范存恒

（潞安集團古城煤礦建設管理處，山西 長治 046100）

瓦斯抽采是瓦斯治理的有效手段，在瓦斯抽采過程中，鉆孔封孔是關鍵技術環(huán)節(jié)。在封孔技術中使用較多的是“兩堵一注”。但是，這種方法在實際運用中存在一定的不足，空氣進入鉆孔影響瓦斯抽放濃度和抽放量。因此，研究新的封孔技術是非常必要的。本文提出的“全程注漿”封孔技術，在古城煤礦進行了實踐運用。

1 全程注漿封孔技術研究

1.1 “兩堵一注”封孔工藝存在問題

煤炭開采深度越來越深，地質條件復雜多樣，同時由于機械化開采造成的采動影響，對瓦斯抽放鉆孔造成的破壞也日益嚴重，傳統(tǒng)的封孔技術條件下，容易導致鉆孔發(fā)生漏氣等問題。潞安集團廣泛使用的“兩堵一注”工藝存在一定的問題。

（1）封孔技術操作復雜?！皟啥乱蛔ⅰ奔夹g中“堵”的組成包括內外兩個A/B袋、注漿管道和返漿管道等多個部分，而且部分需要在井下進行安裝布置，操作比較復雜。

（2）抽采效果受外部影響較大。由于“堵”組成中的內外兩個A/B袋會受熱膨脹堵住內孔影響抽采效率，封孔質量易受人為影響。

1.2 “全程注漿”封孔技術原理

針對上述問題，為了提高封孔質量，簡化操作工藝，提出“全程注漿”封孔技術?！叭套{”封孔技術操作簡單，隨下管直接進入孔內開始注漿，減少了施工時間，也不易造成封孔堵塞，避免了二次封孔。其具體操作如下：

（1）把長度為8m的速封式注漿囊袋套入封孔管3.5m位置（如圖1所示），用專用管卡進行固定處理。

（2）把封孔管插入瓦斯抽放鉆孔。

（3）當注漿工作開始以后，囊袋外端會充分膨脹硬實并將爆破閥爆開口，此時注漿完成。

圖1 全程注漿封孔工藝示意圖

2 全程注漿封孔技術試驗

為了對全程注漿技術進行更加準確的分析，在古城煤礦進行了試驗。試驗方法分別選擇“兩堵一注”和“全程注漿”兩種方法進行封孔，對比抽采濃度等數(shù)據(jù)，并通過實踐考察現(xiàn)場的便捷性。

2.1 抽采鉆孔施工

試驗區(qū)域選擇在N1303工作面順槽內，長度為30m。試驗方案為：在30m范圍內每隔3m布置一個鉆孔。前5個鉆孔通過“兩堵一注”進行封孔，并入H1管道，后5個鉆孔通過“全程注漿”進行封孔，并入H2管道。安裝好孔板流量計。鉆孔布置示意圖如圖2所示。

圖2 N1303巷道順槽30m試驗區(qū)鉆孔布置示意圖

2.2 封孔工藝對比

（1）“兩堵一注”封孔情況

通過試驗發(fā)現(xiàn)，采用“兩堵一注”進行封孔操作比較復雜，現(xiàn)場管路安裝時容易出錯，而且因為A/B袋膨脹無法完全均勻，會有泥漿進入鉆孔導致堵塞。

（2）“全程注漿”封孔情況

與“兩堵一注”進行封孔相比較，“全程注漿”進行封孔操作比較簡單，平均可以節(jié)省10min左右的時間，而且泥漿能夠直接進入固定好的布袋內，不會發(fā)生泥漿進入鉆孔的問題。

通過實踐對比發(fā)現(xiàn)，“全程注漿”的鉆孔充填更加完全，可以加強封孔效果。

2.3 抽采效果對比

抽采上述“兩堵一注”和“全程注漿”進行封孔的鉆孔，同時通過孔板流量計進行瓦斯?jié)舛?、抽采純量等抽放?shù)據(jù)的監(jiān)測，數(shù)據(jù)統(tǒng)計時間為31d。對統(tǒng)計所得的數(shù)據(jù)進行分析，繪制相應的對比圖如圖3、圖4所示。

從圖3中可以看出，時間相同時，“全程注漿”封孔的鉆孔抽采濃度要高于“兩堵一注”封孔的鉆孔。在31d的試驗時間結束時，“兩堵一注”和“全程注漿”封孔鉆孔的平均瓦斯?jié)舛确謩e為26.9%和78.5%，兩者相差近3倍。

圖3 鉆孔抽采濃度變化對比圖

圖4 鉆孔抽采純量變化對比圖

從圖4中可以看出，時間相同時，“全程注漿”封孔的鉆孔抽采純量要高于“兩堵一注”封孔的鉆孔。在31d的試驗時間結束時，“兩堵一注”和“全程注漿”封孔鉆孔的平均抽采純量分別為0.18m3/min和0.71m3/min，兩者相差近4倍。

2.4 經濟成本分析

“兩堵一注”封孔技術在施工過程中需要用到A/B袋（一套價格大約50元），每個鉆孔需要四組，即采用該技術時，每個鉆孔需要材料費用200元。這是順利完成封孔的情況下，如果封孔質量存在問題，需要二次封孔的話，材料費用將會翻倍。而使用“全程注漿”封孔施工材料費用為一個速封式注漿囊袋（價格大約為160元）。從實際情況來看，“全程注漿”封孔質量遠遠優(yōu)于“兩堵一注”，幾乎不需要二次封孔。因此，從經濟成本的角度看，“全程注漿”封孔技術更好一些。

2.5 人力成本分析

由于“兩堵一注”封孔技術在施工過程中需要人工進行A/B袋固定、注漿管和返漿管的捆綁等工序，工作程序比較繁復、工作強度較強。與之相比，“全程注漿”封孔技術工序較少，只需要將速封式囊袋固定好即可。因此，“全程注漿”封孔技術可以節(jié)省人力成本。

3 總結

針對傳統(tǒng)的“兩堵一注”封孔工藝存在的不足，提出了“全程注漿”封孔方法，通過實踐試驗和效果分析，得出以下結論：

（1）“全程注漿”技術操作簡單、時間快、勞動量小，而且形成的封孔質量好，不易產生裂隙，也不易發(fā)生堵塞。

（2）通過試驗應用，得到兩種方法的具體對比數(shù)據(jù)，從數(shù)據(jù)看出，“全程注漿”技術在瓦斯抽放濃度和抽采純量兩個方面分別是“兩堵一注”的近3倍和4倍，證明“全程注漿”封孔方法抽采效果更好。