关于下发《焦煤集团瓦斯抽采钻孔带压封孔技术规范(试行)》的通知
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焦煤办字〔2012〕476号
关于下发《焦煤集团瓦斯抽采钻孔带压封孔技术规范(试行)》的通知
焦煤集团所属各抽采矿井:
为推广抽采钻孔带压封孔研究技术成果,规范钻孔带压封孔工艺现场操作,实现煤层瓦斯高效抽采,根据焦煤集团矿井实际,经研究特制定了《焦煤集团瓦斯抽采钻孔带压封孔技术规范(试行)》。现予以下发,望各抽采矿井认真贯彻执行。
二〇一二年八月七日
焦煤集团瓦斯抽采钻孔带压封孔技术规范
(试行)
为推广抽采钻孔带压封孔研究技术成果,规范钻孔带压封孔工艺现场操作,实现煤层瓦斯高效抽采,特制定《焦煤集团瓦斯抽采钻孔带压封孔技术规范(试行)》。鼓励矿井根据具体情况对抽采钻孔封孔工艺进行优化创新,在未形成新的技术规范之前,抽采钻孔封孔暂按本规范执行。
1.引用标准
(1)《煤矿瓦斯抽采工程设计规范》
(2)《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》
(3)《防治煤与瓦斯突出规定》(2009.8)
(4)《河南煤业化工集团关于进一步加强防突工作的指导意见》
(5)《焦煤集团瓦斯抽采管理规定》(2012年6月)2.适用范围
本规范适用于焦煤集团所有矿井的顺煤层瓦斯抽采钻孔(以下简称“顺层钻孔”)和穿层瓦斯抽采钻孔(以下简称“穿层钻孔”)封孔。未涉及的有关内容,参照相关行业技术标准或管理规定执行。
3.相关术语
(1)封孔深度:抽采钻孔内封孔材料充填段里端与孔口之间的距离。
(2)封孔段长度:封孔材料充填段两端之间的距离。包含封堵段和注浆段长度。
(3)封堵段长度:封孔段两端首先封堵的聚氨酯化学材料充填段长度,用于注浆时的两端封堵。
(4)注浆段长度:封堵后进行注浆的有效封孔充填段长度。
(5)卸压带宽度:采动影响后巷道两帮形成的应力降低、裂隙发育的区域深度。
4.带压封孔技术规范
4.1封孔参数确定
(1)抽采钻孔封孔采用“两堵一注”的封孔方式。
(2)顺层钻孔的封孔深度应根据巷道的卸压带宽度进行确定,且封孔段必须保证在卸压带宽度以里。抽采矿井必须实际测定本矿井不同地区煤层巷道的卸压带宽度。
(3)顺层钻孔的封堵段长度不少于1m,注浆段长度不少于6m,封孔段长度应不少于8m。
(4)穿层钻孔封孔时,封堵段长度不少于1m,封孔段长度不少于5m。当岩孔长度小于15m时,封孔深度应达到煤岩交界处;当岩孔长度大于15m时,封孔深度不得小于10m。
4.2封孔材料选择
(1)抽采钻孔封孔应选择聚氨酯化学材料封孔或聚氨酯化学材料与微膨胀水泥类注浆材料联合封孔,选用其他材料时,也必须满足阻燃、抗压、不收缩、不干裂的基本要求。
(2)优先选择散装聚氨酯化学封孔材料进行封孔,要求材料膨胀倍数不低于10倍,使用量不低于1kg/m(按钻孔直径Φ75mm计算)。
(3)袋装聚氨酯封孔材料只能作为封堵段使用,膨胀系数不得低于10倍。
(4)微膨胀水泥类注浆材料只能用于注浆段使用,要求凝结时间不超过2小时,凝结后不收缩、不干裂,强度不低于煤体强度,使用量不低于3.2kg/m(按顺层钻孔直径Φ75mm计算)。
