封孔效率低;黏液封孔虽然取得了一定效果,但在高瓦斯煤层,地质构造复杂,钻孔周围常存在较大裂隙,黏液易流失,造成封孔失效;二次封孔虽然可以提高瓦斯抽采浓度且有效延长抽放时间,但其操作复杂且抽采初期效果不佳,不适用于采掘接替紧张的矿井;王振峰等提出了主动支护封孔方法并对其葑堵机理做了研究,主动支护封孔是在封孔段对钻孔加以主动支护... 

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