瓦斯抽采钻孔主要封孔方法分析
“三堵二注” 封孔工艺简介2016.11.22
一、“三堵二注”封孔
瓦斯抽采钻孔采用“三堵二注”封孔技术，封孔长度不小于10米，封孔管选用ø50mm 的PVC管（抗静电、阻燃），注浆管及排气管选用ø16mm的铝塑管，封堵材料选用新型合成树脂（袋装、瓦斯抽放专用）。
封孔方法如下图所示，具体步骤如下：（1）在封孔前，先用封孔管进行透孔，如发现有塌孔、煤粉堵塞钻孔现象，需用钻机把钻孔内煤粉透出来，然后再进行封孔。
（2）封孔管不得少于5根（封孔管每根3米，第一根为花管，后四根为实管），封孔管之间用内丝接箍连接，实管外露不得超过300mm。
（3）使用水泥对钻孔孔口进行固孔，以稳固封孔管。
（4）连接注浆泵，待注浆料调匀后进行注浆，注浆完成后拆除注浆管。
图1 封孔方法示意图
二、钻孔封孔安全技术措施
1、瓦斯抽采钻孔施工完成后，需及时进行封孔，封孔质量必须符合规定，以提高抽采效果。
2、封孔作业必须由跟班队干或班组长在现场进行统一指挥。
3、作业前，由班组长对工作地点的顶板、煤壁、瓦斯及支护情况进行全面检查，确认无危险后，方可进行作业。
4、在封孔前，先用封孔管进行透孔，如发现有塌孔、煤粉堵塞钻孔现象，需用钻机把钻孔内煤粉透出来，然后再进行封孔，以减少钻孔内的煤粉量。
5、注浆泵需安放在地上并固定好，注浆料调匀后方可注浆，待排气管内返浆后，停止注浆泵运行，完成注浆封孔作业。
6、注浆完成后，必须用清水对注浆泵、注浆管进行清洗，防止遗留水泥堵死注浆设备，并将注浆泵移至安全地点妥善放置。
7、如进行高空作业，必须按相关规定使用好梯子、保险带。
如需使用脚手架，必
须将脚手架安设牢固。
- 1 -。
瓦斯抽采钻孔合理封孔长度确定方法
试验·研究
（ 2012 － 08）
·9·
的空气会经卸压带的贯穿裂隙被抽入钻孔，从而降 低瓦斯抽 采 浓 度 和 瓦 斯 抽 采 效 果［4］。 钻 孔 封 孔 长 度必须达到原始应力带的范围方可保证抽采负压的 影响下，钻孔不漏气。因此，准确测定巷道周围煤体 应力“三带”的范围可以确定钻孔的合理封孔长度。
［6］ 马国龙，王兆丰，童碧，等． 潘三矿 11 － 2 煤瓦斯突出预 测敏感指标及临界值初步确定［J］． 煤矿安全，2009， 40（ 3） ： 87 － 89．
［7］ 杨云，程远平，王亮，等． 近煤层岩巷掘进中防治煤与 瓦斯突出技术研究［J］． 煤炭科学技术，2009，39（ 10） ： 31 － 34．
由于同一试验地点对 S 值和 q 值的敏感性不 同，不能一致反映煤体深部应力的变化，所以，采用
·10·
（ 第 43 卷第 8 期）
试验·研究
好的抽采效果，另一方面也说明了施工抽采钻孔后， 煤体裂隙发育延伸到了煤壁向里 8 ～ 10 m 处，必须 将此段完全封堵。
5结语
图 4 S 值随孔深变化关系
Байду номын сангаас
1） 采用数值模拟和现场实测的手段，得出了十 二矿煤巷掘进工作面应力“三带”的范围为： 卸压带 深度 0 ～ 4 m，应力集中带深度 4 ～ 10 m，原始应力带 深度 ＞ 10 m。
作者简介： 陈建忠（ 1983 － ） ，河南项城人，助理工程师， 硕士，2010 年毕业于河南理工大学，现从事瓦斯灾害防治方 面的技术工作，发表论文 3 篇。
通过连续 6 d 的观测，得到了 3 个抽采孔的抽 采负压。在相同的抽采条件下，1# 钻孔抽采负压为 8． 9 ～ 10． 2 kPa，平均 9． 5 kPa，小于《防治煤与瓦斯 突出规定》要求的 13 kPa，这是因为并没有将 1# 钻 孔 8 m 以深的裂隙完全封堵，造成漏气现象，导致抽 采负压低； 2#钻孔抽采负压为 13． 2 ～ 15． 6 kPa，平均 14． 1 kPa，3#钻孔抽采负压为 13． 1 ～ 16． 1 kPa，平均 14． 2 kPa，2 个钻孔抽采负压几乎相同，且均达到 13 kPa。这一方面说明封孔深度为 10 m 时，能取得很
煤矿瓦斯抽采钻孔主要封孔方式剖析
煤矿瓦斯抽采钻孔主要封孔方式剖析摘要：目前，传统的抽采孔封堵方式是采用聚氨酯、水泥砂浆封孔或膨胀胶囊机械封孔，其中，聚氨酯容易发泡，封孔效率高，但进行封堵时容易出现封堵不严密、注浆管易堵塞等问题，水泥砂浆封堵时，向孔内注水泥浆过程中有瓦斯不停地泄漏，在水泥浆干燥凝固之前，孔内瓦斯气体将充填的水泥砂浆中冲开一定的缝隙，造成瓦斯泄漏，封堵效果不好等，膨胀胶囊机械式封堵装置，在封堵完成后，随着时间推移，孔内瓦斯集聚量变大，压力增加，完成固定的封堵装置在压力推动下随着胶囊收缩慢慢出现松动，出现漏气，使用效果不好，针对以上封孔方式存在的问题，研究提出瓦斯抽采钻孔封孔装置及封孔工艺。
关键词：抽采钻孔；封孔装置；封孔工艺；储水腔；水泥腔1封孔原理为了提高抽采封孔质量，针对目前封孔技术的不足，研究提出一种煤矿瓦斯抽采钻孔封孔装置，对抽采钻孔进行封孔后，随着煤壁向钻孔内瓦斯涌出，孔内瓦斯量不断增加，通过水和水泥的混合对孔洞进行封孔。