4.3封孔设备选型
(1)带压封孔注浆时应使用手动、气动注浆泵,或其他满足流量、压力要求的封孔设备。
(2)注浆设备流量不低于20L/min,额定注浆压力不低于2MPa。
(3)注浆管路应采用内径不小于12.7mm(4分管)、抗压强度不低于2MPa的高压软管或钢管。选用其他材料作为注浆管时,必须保证抗压强度不小于2MPa。
(4)注浆管路上应安装单向控制阀和4MPa压力表。4.4封孔技术工艺
4.4.1顺层钻孔封孔工艺
(1)顺层钻孔封孔应采用“两堵一注”带压封孔工艺。可采用封堵段使用聚氨酯材料、注浆段用聚氨酯材料或微膨胀封孔材料的封孔方式。封堵工艺见图1所示。
(2)使用袋装聚氨酯材料、布袋注散装聚氨酯材料或其他方式封堵时,应保证注浆压力达到0.5-1.0 MPa时不漏浆。
图1 顺层钻孔封孔工艺示意图
(3)袋装聚氨酯材料封堵时,里、外段一次使用量不得少于4袋,2袋为一组,用塑料扎带和透明胶布对绑固定在封孔管上,后组的起始端距前组的末端200~300mm。
(4)使用布袋注散装聚氨酯材料封堵时,布袋应使用聚氨酯可缓慢渗出的纯棉布料,两端捆扎牢固,布袋周长应与钻孔周长相等。布袋长度应大于设计封堵段长度50~60mm,为两端的捆扎长度。封堵段长度满足上向孔里段不小于1m,外段不小于1.5m;下向孔里段不小于1.5m、外段长度不小于1m,水平孔里外段长度不小于1m。
(5)里段注聚氨酯的注浆管和中间段注散装聚氨酯材料(或微膨胀材料)的注浆管从外段布袋内穿过,顺层钻孔注浆带压封孔不用出气管。具体敷设方式见图2所示。
图2 顺层钻孔封孔注浆管敷设示意图
(6)钻孔施工结束时需将孔内残渣处理干净,封孔前要用封孔管试孔,保证封孔段顺畅。
(7)要及时封孔连抽,防止钻孔塌孔导致无法封孔和钻孔内瓦斯涌出引起巷道瓦斯超限。
(8)封堵段采用聚氨酯材料时,凝固时间至少2小时方可注微膨胀封孔材料。
(9)注浆压力应为0.5-1 MPa,停注以后不得拆除注浆管上的单向阀和压力表,并保证5min内压力变化不大于
0.5MPa,否则应继续注浆。
(10)注浆及注浆后24小时内不得完全关闭封孔管上的阀门,防止封孔材料在尚未凝固牢固时由于瓦斯压力较大而遭到破坏。注浆材料凝固24小时后方可连抽。
4.4.2穿层钻孔封孔工艺
(1)穿层钻孔封孔应采用“两堵一注”带压封孔工艺。可
采用封堵段使用聚氨酯材料、注浆段用聚氨酯材料或微膨胀封孔材料的封孔方式。封堵工艺见图3所示。
图3 穿层钻孔封孔工艺示意图
(2)穿层钻孔封孔需加导气管,上向孔导气管深度应达到里端封堵段以下0.2m处,下向孔导气管深度应超过外端封堵段0.2m。
(3)导气管应采用内径为12.7mm(4分管)的高压软管、钢管或其他抗高压管,抗压强度不低于1MPa。导气管应露出孔口0.3m以上,并安装阀门。
(4)注微膨胀封孔材料时,发现浆液从导气管流出后,立即关闭导气管上的阀门,继续注浆至注浆管上的压力表达到1.5MPa后停注。停注后30min内压力表变化量不大于0.5MPa 方为合格,否则应继续注浆。注浆完成后不得拆除注浆管上的单向阀和压力表。
(5)注浆及注浆后24小时内不得完全关闭封孔管上的阀门,防止封孔材料在尚未凝固牢固时由于瓦斯压力较大而遭到破坏。注浆材料凝固24小时后方可连抽。