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        瓦斯抽采鉆孔注漿精確配比技術(shù)的研究與應(yīng)用

        2021-11-18 22:54:51高國(guó)斌
        科技信息·學(xué)術(shù)版 2021年26期
        關(guān)鍵詞:研究與應(yīng)用

        摘要:基于抽采鉆孔注漿工序中水灰配比不精確的問(wèn)題,而設(shè)計(jì)出可拆卸式注漿精確配比計(jì)量裝置,以避免漿液太稀或太稠造成封孔不嚴(yán)、孔壁漏氣、鉆孔周圍裂縫充填不嚴(yán)、影響抽采效果等問(wèn)題??刹鹦妒阶{精確配比計(jì)量裝置的設(shè)計(jì)與應(yīng)用源于現(xiàn)場(chǎng)施工中存在的不足,旨在解決現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際問(wèn)題。該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,現(xiàn)場(chǎng)實(shí)用效果明顯。

        關(guān)鍵詞:瓦斯抽采鉆孔;注漿精確配比;抽采效果;研究與應(yīng)用

        目前,抽采鉆孔最為關(guān)鍵工序?yàn)樽{封孔,注漿封孔效果直接關(guān)系到抽采鉆孔的抽采效果,礦井常用“兩堵兩注、帶壓封孔”注漿封孔工藝,即利用注漿泵的注漿壓力,先將抽采管兩端的囊袋充滿封孔漿液,兩端囊袋膨脹緊貼鉆孔內(nèi)壁,而后液漿向孔壁滲透并填充鉆孔周圍裂縫,其中漿液的配比直接影響著注漿質(zhì)量,決定著瓦斯抽采的效果,若抽采鉆孔封孔漿液配比不精確,會(huì)出現(xiàn)如下問(wèn)題:若封孔漿液配比太稀,結(jié)塊后內(nèi)部存在孔隙,導(dǎo)致封孔不嚴(yán),鉆孔漏氣,影響鉆孔的抽采效果;若封孔漿液配比太稠,注漿過(guò)程中滲透率較低,易造成鉆孔周圍裂縫充填不嚴(yán),影響鉆孔的抽采效果。

        1 概況

        目前,普遍采用注漿囊袋式封孔器,以“兩堵兩注”帶壓注漿封孔工藝為理論依據(jù),利用注漿泵先將封孔器兩端的囊袋充滿漿液、兩端膨脹后再封閉兩囊袋中間區(qū)域,從而實(shí)現(xiàn)多層封孔,保證良好效果。

        但在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行漿液配比時(shí),由于缺少配比計(jì)量裝置,致使配比漿液無(wú)法達(dá)到其工業(yè)效果,造成瓦斯抽采鉆孔抽采效果不佳。

        2 注漿精確配比技術(shù)原理與應(yīng)用

        2.1可拆卸式注漿精確配比計(jì)量裝置的結(jié)構(gòu)

        主要構(gòu)成有主桿體、透明水準(zhǔn)管、三通式底座、卡固螺栓式固定桿、配比標(biāo)尺等。主桿體由5#槽鋼加工而成,上端連接固定桿、下端連接底座、側(cè)面固定配比標(biāo)尺、內(nèi)部嵌入透明水準(zhǔn)管。三通式底座分為進(jìn)水口及出水口,用于進(jìn)水及排渣。透明水準(zhǔn)管上部用喉箍、底部用工業(yè)螺紋膠進(jìn)行固定,防止受壓移動(dòng)。注漿精確配比裝置結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

        2.2可拆卸式注漿精確配比計(jì)量裝置的工作原理

        (1)主桿體1為U型主桿體1,U型主桿體1的內(nèi)部鑲嵌有透明水準(zhǔn)管5,U型主桿體1的側(cè)壁外側(cè)固定有配比標(biāo)尺2,透明水準(zhǔn)管5的內(nèi)徑尺寸與連接口8的外徑尺寸相匹配,連接口8套入透明水準(zhǔn)管5內(nèi)部,透明水準(zhǔn)管5與連接口8之間以及透明水準(zhǔn)管5與主桿體1之間利用工業(yè)密封膠進(jìn)行密封與固定,透明水準(zhǔn)管5的長(zhǎng)度與主桿體1的長(zhǎng)度相匹配。