能够防止抽采钻孔内瓦斯气体对水泥和水的混合浆体凝固前造成裂隙等影响，使浆体封孔效果更好，封孔严密，并且能够随着抽采孔内瓦斯气体的不断增加，对抽采孔进行封孔，封堵效果更好，该装置由主体装置和封堵装置组成。
1.1主体装置主体装置由弹性套、盖板、主体筒、紧固螺纹、导气槽和连接板组成，2个连接板分别置于弹性套的两端，连接板由刚性材料制成，弹性套一端的连接板中部开有通孔，主体筒一端置于弹性套一端的连接板上，外侧置有紧固螺纹，由刚性材料制成，主体筒上对称开有2个导气槽，且分别和主体筒内相连通，2个盖板分别置于主体筒内壁上，且分别和2个导气槽相对应，盖板上开有多个进气孔，且进气孔的直径从进口到出口逐渐变大。
1.2封堵装置封堵装置由隔板、固定管、过滤网、滑动筒、转动块、六角卡槽、导向套、固定弹簧、水泥腔、分隔片、储水腔、连接杆和橡胶套组成，隔板置于弹性套上，且将弹性套内部分隔为储水腔和水泥腔，其中储水腔小于水泥腔，储水腔内置有水，水泥腔内置有水泥。
矿井瓦斯抽采
邻近层瓦斯涌出量大， 影响开采层安全时
由煤门打沿邻近层钻孔 卸压抽 在邻近层掘汇集瓦斯巷道 采
邻近层瓦斯涌出量大， 钻孔的通过能力满足 不了抽采要求时
从地面打钻孔
地面打钻优于井下时
40～80 40～80 40～80 40～80 30～70
矿井瓦斯抽采方法的选择
（2）抽采瓦斯的方法
分类 抽采方法
适用条件
采空区 抽采
围岩瓦 斯抽采
密封采空区插管抽采
现采采空区设密闭墙插管或向 采空区打钻抽采、预埋管抽采
无自燃危险或采取 防火措施时
由岩巷两侧或正前向溶洞或裂 围岩有瓦斯喷出危 隙带打钻、密闭岩巷进行抽采、 险，瓦斯涌出量大 封堵岩巷喷瓦斯区并插管抽采 或溶洞。裂隙带储
存高压瓦斯时
工作面抽采率 %
矿井瓦斯抽采方法的选择
类别 容易抽采
钻孔瓦斯流量衰减系数d-1 煤层透气性系 数m2·MPa-2·d-1
＜0.003
＞10
可以抽采
0.003~0.05
10~0.1
较难抽采
＞0.05
＜0.1
抽采瓦斯难易程度及效果评价指标
先抽后采，到底抽到什么程度才可以进行采掘作业？一般用抽采率 指标来衡量。根据《矿井瓦斯抽采管理规范》和《防治煤与瓦斯突出规 定》，抽采率指标应符合以下规定：
（1）预抽煤层瓦斯的矿井：矿井瓦斯抽采率应不小于20%，回采工 作面瓦斯抽采率应不小于25%；
（2）邻近层卸压瓦斯抽采的矿井：矿井瓦斯抽采率应不小于35%， 回采工作面应不小于45%；
（3）采用综合抽采方法的矿井：矿井瓦斯抽采率应不小于30%。 （4）煤与瓦斯突出矿井：预抽煤层瓦斯后，突出煤层含量应小于该
管理到位
8m全程注浆
“8m全程注浆“封孔工艺在瓦斯抽采钻孔施工中的应用瓦斯抽采是煤矿瓦斯治理的根本措施和主要途径，钻孔封孔是瓦斯抽采中的一项重要技术，封孔效果的好坏将直接影响抽采效果。
封孔效果差往往会造成空气由封孔管与钻孔壁的环状空间进入钻孔，降低瓦斯抽放浓度，减少瓦斯抽放量，容易经常造成钻场及巷道内风流瓦斯预警甚至超限，直接威胁矿井安全生产，为了解决这一问题，我们在过去“两堵一注”封孔工艺上进行了改进，形成了一套全新的封孔方法“8m全程注浆”封孔工艺。
一、“两堵一注”封孔工艺1、钻孔封孔时，在12m封孔管的9.5m、0.5m处分别捆绑2组A/B袋，在距封孔管8.5m(俯孔1.5m)、1.5m(俯孔8.5m)处分别帮一根注浆管和返浆管，并每隔1m用透明胶带捆绑。
2、将绑好A/B袋、注浆管和返浆管的封孔管及时顺畅送入抽采钻孔内，从拉开A/B袋密闭剂隔离条后5分钟内必须完成下管工作。
3、下管完成大约15分钟后，用双手推拉φ75PVC封孔管确定是否固定结实。
固定牢后，方可开始封孔注浆作业。
4、当注浆料从返浆管返出后，注浆结束。
附《“两堵一注”封孔示意图》“两堵一注”封孔示意图二、“8m全程注浆”封孔工艺1、将速封式注浆囊袋8m整体套入封孔管3.5m处，并用两道专用管卡固定。
2、将封孔管顺畅送入抽采钻孔内，并用两道专用管卡将速封式注浆囊袋末端固定于封孔管上。
3、开始注浆，当囊袋外端充分膨胀硬实并将爆破阀爆开口，注浆结束。
附《“8m全程注浆”封孔示意图》“8m全程注浆”封孔示意图三、对比分析为了进一步提高瓦斯封孔效果，实现“两堵一注”和“8m全程注浆”封孔工艺择优录用，现对以上两种封孔工艺进行对比分析：工艺对比：“两堵一注”封孔工艺1、“两堵一注”封孔工艺，相对比较繁琐复杂。
2、A/B袋(树脂)膨胀封堵钻孔时，由于膨胀不能均匀严密，造成水泥直接流入钻孔，造成堵孔。
3、注浆时，通过注浆管进行注浆，A/B袋(树脂)膨胀封堵钻孔空间水泥浆填满时，水泥浆会自然顺着返浆管流出，水泥相对比较松软，强度不够，不能与煤强紧密结合，容易漏气。
钻孔施工与封孔教案
阳城县安全技术培训中心教案首页教学内容：瓦斯抽采钻孔施工与封孔第一节瓦斯抽采钻孔的基本知识一、瓦斯抽采钻孔的基本术语（1）钻孔。
