黃 良李希建孫守義何登華許 浪

（1.貴州大學(xué)礦業(yè)學(xué)院，貴州省貴陽(yáng)市，550025；2.復(fù)雜地質(zhì)礦山開(kāi)采安全技術(shù)工程中心，貴州省貴陽(yáng)市，550025；3.貴州省非金屬礦產(chǎn)資源綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，貴州省貴陽(yáng)市，550025；4.貴州大學(xué)瓦斯災(zāi)害防治與煤層氣開(kāi)發(fā)研究所，貴州省貴陽(yáng)市，550025；5.貴州發(fā)耳煤業(yè)有限公司，貴州省六盤(pán)水市，553000）

三堵兩段式下行孔注漿測(cè)壓技術(shù)在發(fā)耳煤礦的應(yīng)用*

黃 良1，2，3，4李希建1，2，3，4孫守義5何登華5許 浪5

（1.貴州大學(xué)礦業(yè)學(xué)院，貴州省貴陽(yáng)市，550025；2.復(fù)雜地質(zhì)礦山開(kāi)采安全技術(shù)工程中心，貴州省貴陽(yáng)市，550025；3.貴州省非金屬礦產(chǎn)資源綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，貴州省貴陽(yáng)市，550025；4.貴州大學(xué)瓦斯災(zāi)害防治與煤層氣開(kāi)發(fā)研究所，貴州省貴陽(yáng)市，550025；5.貴州發(fā)耳煤業(yè)有限公司，貴州省六盤(pán)水市，553000）

以貴州發(fā)耳煤礦7#煤層為研究對(duì)象，分析了發(fā)耳煤礦現(xiàn)有下行孔注漿封孔測(cè)壓技術(shù)中存在的問(wèn)題，提出了三堵兩段式注漿封孔測(cè)壓方法。該技術(shù)的應(yīng)用解決了下行孔封孔測(cè)壓時(shí)受孔內(nèi)積水或圍巖裂隙水影響封孔質(zhì)量問(wèn)題，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用取得了良好效果，為下行孔測(cè)定瓦斯壓力積累了寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

煤層瓦斯壓力 注漿測(cè)壓 下行孔 三堵兩段式

煤層瓦斯壓力是反映煤與瓦斯突出的重要指標(biāo)之一，也是反映保護(hù)層開(kāi)采效果的重要參數(shù)。準(zhǔn)確測(cè)定煤層瓦斯壓力是礦井防治瓦斯工作各項(xiàng)安全措施方案設(shè)計(jì)和實(shí)施的依據(jù)和重要基礎(chǔ)，是確保礦井安全生產(chǎn)工作內(nèi)容之一，要準(zhǔn)確測(cè)定煤層瓦斯壓力，鉆孔的封孔質(zhì)量非常關(guān)鍵。在發(fā)耳煤礦上保護(hù)層開(kāi)采效果研究過(guò)程中，為了測(cè)定被保護(hù)層瓦斯壓力，受工程條件的限制必須施工下行孔對(duì)被保護(hù)層瓦斯壓力進(jìn)行測(cè)定。在施工下行孔過(guò)程中，受鉆孔內(nèi)積水影響，常用的注漿封孔方法已不能準(zhǔn)確測(cè)定煤層瓦斯壓力，為此提出了三堵兩段式注漿封孔測(cè)壓技術(shù)并在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了試驗(yàn)，取得了良好的效果。

1　礦井概況

發(fā)耳煤礦位于貴州省六盤(pán)水市水城縣南部，屬煤與瓦斯突出礦井，可采及局部可采煤層19層，平均總厚26.82 m。穩(wěn)定及較穩(wěn)定的煤層從上到下依次為1#、3#、5-2#、5-3#、7#、10#、12#、13-1#、13-2#、14#、16#、17#、23-2#共13層煤，平均總厚度19.42 m。接替工作面15301工作面屬5-3#煤層，將15301工作面底抽巷作為下部7#煤層10702工作面頂抽巷，為研究15301工作面開(kāi)采對(duì)7#煤層保護(hù)效果，需測(cè)定7#煤層原始瓦斯壓力和殘余瓦斯壓力等參數(shù)。