        (2)固定桿3包括桿體3-1和U型固定卡槽3-2,桿體3-1一端與主桿體1連接,另一端設(shè)置有能夠卡在攪拌桶10上的U型固定卡槽3-2,U型固定卡槽3-2與桿體3-1垂直,與主桿體1平行,U型固定卡槽3-2上遠(yuǎn)離主桿體1的側(cè)壁上設(shè)置有螺栓孔,螺栓孔上設(shè)置有能夠?qū)型固定卡槽3-2與攪拌桶10緊固牢靠的緊固螺栓11。

        (3)使用時(shí),將底座4上的進(jìn)水口6與攪拌桶10的排水口12連接,將底座4上的U型固定卡槽3-2利用緊固螺栓11固定在攪拌桶10的筒壁頂端,主桿體1與攪拌桶10平行設(shè)置,然后按照水灰比0.6:1的比例,在攪拌桶10內(nèi)加入15kg的水,配比1袋封孔劑,在透明水準(zhǔn)管5里與攪拌桶10內(nèi)的水會(huì)保持在同一水平面上,然后在側(cè)面固定的配比標(biāo)尺2上標(biāo)定出加入水量的水位,并在標(biāo)尺2上做上標(biāo)記,再次進(jìn)行配比時(shí),按照在配比標(biāo)尺2上做好的標(biāo)記向攪拌桶10內(nèi)進(jìn)行加水,待水位上升到標(biāo)記位置時(shí),則停止加水,然后加入封孔劑,攪拌均勻后進(jìn)行注漿工序,直至注漿封孔結(jié)束。

        3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果分析

        攪拌均勻后進(jìn)行注漿工序,直至注漿封孔結(jié)束,這樣調(diào)試處的漿液配比精良,避免了漿液太稀或太稠造成封孔不嚴(yán)、孔壁漏氣、鉆孔周圍裂縫充填不嚴(yán)、影響抽采效果等問(wèn)題;且本裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,可重復(fù)利用,節(jié)約了大量的人力和物力。

        4 結(jié)束語(yǔ)

        瓦斯治理與利用的根本措施和主要途徑是瓦斯抽采,最大限度的預(yù)抽瓦斯,防止瓦斯超限及瓦斯突出,而瓦斯抽采的效率主要受封孔效果的影響。但在實(shí)際施工中,由于鉆孔在煤層中施工,周圍煤體相對(duì)比較松軟,裂隙發(fā)育程度較高,鉆孔成型效果差,同時(shí)封孔質(zhì)量不高,諸多因素造成順層鉆孔瓦斯抽采的濃度低下、漏氣率高、抽采效果不佳。因此如何保證鉆孔嚴(yán)實(shí)密封,并有較大的密封長(zhǎng)度,是目前亟待解決的問(wèn)題。

        以上述可拆卸式注漿精確配比計(jì)量裝置為主的注漿精確配比技術(shù)得以發(fā)展,是基于生產(chǎn)過(guò)程中所遇到的實(shí)際問(wèn)題,旨在解決現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)難題,優(yōu)化生產(chǎn)工序與工具,展現(xiàn)出較高的實(shí)用價(jià)值與顯著的使用效果。

        參考文獻(xiàn):

        [1]張永成主編;董書(shū)寧,蘇堅(jiān)深,盧相忠等副主編. 注漿技術(shù). 北京:煤炭工業(yè)出版社,2012.07.

        [2]王茂林主編. 井下瓦斯抽采實(shí)用技術(shù). 北京:煤炭工業(yè)出版社,2015.01.

        [3]劉文永,王新剛,馮春喜等主編. 注漿材料與施工工藝. 北京:中國(guó)建材工業(yè)出版社,2008.11.

        [4]何國(guó)益著. 礦井瓦斯治理實(shí)用技術(shù) 第3版. 北京:煤炭工業(yè)出版社,2017.12.

        [5]王海山,史先志編著. 防治煤與瓦斯突出理論與技術(shù). 徐州:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社,2014.08.

        [6]石智軍,胡少韻,姚寧平等編著. 煤礦井下瓦斯抽采(放)鉆孔施工新技術(shù). 北京:煤炭工業(yè)出版社,2008.11.

        [7]韓軍智編著. 鉆孔封孔技術(shù). 北京:地質(zhì)出版社,1983.04.

        作者簡(jiǎn)介:高國(guó)斌(1989-),男,河南省永城市人,助理工程師,畢業(yè)于中國(guó)礦業(yè)大學(xué),現(xiàn)從事煤礦防突工作。

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