用钻机在煤、岩层中钻进形成的孔称为钻孔。
（2）岩孔。
在岩层中施工的钻孔称为岩孔。
（3）煤孔。
在煤层中施工的钻孔称为煤孔。
（4）瓦斯抽采钻孔。
用于瓦斯抽采的钻孔称为瓦斯抽采钻孔。
（5）顺层钻孔。
在煤层巷道内沿煤层布置的钻孔称为顺层钻孔。
（6）穿层钻孔。
在岩巷或煤巷向相邻煤层施工的钻孔称为穿层钻孔。
（7）平行钻孔。
与工作面平行布置的顺层钻孔称为平行钻孔。
（8）斜交钻孔。
与工作面成一定夹角布置的顺层钻孔称为斜交钻孔。
（9）枝状孔。
成孔样式像树枝形状的钻孔称为枝状孔。
（10）一字孔。
成孔样式为单孔的钻孔称为一字孔。
（11）交叉钻孔。
由平行钻孔和斜交钻孔组成的一组钻孔称为交叉钻孔。
（12）上向、下向钻孔。
钻孔的孔底高于孔口的钻孔称为上向钻孔；反之为下向钻孔。
（13）扇形钻孔。
平面呈扇形布置的一组钻孔称为扇形钻孔。
二、瓦斯抽采钻孔的布置方式（1）按钻孔与煤层的相互关系的不同，钻孔布置方式可分为顺层钻孔和穿层钻孔。
（2）按钻孔所处的岩性不同，钻孔布置方式可分为岩孔和煤孔。
（3）按与工作面的关系的不同，钻孔布置方式可分为平行钻孔和斜交钻孔。
（4）按钻孔的成孔样式的不同，钻孔布置方式可分为枝状孔和一字孔。
（5）按一组钻孔的平面样式的不同，钻孔布置方式分为扇形钻孔、平行钻孔和交叉钻孔。
（6）按钻孔的倾斜方向的不同，钻孔布置方式可分为上向钻孔和下向钻孔。
第二节瓦斯抽采钻孔的参数一、钻孔直径二、钻孔长度三、钻孔方位四、钻孔开口位置综上所述，钻孔的参数与瓦斯抽采密切相关，在钻孔施工中必须按设计进行。
第三节瓦斯抽采钻机钻机的工作方式有旋转钻进和孔底马达式钻进。
普遍采用旋转钻进的钻机进行瓦斯抽采钻孔的施工。
通常情况将矿井静压水与钻杆连接，用水排渣。
也可把井下压风管与钻杆连接，用压风进行排渣。
有时同时接入压风和静压水排渣。
矿井瓦斯抽采钻孔封孔方法
钻孔封孔方法1、扩孔水泥封孔法，封长6m以上。
适合上行孔。
2、水泥袋式封孔法，封长6m以上。
适合所有角度孔。
3、聚胺脂缠绕封孔法，封长3m。
适合所有角度孔。
麻袋片＋聚胺脂麻袋片＋聚胺脂4、封孔质量也直接影响抽放效果的好坏，在实际抽放过程中常出现钻孔封孔长度不够、封孔不严密，造成通孔漏气现象。
因此必须切实改进封孔方式和方法，有效提高抽放效果。
下一步我们将改进封孔的方法，采用聚胺脂和注浆泵注水泥砂浆封孔，切实提高封孔质量，减少钻孔漏气现象。
改进后的裂隙带和本煤层封孔方法见下图：（1）施工本煤层钻孔中夹钻问题。
由于煤层松软，在施工钻孔时常常出现夹钻现象。
针对这一问题经过摸索研究采用矿井压风代替静压水排渣进行抽放钻孔施工，改进后，较利用静压水施工每班工作量提高50—80m，同时有效地防止了施工过程中出现夹钻杆、断钻杆事故，提高了施工效率。
2）抽放钻孔封孔漏气问题。
经过分析认为：出现漏气的原因为本煤层抽放孔采用原封孔灌注水泥封孔工艺,注进水泥浆后，在导流管、导气管或钻孔上部始终有一定的沉淀水存在，沉淀水被煤吸干后形成缝隙，在抽放时，就会出现漏气。
为了进一步解决抽放钻孔封孔问题，尝试灌注聚胺脂封孔，见下图，经过试验，封孔后打压可达到0.05—0.3MPa，抽放时瓦斯浓度为55—60%，最高可达到80%以上，而灌注水泥浆封孔的钻孔在抽放时瓦斯浓度为35—40%，通过以上结果对比证明采用灌注聚胺脂封孔工艺效果较好，初步解决了低透气松软煤层封孔问题。
）4、聚胺脂袋式封孔法，封长3m以上。
适合所有角度孔。
5、套管封孔法，封长30m以上，套管50m以上。
适合上行孔。
见图6所示为钻孔下套管和封孔工艺图。
这种钻孔的优点是钻机机械性能要求一般，象国产SGZ—ⅢA钻机就可满足要求，另外使用灵活方便，对井下钻场没有特殊要求，机动性较强，在钻孔下套管技术采用后大大提高了抽放效果和质量，也是井下煤层气开发的主要技术方法。
图6钻孔下套管和封孔工艺图2.3.5 顶板瓦斯道法6、机械压缩橡胶封孔法，封长3m以上。
瓦斯抽采钻孔封孔工操作规程(完美)
盘县老沙田煤矿瓦斯抽采钻孔封孔工操作规程编制单位：盘县老沙田煤矿编制时间：2020年6月10日瓦斯抽采钻孔封孔工操作规程一．适用范围及有关术语1．适用范围及封孔工艺：本矿所有的瓦斯抽采钻孔封孔操作均必须按照本规程规定，采用“两堵一压”的封孔工艺。
2．相关术语：封孔长度：钻孔内封孔材料充填段长度，包括封堵段长度和注浆段长度。
根据有关规定及我矿实际，封孔长度顺层钻孔9米、穿层钻孔6米。
封孔段：钻孔内封孔材料充填的这一段钻孔，包括封堵段和注浆段。
封堵段：封孔段两端首先用囊袋充填的钻孔段，用于注浆前的两头封堵。
注浆段：钻孔内两个封堵段之间用于充填注浆材料的钻孔段。
封孔管：封孔段内的抽放管，其前端为筛孔导管、后端为孔口管。
孔口段：处于巷道松动圈范围内的钻孔段，这一段钻孔封孔效果差，不计入有效封孔长度。