2　現(xiàn)有封孔測(cè)壓工藝介紹

2.1現(xiàn)有封孔測(cè)壓工藝

發(fā)耳煤礦現(xiàn)有測(cè)壓工藝是在施工下行孔時(shí)鉆孔穿過(guò)煤層3～5 m用于沉淀孔渣（在下行孔施工過(guò)程中，由于孔內(nèi)煤渣不易排出孔外，為了更大限度減少煤渣影響，鉆孔施工到設(shè)計(jì)位置之后多施工3～5 m，用于沉淀孔內(nèi)不易排出的煤渣），現(xiàn)有測(cè)壓工藝中測(cè)壓管長(zhǎng)度為12 m。在測(cè)壓管前端2 m處每隔10 cm加工一個(gè)孔徑為1 cm的小孔作為篩孔段，在篩管末端焊接一個(gè)直徑為50 mm圓形擋盤(pán)，在擋盤(pán)后纏繞棉紗，并將馬麗散直接倒在棉紗上并迅速將測(cè)壓管送入孔內(nèi)，等待20 min左右再往孔中加入普通水泥砂漿。發(fā)耳煤礦現(xiàn)有測(cè)壓工藝如圖1所示。

圖1　發(fā)耳煤礦現(xiàn)有測(cè)壓工藝示意圖

2.2存在的問(wèn)題

（1）將馬麗散人為直接倒在棉紗上，馬麗散混合程度不均勻，其反應(yīng)發(fā)泡效果不能達(dá)到試驗(yàn)和實(shí)際要求。

（2）在將測(cè)壓管送入孔內(nèi)時(shí)，由于孔內(nèi)積水將棉紗上馬麗散沖散，馬麗散將被隨水帶走，使馬麗散失效，水泥砂漿進(jìn)入測(cè)壓室，導(dǎo)致封孔失敗。

（3）水泥砂漿凝固時(shí)因受孔內(nèi)積水或圍巖裂隙水影響凝固時(shí)間過(guò)長(zhǎng)且凝固后收縮，孔壁封孔不滿。

（4）孔口沒(méi)有進(jìn)行馬麗散密封，水泥砂漿凝固后收縮，可能導(dǎo)致從孔口漏氣。

3　三堵兩段式封孔工藝介紹

三堵兩段式封孔工藝是將測(cè)壓管長(zhǎng)度增加到18 m，在擋盤(pán)后先螺旋式纏繞一段長(zhǎng)度約30 cm的棉紗，并用放炮線螺旋式纏緊，將袋裝馬麗散直接綁在測(cè)壓管上，就地取材將裝水泥的口袋纏繞在馬麗散外圍，防止在送測(cè)壓管時(shí)候?qū)ⅠR麗散袋損壞，緊接馬麗散再纏繞長(zhǎng)度約30 cm的一段棉紗，使得馬麗散呈前后棉紗保護(hù)狀態(tài)。此時(shí)取下馬麗散袋上截止閥（一袋馬麗散里面用截止閥隔開(kāi)，分為A、B兩部分），將A、B兩部分混合均勻，發(fā)生反應(yīng)膨脹，并將測(cè)壓管送到孔中，等待約20 min后注入含有10%的膨脹劑和小于3%的凝固劑的水泥砂漿，待水泥砂漿充滿測(cè)壓管段1/2左右，停止注漿，再將另一袋馬麗散用水泥口袋包裹，打開(kāi)截止閥使A、B兩部分混合均勻，并迅速借用連抽管將馬麗散送入孔內(nèi)，將部分凝固劑放入棉紗，將棉紗和凝固劑送入孔內(nèi)，待聽(tīng)到馬麗散膨脹將包裝袋漲破的響聲后，再繼續(xù)注入凝固劑、膨脹劑混合的水泥砂漿。注漿離孔口約50 cm后，停止注漿，再用一袋馬麗散將孔口封堵嚴(yán)密，等待24 h后再安裝壓力表進(jìn)行測(cè)壓。三堵兩段式測(cè)壓工藝示意圖如圖2所示。

