千米深井复杂地质条件下煤层瓦斯压力测定
发布时间：2021-08-11 10:54
为了准确测定千米深井中煤层瓦斯压力,对现行钻孔封孔工艺的优缺点进行了分析,并把这些封孔工艺的优点结合起来,提出了三次注浆封孔工艺技术,结合主动测压技术,可快速准确地测定煤层瓦斯压力。该技术在梁宝寺井田进行试验,成功测定了梁宝寺井田的煤层瓦斯压力,对梁宝寺井田的瓦斯治理提供了理论依据。
【文章来源】：矿业安全与环保. 2015,42(03)北大核心
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
第一次注浆示意图
图1第一次注浆示意图2)第二次注浆。待第一次注浆凝固24h后，卸下带有快速接口的法兰盘;用孔径75mm的钻头按第一次钻进的方位角钻进，当钻进到离煤层0.5m(或见煤)时停止钻进，退出钻杆，退钻杆时方位角和倾角不变;把2个法兰盘继续对接，和注浆机注浆管路连接;先注清水，压力加到10MPa，把孔壁附近的孔隙撑开，稳定0.5h，将清水放出;然后采用注水泥浆混合速凝剂添加剂封堵岩层裂隙。第二次注浆先注稀浆，再注相对稠浆，最后注浓浆封孔，注浆终压力要大于当地水压，一般大于12MPa，且稳定0.5h以上。第二次注浆示意图如图2所示。1—注浆口;2—阀门;3—铝垫;4—焊接在一起的法兰盘与孔口管;5—聚氨酯;6—水泥浆;7—法兰盘1;8—岩石;9—煤体。图2第二次注浆示意图3)第三次注浆。待第二次注浆凝固48～72h左右，卸下带有快速接口的法兰盘;用孔径75mm的钻头按上次钻进的方位角钻进，当钻进到离煤层0.5m时停钻，观察钻孔中是否还有水涌出;如果有水，则需要重新进行二次注浆，直到将钻孔中地下水完全封堵;如果钻孔中没有水涌出，则说明封堵裂隙及水成功，继续进入煤层1.5m停钻，换压风将钻孔内残留的水吹出，退出钻杆;用四分管(Φ15mm，下同)作为测压管，每节1.5m，用管箍连接，并缠上生胶带，以防止漏气，在第一节管上打许多筛孔，并用·72·Vol.42No.3Jun.2015矿业安全与环保MININGSAFETY＆ENVIＲONMENTALPＲOTECTION第42卷第3期2015年6月
出口的法兰盘与孔口管上的法兰盘对接，四分测压管用棉纱及速凝剂密封好;把注浆泵注浆管路和法兰盘上的快速接口连接起来准备第三次注浆。第三次注浆不用速凝剂，水泥浆的注入量大概在5kg/m钻孔左右。用注浆泵一次连续将水泥浆注入钻孔内。当估计到注入的水泥浆快达到筛孔管位置时，应放慢注浆速度，注意观察测压管口是否有清水回流现象，这个现象被称为回浆或返浆。如果回浆成功则立即切断注浆泵的电源，本孔注浆完毕。关闭注浆管球阀，拆卸高压注浆管，在四分管上安装带阀门的三通及瓦斯压力表。第三次注浆示意图如图3所示。1—压力表;2—高压气体注入口;3—铝垫;4—焊接在一起的法兰盘与孔口管;5—聚氨酯;6—注浆口;7—阀门;8—法兰盘2;9—岩石;10—测压管;11—水泥浆;12—带有筛孔的测压管;13—煤体;14—测压气室。图3第三次注浆示意图三次注浆封孔工艺技术可以完全封堵岩层中的孔裂隙及含水层，但在施工时应注意以下几点:①在施工过程中，施工人员勿正对着测压孔，防止高压将孔口管压出;②在进行第二次和第三次打钻注浆时一定要等前一次水泥浆完全凝固;③待压力稳定准备拆卸压力表时，先慢慢打开高压气体注入口处的阀门，等瓦斯慢慢释放完后，卸下瓦斯压力表，防止瓦斯直接喷出伤人或使巷道内瓦斯浓度超限。法兰盘结构示意图见图4。1—法兰盘1;2—法兰盘2;3—螺丝孔;4—注浆口;5—测压管出口。图4法兰盘示意图4现场应用在以上研究基础上，对梁宝寺井田进行了瓦斯压力测定。在梁宝寺井田选择具有代表性的4个钻场，布置了8个钻孔。为了更快地测定煤层原始瓦斯压力，采用主动测压法［12］。即把测压管上的三通与高压N2瓶或其他惰性气体连接，打开三通及高压N2瓶阀门，通过钻孔向被测煤体充入补偿气体。补偿