孔口段长度：穿层钻孔为1米、顺层钻孔为2米。
孔口管：孔口段内的抽放管，连抽前外露长度0.3-0.5米。
二．上岗条件（一）封孔工必须经过操作知识的专业技术培训，考试合格后方可上岗。
（二）瓦斯抽采钻孔封孔工需要掌握以下知识：1．熟悉入井人员的有关安全规定。
2．了解“一通三防”基础知识。
了解有关矿井瓦斯、煤尘爆炸的知识。
了解井下各种气体超限的危害及预防知识。
3．了解本矿井发生煤与瓦斯突出的预兆和规律，掌握施工区域的通风系统和避灾路线。
4．了解瓦斯抽放系统的基本原理。
5．了解有关瓦斯抽采管路的安装、维护规定。
6．了解导流管安装标准及简单维护。
7．必须熟悉注浆机的工作原理，掌握注浆机的操作要领/维护保养及排除故障的知识和处理办法。
8．掌握瓦斯抽采钻孔/测压钻孔/煤层注水钻孔/注浆钻孔/地质钻孔/放水钻孔等各类钻孔的封孔操作工艺方法。
三．安全规定1．加强对操作人员的安全培训，提高操作人员的安全意识。
2．进行封孔操作前，要仔细检查操作环境的安全状况（如瓦斯浓度、风流方向、风量、顶/帮及支护的稳定性等），不安全不操作。
3．严禁在无风或风量不足的地点从事封孔及其它工作。
煤层瓦斯抽采钻孔失效分析及封孔技术优化研究
煤层瓦斯抽采钻孔失效分析及封孔技术优化研究发布时间：2021-12-31T01:43:41.592Z 来源：《科学与技术》2021年第22期作者：姜伟[导读] 瓦斯的开采工作是通过在借助已经安装在煤层中的抽气管道来进行的，这样在开采过程中就能避免人员身处井下的开采空间，姜伟窑街煤电集团公司金河煤矿甘肃兰州730084摘要：瓦斯的开采工作是通过在借助已经安装在煤层中的抽气管道来进行的，这样在开采过程中就能避免人员身处井下的开采空间，从而能大大减少瓦斯开采事故的发生次数。
瓦斯作为一种绿色能源可以用于发电、取暖、供热和燃烧等，所以瓦斯开采显得尤为重要。
瓦斯抽采有很多种方式来进行钻孔布置，而在这些方式中顺层钻孔预抽方式是治理煤层瓦斯开采的重要手段。
基于此，对煤层瓦斯抽采钻孔失效分析及封孔技术优化进行研究，以供参考。
关键词：煤层瓦斯；钻孔；漏气；封孔材料；抽采效果引言瓦斯抽采是治理瓦斯灾害的重要手段，而井下本煤层钻孔因施工简便、成本较低，已在我国煤矿瓦斯抽采中得到了广泛应用。
然而，由于煤岩体受钻孔开挖等因素的影响，钻孔围岩裂隙演化发育，致使在抽采本煤层瓦斯时巷道内空气涌入钻孔，导致钻孔瓦斯抽采浓度持续降低。
1瓦斯开采漏气原理1.1巷道松动圈漏气的原理根据距离巷道由近及远壁面围岩可以依次分为松动圈、塑性ｑ区、弹性区和原岩应力区。
钻孔的孔口在巷道围岩的各个区域里都分布着封孔口，这一现象会极大地影响封闭钻孔的质量。
渗透性是其他岩层渗透区的１倍～３倍的完全渗流区也称松动圈，其裂痕呈现出网状结构，在这个区域内巷道里的空气是呈自由流动的状态的。
这一现象具有普遍性。
1.2极低透气性构造煤瓦斯抽采影响因素随着现代化科学测试技术的发展，国内外研究学者开始考虑温度场、电磁场及地应力场等对煤层内瓦斯流动的影响，对煤层瓦斯渗流过程中的各种物理效应进行了测试和研究，并以此为基础发展形成瓦斯流动多物理场耦合理论，建立了更为科学的瓦斯流动模型，得出了煤体在三轴应力的作用下，煤样渗透性与应力有关，渗透率随应力的增加而呈指数形式减小，瓦斯在煤层中的运移主要受煤层瓦斯压力、煤层透气性系数控制。
煤层钻孔瓦斯抽采分析
煤层钻孔瓦斯抽采分析摘要：煤层瓦斯压力测定的原理是向煤层打一钻孔，深入煤层内，通过钻孔在煤孔内布置一根瓦斯管与外界沟通，连上瓦斯压力表，封闭钻孔与外界的联系。
此时，由于煤孔内的瓦斯已经向外放散，压力较低，随着煤孔周围煤层内瓦斯向煤孔运移，瓦斯压力逐渐增高。
因煤孔周围的煤体体积远大于煤孔的空间体积，煤层内的吸附瓦斯量又比游离瓦斯量大得多，故经过一段时间的瓦斯渗流，煤孔内的瓦斯压力逐渐接近煤层的原始瓦斯压力，从外部的压力表上可以读出煤孔内的瓦斯压力值。
关键词：煤层钻孔；影响因素；分析引言：为研究瓦斯抽采效率的影响因素，考虑吸附瓦斯与游离瓦斯建立了煤层瓦斯流动的流固耦合模型，本文采用ＣＯＭＳＯｌ数值模拟软件，分析了不同初始地应力、初始渗透率以及钻孔直径条件下的瓦斯抽采效果以及抽采有效半径变化情况。
研究结果表明：初始地应力、初始渗透率和钻孔直径均会影响瓦斯抽采效果，但其对瓦斯抽采效果的影响程度不同；抽采有效半径对初始渗透率的变化最敏感，钻孔直径次之，对初始地应力的敏感程度最低；在某一钻孔直径范围内，瓦斯抽采效果随钻孔直径的增加变化不明显，而超出此范围后，抽采效果有明显提高，选择合适的钻孔直径对于提高瓦斯抽采效果具有重要作用。
1现场应用煤层瓦斯压力是煤矿生产过程中一项非常重要的技术指标，其直接关系到煤矿生产的安全性。
为保证煤矿的安全生产，含有瓦斯的矿井在进行煤矿开采过程中必须采取有效地技术手段对煤层之中的瓦斯进行检测。
