安能煤矿“两堵一注、带压注浆封孔”、水力冲孔总结000

高压水力冲孔增透、“两堵一注”技术实践与应用一、问题提出

安能煤矿目前正在回采的工作面为10918工作面，剩余可采时间为5个月；接替面为10907工作面，按原来进度预计8个月才能完工。矿井面临采掘接替失调，主要问题是钻孔施工质量差、顺层钻孔条带预抽效果不理想，导致煤巷月度进尺缓慢。为了提高接替面10907工作面煤巷掘进进度，缩短顺层钻孔条带预抽时间，国家瓦斯治理工程研究中心金沙工作站在金沙县煤安局的安排下，在安能煤矿开展高压水力冲孔、“两堵一注”、“带压注浆封孔”的试验，以解决煤巷瓦斯预抽时间长、单元允许掘进距离短等问题，为安能煤矿下一步的采面的顺利接替提供技术支持。

二、二、概述

1、工作面概况

采面接替问题（提高煤巷单进）

10907回风巷掘进工作面开采的煤层为C9煤层，根据10905回风巷煤层揭露情况，10907回风巷掘进工作面C9煤层的煤层厚度变化不大，平均厚度2.4m，煤层倾角为3°～7°。

10907回风巷沿煤层走向布置，设计长度为516米，10907回风巷掘进工作面采用放炮掘进，刮板运输机、皮带运输，锚网支护顶板。

2、C9煤层基本情况

C9位于P3l中部，上距P3c底界42.01－50.40m，平均45.25m。层位稳定，呈层状产出，全区稳定。厚度1.20～2.81m。煤层结构简

单，一般不含夹矸，属半亮、亮煤，块状、条带结构不明显。顶板上距C8煤11.51m，岩性以粉砂岩、泥质粉砂岩为主；底板下距C12煤43.01m，岩性为粉砂岩、粉砂质泥岩及粘土岩，并富产植物化石。

表1 安能煤矿C9煤层瓦斯赋存参数表

根据煤科总院抚顺分院实验室2007年3月13日提交的贵州省金沙县安能煤矿C9煤层煤尘爆炸性及自燃倾向鉴定报告，C9煤层煤尘无爆炸危险性，煤层自燃倾向为三类，属不易自燃煤层。

三、10907回风巷原有顺层钻孔抽采效果简介

1、钻孔设计、施工及封孔

该循环共施工30个顺层钻孔（补孔3个，分别为补18#、补9#、补9’#孔），终孔间距3m，钻孔控制巷道两帮轮廓线外各15m范围；钻孔施工设备为ZYJ-750型液压钻机、φ75㎜钻头及φ50㎜螺旋钻杆；钻进过程中采用水力排渣。

该循环钻孔封孔方式为马丽散两堵，每孔封孔长度8米；该循环允许进尺距离50米，保留超前距距离40米。

2、单孔瓦斯抽采浓度情况

孔号孔深

(m)

倾角

（º）

封孔

前瓦

斯浓

度（%）

封孔

后瓦

斯浓

度（%）

合茬

抽采

后瓦

斯浓

度（%）

孔号

孔深

(m)

倾角

（º）

封孔

前瓦

斯浓

度（%）

封孔

后瓦

斯浓

度（%）

合茬

抽采

后瓦

斯浓

度（%）

1 3

2 5 19 19 31 17 102 2 19 19 21

2 41 5 22 22 29 18 67

3 18 18 21

3、单元瓦斯抽采量及抽采时间情况

该循环钻孔控制范围内煤层瓦斯资源总量为166909.4m³，抽采时间为2016年7月2日至8月2日（共计32天），预抽瓦斯量为115117.88m³，抽采率计算如下：

N=Qc÷Q气×100%

式中：N——煤层瓦斯预抽率，%。

Q气——煤层瓦斯储量，m³。

Qc ——已抽瓦斯量，m³。

则：N=115117.88÷166909.4×100% =68.9%

四、优化施工工艺

1、钻孔设计

该循环共施工27个顺层钻孔，终孔间距3m，钻孔控制巷道两帮轮廓线外各15m范围；该循环允许进尺距离70米，保留超前距距离20米。

2、钻孔施工加强措施及成型保障

该循环钻孔施工设备为ZYJ-750型液压钻机，配套φ50㎜螺旋钻杆。为增强钻孔抽采效率，采取加大钻孔孔径的措施。开孔选用φ75㎜钻头施工，钻孔施工到位后，换φ94㎜钻头进行全程扩孔。

为保障钻孔成型完好，首先对钻机进行加固，增设2个立足，减少施工过程中钻机偏摆幅度；其次钻孔在第一次钻机和之后的扩孔过程中，钻压保持稳定，保证匀速钻进，提高了钻孔的平直率；施工过程中密切观察孔口水力排渣情况，及时调整供水量，确保排渣顺畅、彻底。

3、水力冲孔增透措施应用

为增加煤层透气性、排净钻孔内煤渣及减少钻孔封孔时下封孔管的难度，该循环钻孔采取了高压水力冲孔增透技术。由于安能煤矿供水管路水压不足，本次水力冲孔采用型号为W(GRB)315/31.5 的矿用乳化泵站供高压水。

水力冲孔过程：钻孔扩孔至孔底后，打开高压供水阀，加大转速，对孔壁煤层进行高压水力冲洗的同时，慢速退出钻杆。

10 95 5 72 4 2016年8月22日853 11.85

9 95 3 72 4 2016年8月23日841 11.68 3、“两堵一注”、“带压注浆封孔”新工艺应用

该循环顺层钻孔采取“两堵一注”、“带压注浆封孔”的封孔新工艺。钻孔注浆时采用多次加压注浆，水泥浆比例按水灰比0.8:1配比浆液；该循环所有钻孔倾角均为0°或以上，所有按图1方式封孔；钻孔注浆至回浆管返浆后，间隔20分钟左右后，再从回浆管继续注浆，压力要求达到2--3MPa，次数不少于2次后，注浆结束。

图1 封孔示意图

4、单孔瓦斯抽采浓度考察

每个孔注浆结束至少24小时后，方可合茬抽采，以确保钻孔内水泥浆能够充分凝固。

表4 10907回风巷第二循环单孔浓度统计