【参考文献】：
期刊论文
[1]复杂地质条件下的煤层瓦斯压力测定[J]. 刘垒,杨胜强,陈凯. 煤矿安全. 2013(01)
[2]主动测压法测定煤层瓦斯压力中补偿气体的选择[J]. 张兵兵,杨胜强,鹿存荣,张少帅,王大强. 煤炭科学技术. 2011(10)
[3]煤层瓦斯压力测定中的钻孔注浆新技术研究[J]. 王浩,蒋承林,张建军. 中国安全科学学报. 2011(06)
[4]含水煤岩层瓦斯压力测定新技术[J]. 刘三钧,薛志俊,林柏泉. 中国安全科学学报. 2010(10)
[5]直接法测定煤层瓦斯压力现状及分析[J]. 兰泽全,曲荣飞,陈学习,梁为,齐黎明,柏松. 煤矿安全. 2009(04)
[6]Quick determination of gas pressure before uncovering coal in cross-cuts and shafts[J]. JIANG Cheng-lin, WANG Chen, LI Xiao-wei, CHEN Yu-jia, XIE Qing-xue, LIU Ying, TANG Jun, YANG Fei-long, WANG Fa-kai, DENG Su-hua, ZHANG Chao-jie, CHENG Song-li, LV Shu-wen School of Safety Engineering, China University of Mining & Technology, Xuzhou, Jiangsu 221008, China. Journal of China University of Mining & Technology. 2008(04)
[7]下向穿松软煤层涌水钻孔测压技术研究[J]. 赵志法,张庆华,黄长国,张淑同. 矿业安全与环保. 2008(05)
[8]关于富水煤岩层瓦斯压力测定方法的研究[J]. 彭海明,徐景德,蒋仲安. 煤炭技术. 2007(01)
本文编号：3336033
【文章来源】：矿业安全与环保. 2015,42(03)北大核心
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
第一次注浆示意图
图1第一次注浆示意图2)第二次注浆。待第一次注浆凝固24h后，卸下带有快速接口的法兰盘;用孔径75mm的钻头按第一次钻进的方位角钻进，当钻进到离煤层0.5m(或见煤)时停止钻进，退出钻杆，退钻杆时方位角和倾角不变;把2个法兰盘继续对接，和注浆机注浆管路连接;先注清水，压力加到10MPa，把孔壁附近的孔隙撑开，稳定0.5h，将清水放出;然后采用注水泥浆混合速凝剂添加剂封堵岩层裂隙。第二次注浆先注稀浆，再注相对稠浆，最后注浓浆封孔，注浆终压力要大于当地水压，一般大于12MPa，且稳定0.5h以上。第二次注浆示意图如图2所示。1—注浆口;2—阀门;3—铝垫;4—焊接在一起的法兰盘与孔口管;5—聚氨酯;6—水泥浆;7—法兰盘1;8—岩石;9—煤体。图2第二次注浆示意图3)第三次注浆。待第二次注浆凝固48～72h左右，卸下带有快速接口的法兰盘;用孔径75mm的钻头按上次钻进的方位角钻进，当钻进到离煤层0.5m时停钻，观察钻孔中是否还有水涌出;如果有水，则需要重新进行二次注浆，直到将钻孔中地下水完全封堵;如果钻孔中没有水涌出，则说明封堵裂隙及水成功，继续进入煤层1.5m停钻，换压风将钻孔内残留的水吹出，退出钻杆;用四分管(Φ15mm，下同)作为测压管，每节1.5m，用管箍连接，并缠上生胶带，以防止漏气，在第一节管上打许多筛孔，并用·72·Vol.42No.3Jun.2015矿业安全与环保MININGSAFETY＆ENVIＲONMENTALPＲOTECTION第42卷第3期2015年6月