现阶段国内外应用较为广泛的瓦斯检测方法有单项指标法、地质资料统计法、综合指标法等几种类型。
上述方法在实践的过程之中均存在一定的局限性，致使其检测的结果无法有效地满足含水煤层矿井安全生产的实际需要。
1.1简介淮南某基本建设矿井，按研发方法及技术路线（一）研究方法（1）断层附近勘探钻孔在煤层顶底板主要含水层中的漏失量、岩心采取率、岩石破碎情况的统计分析。
（2）野外断层追踪分析，包括断层面、构造岩、断层伴生构造等。
瓦斯抽采钻孔囊式带压封孔工艺应用解析
瓦斯抽采钻孔囊式带压封孔工艺应用解析发布时间：2023-01-15T02:52:30.229Z 来源：《工程建设标准化》2022年8月第16期作者：吴华帮[导读] 为了全面提升煤矿瓦斯抽采钻孔的应用效果，煤矿管理人员应加大研发力度，采用多元管控措施，提升瓦斯抽采系统运行的安全性和稳定性。
基于此，本文以钻孔囊式带压封孔工艺为例。
吴华帮身份证：52020219740923****摘要：为了全面提升煤矿瓦斯抽采钻孔的应用效果，煤矿管理人员应加大研发力度，采用多元管控措施，提升瓦斯抽采系统运行的安全性和稳定性。
基于此，本文以钻孔囊式带压封孔工艺为例。
首先以贵州盘江精煤股份有限公司山脚树煤矿为主要研究对象，首先简单介绍了煤矿概况，并说明了囊式带压封孔的具体工艺方法；其次通过应用实践，对不同封孔工艺处理方式进行对比试验，根据甲烷气体抽采的数据信息得出采用囊式封孔抽采效果较好的结论；最后，根据不同封孔情况，有针对性的介绍了钻孔带压封孔问题的其他注意事项及解决方法，希望能够给同行提供一定的参考价值。
关键词：瓦斯抽采；囊式带压封孔；聚氨酯封孔液；主要问题；解决方法引言采用科学合理的瓦斯抽采方式能够从一定程度上杜绝瓦斯安全意外事故发生的几率，对加强煤矿企业安全管理、改善外界生态环境有着积极深远影响，而妥善运用钻孔囊式带压封孔工艺能够促使封孔质量有所提高，进一步保证煤矿企业能够快速达到降本增效的目的。
对此，相关部门应加大研发力度，在大量模拟试验和实践应用下，不断优化并调整封孔处理工艺，继而达到预设的封孔效果。
1.煤矿企业概况以贵州盘江精煤股份有限公司山脚树煤矿为主要研究对象，整个矿井核定生产能力为310万t/a，是煤与瓦斯突出矿井。
矿井管理部门为了有效杜绝瓦斯安全事故的发生，应及时制定抽采方案及时对本煤层瓦斯抽采钻孔处理，在实际的钻孔过程中，应采用适当方式确保钻孔严密、不漏气。
据有关资料显示，此个煤矿管理采用传统的“两堵一注”的聚氨酯封孔注液方法，此个封孔方法主要有两个操作步骤，第一，应确保钻孔被适量的膨胀性聚氨酯封孔钻液统一封堵，保证钻孔3m处、12m处达到预设的封孔效果[1]；第二，应使用质量最佳的水泥砂浆材料全面对中间预留孔进行封闭处理，全面排出钻孔内部多余的空气，与此同时，采用适当措施确保所有钻孔能够进行正常抽采后，还应及时的预留一根注浆管和反浆管。
《煤矿井下瓦斯抽采钻孔封孔方法[1]》
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《煤矿井下瓦斯抽采钻孔封孔方法[1]》申请号/专利号：xx10304338本发明公开了一种煤矿井下瓦斯抽采钻孔封孔方法，包括如下步骤：１）依次将装有挡板发泡材料的封孔挡板袋Ⅰ、装有填充发泡材料的封孔填充袋Ⅰ和装有挡板发泡材料的封孔挡板袋Ⅱ塞入抽采钻孔内至封孔深度位置；２）待挡板发泡材料和填充发泡材料发泡成型固化后，将瓦斯抽采管连入抽采系统中，检验抽采钻孔是否漏气；３）若抽采钻孔漏气，再往抽采钻孔内依次塞入装有填充发泡材料的封孔填充袋Ⅱ和装有挡板发泡材料的封孔挡板袋Ⅲ，直至抽采钻孔不漏气。
本发明解决了以往抽采钻孔封孔完成后出现漏气而无法重复封孔的难题，能确保抽采钻孔不漏气，并且封孔深度和长度能根据实际需要进行任意调节，能够满足煤矿井下各类瓦斯抽采钻孔封孔。
申请日：公开日：授权公告日：申请人/专利权人：申请人地址：发明设计人：专利代理机构：代理人：专利类型：分类号：xx年08月24日xx年11月21日中煤科工集团重庆研究院重庆市九龙坡区二郎科技新城科城路6号胡千庭;张志刚;周厚权;杨利平;马代辉;王建伟;申凯;王小朋北京同恒源知识产权代理有限公司赵荣之发明专利e21b33/10 第二篇：煤矿井下瓦斯抽采钻孔封孔方法[1]煤矿井下瓦斯抽采钻孔封孔方法申请号/专利号：xx10304338本发明公开了一种煤矿井下瓦斯抽采钻孔封孔方法，包括如下步骤：１）依次将装有挡板发泡材料的封孔挡板袋Ⅰ、装有填充发泡材料的封孔填充袋Ⅰ和装有挡板发泡材料的封孔挡板袋Ⅱ塞入抽采钻孔内至封孔深度位置；２）待挡板发泡材料和填充发泡材料发泡成型固化后，将瓦斯抽采管连入抽采系统中，检验抽采钻孔是否漏气；３）若抽采钻孔漏气，再往抽采钻孔内依次塞入装有填充发泡材料的封孔填充袋Ⅱ和装有挡板发泡材料的封孔挡板袋Ⅲ，直至抽采钻孔不漏气。