圖2　三堵兩段式測(cè)壓工藝示意圖

4　現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

根據(jù) 《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》要求，結(jié)合發(fā)耳煤礦巷道布置關(guān)系，選擇在位于5-3#煤層和7#煤層之間的巖石巷道即15301底抽巷巷右?guī)?號(hào)硐室進(jìn)行測(cè)壓，具體參數(shù)如表1所示。

表1　煤層瓦斯壓力測(cè)定參數(shù)

現(xiàn)場(chǎng)封孔結(jié)束后，經(jīng)過(guò)24 h安裝閘閥和壓力表，利用便攜式瓦檢儀檢查裝置氣密性，兩表均無(wú)漏氣現(xiàn)象，表明封孔嚴(yán)密，每天觀測(cè)壓力一次，兩壓力表分別從初始的0.4 MPa和0.2 MPa逐步升高，升高趨勢(shì)由快到慢最后趨于穩(wěn)定，且前10 d壓力變化較快。兩壓力表在第14 d后趨于穩(wěn)定，穩(wěn)定值分別為1.45 MPa和1.43 MPa。現(xiàn)場(chǎng)壓力變化趨勢(shì)如圖3所示。

圖3　現(xiàn)場(chǎng)壓力變化趨勢(shì)圖

5　三堵兩段式封孔工藝優(yōu)點(diǎn)

（1）現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)表明三堵兩段式注漿封孔測(cè)壓工藝能滿足要求，且操作相對(duì)簡(jiǎn)單，實(shí)用性強(qiáng)，安全性好，經(jīng)濟(jì)性好，為下行孔測(cè)壓積累了寶貴的現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)。

（2）在中部增加一段馬麗散棉紗凝固劑封堵段，可以適當(dāng)?shù)販p少后段水泥砂漿重量對(duì)前端堵頭影響，更大限度地提高前端堵頭的作用，從而提高了整體封孔成功的可能性。

（3）水泥砂漿中加入10%膨脹劑和3%凝固劑，使得水泥砂漿凝固時(shí)間變短，降低了孔內(nèi)或圍巖裂隙水對(duì)封孔的影響，同時(shí)使得水泥砂漿凝固后體積減少降低，提高了封孔成功的可能性。

（4）就地取材利用水泥口袋保護(hù)馬麗散外包裝袋，降低因送測(cè)壓管過(guò)程中孔壁不光滑對(duì)馬麗散包裝袋破壞而造成馬麗散外溢的可能，提高了馬麗散充分反應(yīng)的可能性。

（5）孔口使用馬麗散封堵，降低了因前端部分圍巖裂隙通道和孔口聯(lián)通而造成漏氣的可能性。

［1］ 俞啟香.礦井瓦斯防治［M］.徐州:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，1992

［2］ 程衛(wèi)民等.礦井通風(fēng)與安全［M］.北京:煤炭工業(yè)出版社，2009

［3］ 于不凡.煤礦瓦斯災(zāi)害防治及利用技術(shù)手冊(cè) ［M］.北京:煤炭工業(yè)出版社，2005

［4］ 中華人民共和國(guó)煤炭工業(yè)部.防治煤與瓦斯突出規(guī)定［M］.北京:煤炭工業(yè)出版社，2009

［5］ 楊洋，蔣承林，何明霞.近距離煤層群條件下穿煤層瓦斯壓力測(cè)定技術(shù)［J］.煤炭科學(xué)技術(shù)，2011（2）

［6］ 公衍偉，解慶雪，鄧素華.帶壓注漿封孔工藝在測(cè)定煤層瓦斯壓力中的應(yīng)用［J］.煤礦開(kāi)采，2013（2）

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［8］ 許彥鵬，吳寬，李進(jìn).穿含水層下向鉆孔瓦斯壓力測(cè)定技術(shù)研究［J］.煤炭科學(xué)技術(shù)，2013（3）