出口的法兰盘与孔口管上的法兰盘对接，四分测压管用棉纱及速凝剂密封好;把注浆泵注浆管路和法兰盘上的快速接口连接起来准备第三次注浆。第三次注浆不用速凝剂，水泥浆的注入量大概在5kg/m钻孔左右。用注浆泵一次连续将水泥浆注入钻孔内。当估计到注入的水泥浆快达到筛孔管位置时，应放慢注浆速度，注意观察测压管口是否有清水回流现象，这个现象被称为回浆或返浆。如果回浆成功则立即切断注浆泵的电源，本孔注浆完毕。关闭注浆管球阀，拆卸高压注浆管，在四分管上安装带阀门的三通及瓦斯压力表。第三次注浆示意图如图3所示。1—压力表;2—高压气体注入口;3—铝垫;4—焊接在一起的法兰盘与孔口管;5—聚氨酯;6—注浆口;7—阀门;8—法兰盘2;9—岩石;10—测压管;11—水泥浆;12—带有筛孔的测压管;13—煤体;14—测压气室。图3第三次注浆示意图三次注浆封孔工艺技术可以完全封堵岩层中的孔裂隙及含水层，但在施工时应注意以下几点:①在施工过程中，施工人员勿正对着测压孔，防止高压将孔口管压出;②在进行第二次和第三次打钻注浆时一定要等前一次水泥浆完全凝固;③待压力稳定准备拆卸压力表时，先慢慢打开高压气体注入口处的阀门，等瓦斯慢慢释放完后，卸下瓦斯压力表，防止瓦斯直接喷出伤人或使巷道内瓦斯浓度超限。法兰盘结构示意图见图4。1—法兰盘1;2—法兰盘2;3—螺丝孔;4—注浆口;5—测压管出口。图4法兰盘示意图4现场应用在以上研究基础上，对梁宝寺井田进行了瓦斯压力测定。在梁宝寺井田选择具有代表性的4个钻场，布置了8个钻孔。为了更快地测定煤层原始瓦斯压力，采用主动测压法［12］。即把测压管上的三通与高压N2瓶或其他惰性气体连接，打开三通及高压N2瓶阀门，通过钻孔向被测煤体充入补偿气体。补偿
【参考文献】：
期刊论文
[1]复杂地质条件下的煤层瓦斯压力测定[J]. 刘垒,杨胜强,陈凯. 煤矿安全. 2013(01)
[2]主动测压法测定煤层瓦斯压力中补偿气体的选择[J]. 张兵兵,杨胜强,鹿存荣,张少帅,王大强. 煤炭科学技术. 2011(10)
[3]煤层瓦斯压力测定中的钻孔注浆新技术研究[J]. 王浩,蒋承林,张建军. 中国安全科学学报. 2011(06)
[4]含水煤岩层瓦斯压力测定新技术[J]. 刘三钧,薛志俊,林柏泉. 中国安全科学学报. 2010(10)
[5]直接法测定煤层瓦斯压力现状及分析[J]. 兰泽全,曲荣飞,陈学习,梁为,齐黎明,柏松. 煤矿安全. 2009(04)
[6]Quick determination of gas pressure before uncovering coal in cross-cuts and shafts[J]. JIANG Cheng-lin, WANG Chen, LI Xiao-wei, CHEN Yu-jia, XIE Qing-xue, LIU Ying, TANG Jun, YANG Fei-long, WANG Fa-kai, DENG Su-hua, ZHANG Chao-jie, CHENG Song-li, LV Shu-wen School of Safety Engineering, China University of Mining & Technology, Xuzhou, Jiangsu 221008, China. Journal of China University of Mining & Technology. 2008(04)
[7]下向穿松软煤层涌水钻孔测压技术研究[J]. 赵志法,张庆华,黄长国,张淑同. 矿业安全与环保. 2008(05)
[8]关于富水煤岩层瓦斯压力测定方法的研究[J]. 彭海明,徐景德,蒋仲安. 煤炭技术. 2007(01)
本文编号：3336033
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