本发明解决了以往抽采钻孔封孔完成后出现漏气而无法重复封孔的难题，能确保抽采钻孔不漏气，并且封孔深度和长度能根据实际需要进行任意调节，能够满足煤矿井下各类瓦斯抽采钻孔封孔。
瓦斯抽采钻孔堵注一体封孔技术及应用
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瓦斯抽采钻孔设计【可编辑】
仁寿县复合能源集团有限公司8237回采工作面瓦斯钻孔设计编制单位：技术科编制人员：姜永正编制日期：2013年8月16日会审签字单仁寿县复合能源集团有限公司8237回采工作面瓦斯钻孔设计一、钻孔布置原则回采工作面瓦斯抽采主要以穿层钻孔抽采布置方式，钻孔从开孔位置呈放射状进入邻近层，边回采边抽采破坏裂隙带。
随着煤层开采的推进，在受卸压影响和瓦斯压力作用下向采空大量释放瓦斯。
根据柱状图岩层性质和经验数据，破坏裂隙带一般为采高的10—30倍。
我矿开采层为1.5m左右，故钻孔终孔层位在垂高30m左右。
布置穿层钻孔抽采裂隙的瓦斯时，钻孔的倾斜长度不宜超过70m。
以确保抽采钻孔的抽采效果和钻孔覆盖率的要求。
钻孔间距应合理确定，一般为30米，布置抽放钻孔。
二、工作面穿层钻孔布置方式根据矿井整合工程初步设计的开拓布置，矿井接替工作面布置在290东翼8237采煤工作面。
煤层厚1.2～1.5m，平均厚1.35m。
工作面倾斜长780m，走向宽100m。
根据8237采煤工作面的煤层赋存情况，设计在采煤工作面回风巷中布置穿层向上钻孔抽采煤工作面的破坏裂隙带瓦斯。
钻孔具体布置为在采煤工作面运输巷中沿煤层倾向上布置单排钻孔，钻孔方位迎向工作面，与工作面呈10°夹角，钻孔倾角同煤层倾角，钻孔间距3米，单个钻孔长度75m～90m左右。
8237采煤工作面走向长约490米，设计钻孔个数164个，实际施工时可根据现场情况对钻孔参数进行适当调整。
钻孔布置详见参数表及附图。
采煤工作面顺煤层钻孔参数表三封孔方式、材料及工艺（一）、采用聚氨酯人工封孔1、采用聚氨酯人工封孔。
钻孔内抽放管选用长8m直径25mm 的抽放管，为防止堵塞，抽放管顶端钻10个直径10mm小孔，最好用双层铁筛网包扎好。
用聚氨酯封孔，封孔长度8m。
2、封孔材料钻孔采用聚氨酯封孔，对于井下封孔而言，主要要求聚氨酯在发泡后，其内所形成的孔为封闭孔，另外对发泡时间、发泡倍数、固化后的强度，可塑性等均有一定的要求。
工作面瓦斯抽采钻孔施工安全技术措施
⼯作⾯⽡斯抽采钻孔施⼯安全技术措施⽡斯抽采钻孔施⼯安全技术措施⼀、概况综合机械化采煤⼯作⾯位于井⽥的东南部，是我矿的第⼀个综采⼯作⾯。
沿煤层⾛向布置,设计⾛向长1800⽶，⼯作⾯长200⽶。
矿井⽡斯基础参数测定，10号煤层透⽓性系数为765m2/Mpa2d，符合抽采指标10～0.1/Mpa2d，属于容易抽采的煤层。
根据《⽡斯抽采设计》采⽤本煤层抽采和采空区抽采相结合的⽅式进⾏综合抽采⽡斯。
为确保钻孔施⼯过程中安全、顺利的进⾏，特制定安全技术措施。
⼆、钻孔布置1、顺层布孔法为了提⾼本煤层⽡斯抽采率，从切眼外10⽶处开始到停采线结束，此范围布置⼀排垂直于顺槽采帮的平⾏钻孔，钻孔沿运输顺槽及回风顺槽两侧布置，钻孔间距3⽶，倾⾓与煤层倾⾓相同，孔向平⾏回采⼯作⾯，开孔位置距煤层底板1.5⽶，钻孔深110⽶，两侧钻孔错距20⽶，采⽤聚胺脂封孔。
顺层布孔⽅法钻孔揭露煤层⾯积⼤，在煤体中打钻速度快、成本低，采⽤未卸压⽅法抽采厚煤层⽡斯时，⼀般优先考虑顺层布孔的⽅式，故本⼯作⾯布置顺层平⾏钻孔⽅式进⾏本煤层预抽，孔间距3m。
其优点在于：既可保证⽡斯预抽的均衡性，还可充分利⽤⼯作⾯超前采动卸压效应，实⾏边采边抽提⾼本煤层⽡斯抽采率。
本煤层钻孔特征如下：钻孔间距：3m；钻孔直径：开孔φ94mm；终孔φ75mm；钻孔⾓度：与煤层倾⾓相同；钻孔夹⾓：沿煤层°；钻孔位置：布置在煤层中；钻孔长度：110m；孔⼝负压：18000 Pa；封孔⽅式：采⽤囊袋式封孔；封孔深度： 8m。
采空区⽡斯抽采⽅法，在⼯作⾯回风顺槽内，沿空埋管进⾏抽采。
可以避免因⼯作⾯上隅⾓因风流不畅引起⽡斯超限。
为了达到更加理想的⽡斯抽采效果，设计在回风巷顶板间隔30⽶布置⼀组⾼位钻孔。
2、⾼位钻孔回风巷施⼯，从开切眼外80m处开始，此范围内布置⼀组⾼位钻孔，沿回风巷单侧布置，钻孔间距为30m具体参数见下表。
钻孔特征表孔号钻孔直径竖直⾓⽔平⾓开⼝位置孔深孔⼝负压Pa 开孔φ终孔φ1 94mm 75mm 12 12顶板65180002 94mm 75mm 8 15 653 94mm 75mm 12 20 65三、钻孔设备选⽤ZDY1200S全液压坑道钻机。
井下瓦斯抽采钻孔封孔设计及安全技术措施
山西天润煤化集团德通煤业有限公司井下瓦斯抽采钻孔封孔设计及安全技术措施通防科二0一六年山西天润煤化集团德通煤业有限公司井下瓦斯抽采钻孔封孔设计及安全技术措施一、抽采钻孔封孔设计根据实际，2103工作面胶带顺槽和回风巷需要对抽采钻孔进行封孔，为保证封孔质量和安全，特制订瓦斯抽采钻孔封孔设计如下：1、钻孔直径为¢125mm，钻孔抽采管采用¢63PVC管，PVC 管与铠装胶管经三通连接后接入钻场进行封孔。