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（責(zé)任編輯 張艷華）

國(guó)家能源局下發(fā)中央電企煤電節(jié)能減排升級(jí)改造目標(biāo)

國(guó)家能源局近日下發(fā) 《2015年中央發(fā)電企業(yè)煤電節(jié)能減排升級(jí)改造目標(biāo)任務(wù)的通知》，要求五大發(fā)電集團(tuán)以及神華、華潤(rùn)和國(guó)投合計(jì)節(jié)能改造8974萬(wàn)k W，環(huán)保改造4093萬(wàn)k W。

分集團(tuán)來(lái)看，華能節(jié)能改造1830萬(wàn)k W，環(huán)保改造539萬(wàn)k W；大唐節(jié)能改造1121萬(wàn)k W，環(huán)保改造184萬(wàn)k W；華電節(jié)能改造1390萬(wàn)k W，環(huán)保改造647萬(wàn)k W；國(guó)電節(jié)能改造1500萬(wàn)k W，環(huán)保改造528萬(wàn)k W；中電投節(jié)能改造1560萬(wàn)k W，環(huán)保改造616萬(wàn)k W；神華節(jié)能改造170萬(wàn)k W，環(huán)保改造900萬(wàn)k W；華潤(rùn)節(jié)能改造796萬(wàn)k W，環(huán)保改造579萬(wàn)k W；國(guó)投節(jié)能改造608萬(wàn)k W，環(huán)保改造100萬(wàn)k W。

Application of gas pressure measurement by downward hole grouting with the two separation section by three block type in the Faer Coal Mine

Huang Liang1，2，3，4，Li Xijian1，2，3，4，Sun Shouyi5，He Denghua5，Xu Lang5
（1.Mining College of Guizhou University，Guiyang，Guizhou 550025，China；2.Safety Technology Engineering Center of Complicated Geology Mining，Guiyang，Guizhou 550025，China；3.Key Laboratory of Comprehensive Utilization of Non-metallic Mineral Resources in Guizhou Province，Guiyang，Guizhou 550025，China；4.Institute of Gas Disaster Prevention and Coalbed Methane Development of Guizhou University，Guiyang，Guizhou 550025，China；5.Guizhou Faer Coal Industry Co.，Ltd.，Liupanshui，Guizhou 553000，China）

The paper takes the No.7 coal seam of Faer Coal Mine in Guizhou as the research object，the existing problems of the downward hole grouting technology for hole sealing and gas pressure measurement in the coal mine were analyzed，and the technology of gas pressure measurement by hole grouting with the two separation section by three block type was put forward. The application of this technology has solved the problem that the water in the hole and surrounding rock fissure affected the hole sealing quality in the process of downward hole sealing for gas pressure measurement and has a good effect on the field application，which accumulates valuable practical experience for the gas pressure measurement of the downward hole.

coal seam gas pressure，gas pressure measurement by hole grouting，downward hole，two separation section by three block type

TD712.55

A

黃良（1989-），男，貴州遵義人，在讀碩士，從事礦井瓦斯防治、礦山災(zāi)害防治方面的研究。

貴州省教育廳項(xiàng)目（Z134016），貴州省重大應(yīng)用基礎(chǔ)研究項(xiàng)目（Z143160），貴州省科技廳工業(yè)攻關(guān)項(xiàng)目（Z113166），貴州發(fā)耳煤礦保護(hù)層開(kāi)采效果研究（H140670），貴州大學(xué)研究生創(chuàng)新基金（研理工2015070）