顺层钻孔瓦斯抽采漏气规律及封孔技术研究

发布时间：2021-09-17 21:41

　　顺层钻孔瓦斯抽采时,在矿山压力作用下,极易出现抽采漏气的情况,为了提高顺层钻孔瓦斯抽采效果,据巷道围岩应力分布规律,分析了抽采钻孔轴向和径向的应力和裂隙分布特征,提出顺层抽采钻孔的4种漏气通道分别为:封孔材料漏气、钻孔周围煤体漏气、封孔材料与钻孔壁间隙漏气以及邻近钻孔影响漏气。基于漏气通道分析结果,得出顺层钻孔抽采应堵实钻孔径向松动圈和设计合理的封孔长度的封孔原则。根据钻孔漏气机理及封孔原则并结合现场条件,对孟津煤矿原聚氨酯封孔工艺进行考察并优化,得出优化后的封孔深度应为20 m,并结合径向裂隙范围,提出了两堵一注全程注SRS-Ⅱ高强微膨胀型快速凝固封孔材料的封孔工艺,在12030运输巷进行了工业试验。通过对封孔优化前后的跟踪监测数据进行对比分析,得出封孔优化后的瓦斯抽采体积分数为原封孔工艺瓦斯抽采体积分数的1.1～1.9倍,优化后的瓦斯抽采纯量为原封孔工艺的2.6倍左右,且原封孔工艺较封孔优化后的抽采体积分数和抽采纯量衰减明显。因此,优化后的封孔工艺抽采效果较原工艺明显提高,为同类型矿井顺层抽采封孔提供了借鉴。 

【文章来源】：煤炭科学技术. 2020,48(08)北大核心CSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

巷道围岩弹塑性区及应力分布

卸压区煤体经历了极限应力，发生了塑性变形，围岩破碎、裂隙发育且已无承载能力，所以卸压区属于破碎区(图2);峰后应力集中区煤体经历了最大应力转移后，煤体发生破坏，形成宏观裂缝;峰前应力集中区煤体虽未经历极限应力，但所承受的支承压力逐渐增加，但还未达到煤体的破坏强度，煤体未发生破坏;原岩应力区煤体力学状态和瓦斯赋存情况未发生变化。通过多个矿区现场实测，得出回采巷道的侧向支承压力峰值区域一般自巷道壁至煤体深部10～15m，抽采钻孔必然要经历上述4个区域，忽略钻孔本身的影响，可认为钻孔轴向裂隙从孔口至应力峰值区为裂隙发育区。

原封孔工艺抽采纯量变化

【参考文献】：
期刊论文
[1]瓦斯抽采钻孔漏气模型及封孔工艺优化研究[J]. 郭平.  煤炭技术. 2020(06)
[2]新疆煤矿区瓦斯抽采利用技术现状及展望[J]. 王刚,杨曙光,张寿平,刘学良.  煤炭科学技术. 2020(03)
[3]瓦斯抽采钻孔非凝固材料性能与智能封孔装置研究[J]. 程健维,赵刚,刘雨涛,汤红枪.  煤炭科学技术. 2020(02)
[4]动静载影响下大倾角工作面巷道两帮应力分布规律研究[J]. 韩泽鹏,窦林名,王正义,乔中栋.  煤炭科学技术. 2019(09)
[5]煤矿瓦斯抽采封孔质量检测技术与应用[J]. 王宁,张天军,范京道,邓增社,纪翔.  煤炭技术. 2019(08)
[6]基于COMSOL的顺层抽采钻孔漏气通及带压封孔技术研究[J]. 乔元栋,程虹铭.  煤炭工程. 2019(07)
[7]五轮山煤矿瓦斯抽采钻孔封孔工艺优化研究[J]. 王超,张雷林,翟文杰,杨前意.  煤炭技术. 2019(05)
[8]瓦斯抽采钻孔漏气类型划分与高效封孔技术应用研究[J]. 周厚权,申凯,陈宾.  矿业安全与环保. 2019(01)
[9]基于三维地应力实测的巷道稳定性优化研究[J]. 刘畅,李宇星,覃敏.  地下空间与工程学报. 2018(05)
[10]瓦斯抽采“两堵一注一排”新工艺技术[J]. 齐庆杰,赵尤信,吕有厂,贾新雷,周新华.  中国安全科学学报. 2018(08)



本文编号：3399546