2、距钻孔抽采管前端0.3m处裹30mm布装入钻孔并捣实，确保封孔液不能流入钻孔里端；紧接挡布装入¢100木环，厚度30mm；紧接木环装入¢90橡胶垫圈，厚度20mm；在木塞与橡胶垫圈之间填入捆绑好的棉丝，厚度20mm。
3、距钻孔后端0.3m处装入木塞，紧接装入棉丝和橡胶垫圈，规格同上。
4、抽采管放进钻孔之前，将注聚氨酯胶管装入抽采管后端，通过后端木塞、棉丝和橡胶垫圈。
5、将抽采管缓慢放入钻孔内，至抽采管外漏0.2m时，将抽采管缓慢向外抽出0.1m，以使棉丝充入木环与钻孔缝隙。
6、将聚氨酯胶管连接聚氨酯泵，开泵注入聚氨酯。
7、仔细观察抽采管外端安装橡胶垫圈和棉丝与钻孔的空隙，一旦发现有聚氨酯液外流，立刻停泵，拔出胶管。
8、用三角木垫将抽采管上下固定，用水泥将抽采管外端至煤壁孔内封好。
之后，拔下三角木垫，用水泥将孔封填好。
二、抽采钻孔封孔安全技术措施由于抽采钻孔内有高浓度的瓦斯，为保证封孔安全，特制订封孔安全技术措施如下：1、运送材料时要用绳索固定牢固，防止材料脱落伤人。
2、运送至使用地点后，将抽采管摆放至巷帮一侧，摆放整齐，挂牌管理。
3、深入钻孔前，将木环、橡胶垫圈及棉丝、聚氨酯胶管按设计装好。
4、伸入孔内时要由两人操作，一人在孔口扶住抽采管，另一个缓慢压住重量向孔内伸入抽采管，严禁快速伸入抽采管。
5、伸入抽采管至预定位置后，按设计注入聚氨酯封孔。
瓦斯抽采钻孔设计
仁寿县复合能源集团有限公司8237回采工作面瓦斯钻孔设计编制单位：技术科编制人员：姜永正编制日期：2013年8月16日会审签字单仁寿县复合能源集团有限公司8237回采工作面瓦斯钻孔设计一、钻孔布置原则回采工作面瓦斯抽采主要以穿层钻孔抽采布置方式，钻孔从开孔位置呈放射状进入邻近层，边回采边抽采破坏裂隙带。
随着煤层开采的推进，在受卸压影响和瓦斯压力作用下向采空大量释放瓦斯。
根据柱状图岩层性质和经验数据，破坏裂隙带一般为采高的10—30倍。
我矿开采层为1.5m左右，故钻孔终孔层位在垂高30m左右。
布置穿层钻孔抽采裂隙的瓦斯时，钻孔的倾斜长度不宜超过70m。
以确保抽采钻孔的抽采效果和钻孔覆盖率的要求。
钻孔间距应合理确定，一般为30米，布置抽放钻孔。
二、工作面穿层钻孔布置方式根据矿井整合工程初步设计的开拓布置，矿井接替工作面布置在290东翼8237采煤工作面。
煤层厚1.2～1.5m，平均厚1.35m。
工作面倾斜长780m，走向宽100m。
根据8237采煤工作面的煤层赋存情况，设计在采煤工作面回风巷中布置穿层向上钻孔抽采煤工作面的破坏裂隙带瓦斯。
钻孔具体布置为在采煤工作面运输巷中沿煤层倾向上布置单排钻孔，钻孔方位迎向工作面，与工作面呈10°夹角，钻孔倾角同煤层倾角，钻孔间距3米，单个钻孔长度75m～90m左右。
8237采煤工作面走向长约490米，设计钻孔个数164个，实际施工时可根据现场情况对钻孔参数进行适当调整。
钻孔布置详见参数表及附图。
采煤工作面顺煤层钻孔参数表三封孔方式、材料及工艺（一）、采用聚氨酯人工封孔1、采用聚氨酯人工封孔。
钻孔内抽放管选用长8m直径25mm 的抽放管，为防止堵塞，抽放管顶端钻10个直径10mm小孔，最好用双层铁筛网包扎好。
用聚氨酯封孔，封孔长度8m。
2、封孔材料钻孔采用聚氨酯封孔，对于井下封孔而言，主要要求聚氨酯在发泡后，其内所形成的孔为封闭孔，另外对发泡时间、发泡倍数、固化后的强度，可塑性等均有一定的要求。
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瓦斯抽采钻孔主要封孔方法分析
摘要：煤矿瓦斯抽采对于我国的抽采行业来讲很是常见，抽采主要以封孔为
主要方式，而钻孔周围的缝隙范围探究不清晰，封孔的长度也很不明确，注浆的
压强很低，经过多年对瓦斯治理技术的不断摸索、创新并吸取经验，总结出整个
瓦斯治理工程最基础的就是“孔封严”，其中封孔是抽采效果和抽采质量关键。
文章主要对瓦斯抽采钻孔主要封孔方法进行了分析。
关键词：抽采钻孔；两堵一注；瓦斯浓度
瓦斯治理工作是对事故进行防范的重要手段之一，同时瓦斯事故也是当前煤
矿行业发展中出现影响最为严重的自然灾害之一。
对瓦斯进行抽采是对当前瓦斯
含量高、涌出量大的最重要解决方式之一，因此我们更需要对这项工作的开展引
起关注和重视，充分认识到这项工作对我们社会发展和煤炭行业进步的重要性。
在煤矿行业的发展过程中，对矿井瓦斯抽采效果造成影响的因素十分多样，其中
比较典型的就是抽放钻孔的封孔质量问题，这一问题也是当前开展抽放工作最为
基础的一个环节。
因此这也要求我们在工作过程中有效开展钻孔抽采的作用，从
而达到最佳的抽采效果，为实现抽采工作的达标奠定有效帮助。
1 带压封孔基本原理
煤层瓦斯抽采带压封孔技术，是基于采煤工作面煤壁内存在的应力扰动沟通
裂隙，利用带压注浆方式来达到改变瓦斯抽采钻孔周围煤体特性和密封微孔裂隙
的目的。
该技术利用注浆设备，以一定压力将浆液材料压注到瓦斯抽采钻孔封孔
段空间及周围孔壁煤体扰动裂隙内部，浆液在注浆压力作用下，可以劈裂、扩展
孔壁内煤体裂隙，充填孔隙和煤体凹凸面，增大浆液扩散范围；并在大渗透压力
梯度作用下渗入煤体微裂隙内，并产生凝聚力，待浆液固化后，形成树枝状分布，并与煤体颗粒固体粘结在一起，以便彻底密封瓦斯泄漏通道。
具体工艺为：封孔前利用压风吹净孔内钻屑，然后将抗压无裂缝瓦斯抽采管
放入抽采钻孔内一定深度，利用聚氨酯快速构筑抽采钻孔封孔段注浆空间。
待聚
氨酯完全固化后，再通过孔口端预留注浆管利用压力可调双液风动注浆泵向封孔
段密闭空间注入水泥浆，要求达到一定的注浆压力。
注浆完毕，待水泥凝固后，
利用压风或注浆泵压注清水，检验抽采钻孔封孔效果。
检验合格则并网进行瓦斯
抽采。
由于聚氨酯完全发泡后具有一定的承压能力，从而利用聚氨酯的快速反应、承压性能为抽采钻孔制造一个闭合的封孔段空间，使得带压封孔成为可能。
带压封孔工艺流程：吹净抽放孔内钻屑→利用两段聚氨酯构筑封孔注浆空间
→对封孔段注浆空间进行带压注浆→封孔效果检验，并网进行瓦斯抽放。
2煤矿瓦斯抽采钻孔主要封孔方式
2.1水泥砂浆封孔
水泥浆带压封孔工艺是对用马丽散、水泥浆不带压封孔等封孔工艺的彻底改进，其原理就是在钻孔封孔段两端用马丽散封堵，中间形成气室，然后借助注浆
泵设备提供一定的注浆压力往气室内注浆，以此保证水泥浆在钻孔周围煤岩体裂
隙内的渗透扩散，加固充填裂隙，增强煤体强度，同时加入适量的膨胀剂，避免
浆体凝固收缩产生空隙，从而达到杜绝钻孔附近煤岩体裂隙和孔壁空隙漏气对钻
孔瓦斯抽采的影响。
根据目前普遍使用的抽采钻孔封孔工艺现状分析和空气扩散渗透进入
抽采管路的途径，我们可以清楚的知道，要成功提高煤层钻孔抽采浓度，其钻孔
封孔段必须具备两个条件：一是抽采钻孔封孔段周围煤岩体裂隙封堵密实，二是
封孔段钻孔不能出现空气流通通道。
2.2高分子材料封孔技术
目前，不管是本煤层抽采钻孔还是穿层抽采钻孔最常见的封孔技术就是利用
高分子材料采用“高分子发泡材料”，其中以聚氨酯材料为主要材料，根据配方、配料及比例的差异又有很多名称的叫法。
封孔时将双组分或多组分“高分子发泡
材料”混合搅拌后，用抹布、棉纱等用铁丝等捆绑，将配好的封孔材料缠绕涂抹
在封孔管的一定长度上，然后插入施工好的抽采钻孔内，等待“高分子发泡材料”发生反应、凝固后，将钻孔封堵。
高分子材料封孔的原理就是利用其高倍数发泡
特性封孔，但是在高分子发泡材料发泡之后具有两个致命缺陷：①抗压强度低。
②可压缩量很大。
高瓦斯矿井和煤与瓦斯突出矿井一般采深不断加大，相应的地
应力也较大，再加上煤层强度普遍较低，井下煤层钻孔在地应力作用下将逐渐蠕变，钻孔在蠕变的过程中，钻孔周围的煤体将会产生松动裂隙，之后便产生了漏
气通道。
同时，在封孔材料反应和凝固过程中封孔材料本身就会收缩，收缩后便
会产生空隙和裂隙，空隙和裂隙随之就生成了漏气通道。
漏气通道会释放抽放压力，导致抽放率降低，直接影响抽采率。
2.3 “两堵一注”带压封孔
“两堵一注”带压封孔的原理比较复杂，需要用到聚氨酯，要封堵封孔的两端，因为聚氨酯会发生一定的化学反应，所以等聚氨酯凝结之后，就要通过注浆
管注浆，主要是针对聚氨酯封堵的两端，注浆管会产生一定的作用力，这种作用
力会推动注浆液渗透于钻孔裂隙中，从而达到抽采钻孔封孔的效果。
“两堵一注”带压注浆封孔是由囊袋式注浆封孔演变而来的，囊袋式注浆封孔需要用到的设备
比较多，囊袋的作用是封堵钻孔，囊袋与囊袋之间留有一定的空间。
囊袋的封孔
原理是通过注浆管的作用力，使囊袋膨胀到一定程度，当膨胀度达到最大值时，
就会与钻孔壁之间无缝衔接；要注意对注浆压力进行调控，当压力值满足注浆嘴
开启压力时，就可以通过囊袋向空隙处注浆，浆液会通过流动填补煤体裂隙，达
到抽采钻孔封孔的目的。
“两堵一注”带压封孔方式相较于聚氨酯封孔方式更加
全面，它实现了支护型钻孔，从某种程度上来说，注浆的压力越大，浆液产生的
作用力就越大，材料膨胀后越贴合钻孔壁，最大程度上保障了钻孔的密闭性。
结束语
煤矿瓦斯抽采钻孔封孔工作必须从多个环节入手，针对多个相关参数指标进
行不断优化，实现封孔技术水平和封孔效果的整体提升，确保瓦斯抽采作业的安
全性和高效性，满足煤炭企业的实际生产需求。
参考文献
[1]周俊.端氏煤矿瓦斯抽采钻孔封孔质量检验方法应用研究[J].矿业安全与
环保,2018,45(04):72-75.
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[3]韩兵.近水平煤层瓦斯抽采钻孔自动膨胀快速封孔装置及应用[J].煤矿安全,2019,050(008):72-74,79.。